赵正伟-211408010029基于MATLAB的电力系统潮流计算仿真分析.docVIP

研究生矩阵实验报告 （2013—2014学年第1学期） 报告题目：电力系统运行分析课程设计 姓名：　　　 赵 正 伟　　 　　 学号：　　 211408010029 　 　 年级： 2014级 专业：　　　　电气工程 　　 学院：　 　 电气学院 　 　 注意事项： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 课程名称：　电力系统运行与分析 课程类型：　　 专业课　 　　 授课教师： 田书 学 时： 36 学 分： 2 论文得分 批阅人签字 　 批阅意见： 基于MATLAB的电力系统潮流计算分析 摘 要 潮流计算是电力系统的一项重要分析功能，是进行故障计算，继电保护整定，安全分析的必要工具。 传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面，结果显示不直观，难于与其他分析功能集成。网络原始数据输入工作量大且易于出错。随着计算机技术的飞速发展，MICROSOFT WINDOWS操作系统早已被大家所熟悉，其友好的图形用户界面已成为PC机的标准，而DOS操作系统下的应用程序因其界面不够友好，开发具有WINDOWS风格界面的电力系统分析软件已成为当前的主流趋势。另外，传统的程序设计方法是结构化程序设计方法，该方法基于功能分解，把整个软件工程看作是一个个对象的组合，由于对某个特定问题域来说，该对象组成基本不变，因此，这种基于对象分解方法设计的软件结构上比较稳定，易于维护和扩充。 本文介绍了图形化潮流计算软件的开发设计思想和总体结构，阐述了该软件所具备的功能和特点。结合电力系统的特点，软件采用 MATLAB语言运行于WINDOWS操作系统的图形化潮流计算软件。本系统的主要特点是操作简单，图形界面直观，运行稳定.计算准确。计算中，算法做了一些改进，提高了计算速度，各个类的有效封装又使程序具有很好的模块性.可维护性和可重用性。 关键词：电力系统潮流计算—拉夫逊法潮流计算； MATLAB 目录 摘 要 I 第一章 电力系统潮流计算概述 1 1.1潮流计算简介 1 1.2 潮流计算的意义及其发展 1 第二章 潮流计算的数学模型 3 2.1导纳矩阵的原理及计算方法 3 2.2潮流计算的基本方程 5 2.3电力系统节点分类 8 2.4潮流计算的约束条件 9 第三章 MATPOWER在电力系统潮流计算中的应用 10 3.1 MATPOWER简介?? 10 3.2 根据上述模型编写的MATPOWER程序及其说明 10 3.3 MATPOWER程序在Matlab中运行所得的结果 12 第四章 电力系统潮流计算中的仿真 14 4.1 Matlab/Simulink仿真模型及其简介 14 4.2 牛顿-拉夫逊法基本原理 16 4.2牛顿--拉夫逊法潮流求解过程 17 4.3 Simulink仿真所得的结果 21 总结 23 参 考 文 献 24 第一章 电力系统潮流计算概述 1.1潮流计算简介 电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线的电压，各元件中流过的功率，系统的功率损耗等等。在电力系统规划的设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量地分析比较供电方案或运行方式的合理性。可靠性和经济性。此外，电力系统潮流计算也是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。所以潮流计算是研究电力系统的一种很重要和基础的计算。 电力系统潮流计算也分为离线计算和在线计算两种，前者主要用于系统规划设计和安排系统的运行方式，后者则用于正在运行系统的经常监视及实时控制。 利用电子数字计算机进行电力系统潮流计算从50年代中期就已经开始。在这20年内，潮流计算曾采用了各种不同的方法，这些方法的发展主要围绕着对潮流计算的一些基本要求进行的。对潮流计算的要求可以归纳为下面几点： （1）计算方法的可靠性或收敛性； （2）对计算机内存量的要求； （3）计算速度； （4）计算的方便性和灵活性。 电力系统潮流计算问题在数学上是一组多元非线性方程式求解问题，其解法都离不开迭代。因此，对潮流计算方法，首先要求它能可靠地收敛，并给出正确答案。由于电力系统结构及参数的一些特点，并且随着电力系统不断扩大，潮流计算的方程式阶数也越来越高，对这样的方程式并不是任何数学方法都能保证给出正确答案的。这种情况成为促使电力系统计算人员不断寻求新的更可靠方法的重要因素。 1.2 潮流计算的意义及其发展 电力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。潮流计算的目标是求取电力系统在给定