(简单算例)基于Matlab的电力系统潮流编程计算

基于Matlab的电力系统潮流编程计算

口黄扬威吴喜春郭志峰张斯翔

(三峡大学电气与新能源学院湖北·宜昌443002)

摘要：通过介绍电力系统的实际运行情况，提出运用Matlab语言对电力系统潮流计算进行编程计算。在程

序的编写过程中采用了数学模型建立，稀疏技术、节点编号顺序优化等方法。从潮流计算的基本方程出发。采用

牛顿一拉夫逊法并通过建立矩阵的修正方程来依次迭代，逐步逼近真值来计算电网的电压和功率分布等。

关键词：电力系统潮流计算Matlab仿真牛顿～拉夫逊算法

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1007．3973(2011)006-064．03

l概述 最少，因此在消去过程中产成注入元素的可能性比较小。这

电力系统的潮流计算是研究电力系统稳态运行中最为常 种方法非常简单，适用也接方式比较简单，即环路较少的电力

见的基本计算。在实际电力系统的潮流计算中，已知的运行 网。

参数往往是节点的负荷和发电机的功率，而不是他们的电流， 2．2．2动态地按增加出线支路数最少编号

因此不能用网络方程来进行潮流计算。而应该先建立节点功 在上述的方法中，各节点的出线支路数是按原始网络统

率方程，再求出各节点的电压和相位进而求出系统潮流分布。 计出来的，在编号过程中认为固定不变的，事实上，在节点消

2电力系统潮流计算数学模型 去过程中，每消去一个节点以后，与该节点相连的各节点的出

2．1节点分类 线支路数将发生变化(增加，减少或保持不变)。因此，如果每

2．1．1PQ节点 消去一个节点后，立即修正尚未编号节点的出线支路数，然后

这类节点的有功功率P与无功功率Q是给定的，节点电 选其中支路数最少的一个节点进行编号，就可以预期得到更

压(V，e)是待求的量。通常变电所都是这一类的节点，由于没好的效果，动态按最少出线支路数编号方法的特点就是按出

有发电设备，所以发电功率为零，在有些情况下，系统中某些 线最少原则编号时考虑了消去过程中各节点出线支路数目的

发电厂送出的功率在一定时间内为固定时，该发电厂母线也 变动情况。

作为PQ节点。电力系统中的大多数属于这一类型。 2．3牛顿—拉夫逊的基本原理

2．I．2PV节点 牛顿迭代法是取x0之后，在这个基础上，找到比xO更接

这类节点的有功功率P及电压幅值V为已知，待求量是 近的方程的跟，一步一步迭代，从而找到更接近方程根的近似

该点的无功功率Q及电压向量的角度0。这种节点是系统中 跟。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是

可以调节电压的母线，通常选择有一定无功功率贮备的发电 在方程f(x)=0的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用

厂母线作为PV节点。当变电所有无功补偿设备时，也可以作 来求方程的重根、复根。

为PV节点处理。 电力系统潮流计算，一般来说，各个母线所供负荷的功率

2．1．3平衡节点 是己知的，各个节点电压是未知的(平衡节点除外)，可以根据

在潮流分布算出以前。网络中的功率损失是未知的，因此 网络结构形成节点导纳矩阵，然后由节点导纳矩阵列写功率

网络中至少有一个节点的有功功率P不能给定，这个节点承 方程，由于功率方程里功率是已知的．电压的幅值和相角是未

担了系统的有功功率平衡。另外必须选定一个节点，指定其 知的，这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问

电压相位为零，作为计算各节点电压相位的参考，这个节点称 题了。为了便于用迭代法解方程组，需要将上述功率方程改

为基准电压，它的幅值是给定的。为了计算上的方便，平衡节 写成功率平衡方程，并对功率平衡方程求偏导，得出对应的雅

点和基准点选为同一个节点，平衡节点只有一个，它的电压幅 可比矩阵，给未知节点赋电压初值，一般为额定电压，将初值

值和相位已给定，而其有功功率和无功功率是待求量，一般选 带入功率平衡方程，得到功率不平衡量。这样由功