潮流计算源程序及运行结果.docx
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潮流计算源程序及运行结果.docx
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潮流计算源程序及运行结果
>>%本程序的功能是用牛顿——拉夫逊法进行潮流计算
%B1矩阵:
1、支路首端号;2、末端号;3、支路阻抗;4、支路对地电纳
%5、支路的变比;6、支路首端处于K侧为1,1侧为0
%B2矩阵:
1、该节点发电机功率;2、该节点负荷功率;3、节点电压初始值
%4、PV节点电压V的给定值;5、节点所接的无功补偿设备的容量
%6、节点分类标号:
1为平衡节点(应为1号节点);2为PQ节点;
%3为PV节点;
clear;
n=10;%input('请输入节点数:
n=');
nl=10;%input('请输入支路数:
nl=');
isb=1;%input('请输入平衡母线节点号:
isb=');
pr=0.00001;%input('请输入误差精度:
pr=');
B1=[120.03512+0.08306i0.13455i10;
230.0068+0.18375i01.023811;
140.05620+0.13289i0.05382i10;
450.00811+0.24549i01.023811;
160.05620+0.13289i0.05382i10;
460.04215+0.09967i0.04037i10;
670.0068+0.18375i01.023811;
680.02810+0.06645i0.10764i10;
8100.00811+0.24549i011;
890.03512+0.08306i0.13455i10]
B2=[001.11.101;
001002;
00.343+0.21256i1002;
001002;
00.204+0.12638i1002;
001002;
00.306+0.18962i1002;
001002;
0.501.11.103;
00.343+0.21256i1002]
;%input('请输入各节点参数形成的矩阵:
B2=');
Y=zeros(n);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n);sida=zeros(1,n);S1=zeros(nl);
%%%---------------------------------------------------
fori=1:
nl%支路数
ifB1(i,6)==0%左节点处于1侧
p=B1(i,1);q=B1(i,2);
else%左节点处于K侧
p=B1(i,2);q=B1(i,1);
end
Y(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i,3)*B1(i,5));%非对角元
Y(q,p)=Y(p,q);%非对角元
Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)^2)+B1(i,4)./2;%对角元K侧
Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2;%对角元1侧
end
%求导纳矩阵
disp('导纳矩阵Y=');
disp(Y)
%----------------------------------------------------------
G=real(Y);B=imag(Y);%分解出导纳阵的实部和虚部
fori=1:
n%给定各节点初始电压的实部和虚部
e(i)=real(B2(i,3));
f(i)=imag(B2(i,3));
V(i)=B2(i,4);%PV节点电压给定模值
end
fori=1:
n%给定各节点注入功率
S(i)=B2(i,1)-B2(i,2);%i节点注入功率SG-SL
B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5);%i节点无功补偿量
end
%===================================================================
P=real(S);Q=imag(S);%分解出各节点注入的有功和无功功率
ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0;%迭代次数ICT1、a;不满足收敛要求的节点数IT2
whileIT2~=0%N0=2*n雅可比矩阵的阶数;N=N0+1扩展列
IT2=0;a=a+1;
fori=1:
n
ifi~=isb%非平衡节点
C(i)=0;D(i)=0;
forj1=1:
n
C(i)=C(i)+G(i,j1)*e(j1)-B(i,j1)*f(j1);%Σ(Gij*ej-Bij*fj)
D(i)=D(i)+G(i,j1)*f(j1)+B(i,j1)*e(j1);%Σ(Gij*fj+Bij*ej)
end
P1=C(i)*e(i)+f(i)*D(i);%节点功率P计算eiΣ(Gij*ej-Bij*fj)+fiΣ(Gij*fj+Bij*ej)
Q1=C(i)*f(i)-e(i)*D(i);%节点功率Q计算fiΣ(Gij*ej-Bij*fj)-eiΣ(Gij*fj+Bij*ej)
%求i节点有功和无功功率P',Q'的计算值
V2=e(i)^2+f(i)^2;%电压模平方
%=========以下针对非PV节点来求取功率差及Jacobi矩阵元素=========
ifB2(i,6)~=3%非PV节点
DP=P(i)-P1;%节点有功功率差
DQ=Q(i)-Q1;%节点无功功率差
%===============以上为除平衡节点外其它节点的功率计算=================
%=================求取Jacobi矩阵===================
forj1=1:
n
ifj1~=isb&j1~=i%非平衡节点&非对角元
X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);%dP/de=-dQ/df
X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);%dP/df=dQ/de
X3=X2;%X2=dp/dfX3=dQ/de
X4=-X1;%X1=dP/deX4=dQ/df
p=2*i-1;q=2*j1-1;
J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;m=p+1;%X3=dQ/deJ(p,N)=DQ节点无功功率差
J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;%X1=dP/deJ(m,N)=DP节点有功功率差
J(p,q)=X4;J(m,q)=X2;%X4=dQ/dfX2=dp/df
elseifj1==i&j1~=isb%非平衡节点&对角元
X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);%dP/de
X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);%dP/df
X3=D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);%dQ/de
X4=-C(i)+G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i);%dQ/df
p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;%扩展列△Q
m=p+1;
J(m,q)=X1;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,N)=DP;%扩展列△P
J(m,q)=X2;
end
end
else
%===============下面是针对PV节点来求取Jacobi矩阵的元素===========
DP=P(i)-P1;%PV节点有功误差
DV=V(i)^2-V2;%PV节点电压误差
forj1=1:
n
ifj1~=isb&j1~=i%非平衡节点&非对角元
X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);%dP/de
X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);%dP/df
X5=0;X6=0;
p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;%PV节点电压误差
m=p+1;
J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;%PV节点有功误差
J(m,q)=X2;
elseifj1==i&j1~=isb%非平衡节点&对角元
X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);%dP/de
X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);%dP/df
X5=-2*e(i);
X6=-2*f(i);
p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;%PV节点电压误差
m=p+1;
J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;%PV节点有功误差
J(m,q)=X2;
end
end
end
end
end
%=========以上为求雅可比矩阵的各个元素及扩展列的功率差或电压差=====================
fork=3:
N0%N0=2*n(从第三行开始,第一、二行是平衡节点)
k1=k+1;N1=N;%N=N0+1即N=2*n+1扩展列△P、△Q或△U
fork2=k1:
N1%从k+1列的Jacobi元素到扩展列的△P、△Q或△U
J(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k);%用K行K列对角元素去除K行K列后的非对角元素进行规格化
end
J(k,k)=1;%对角元规格化K行K列对角元素赋1
%====================回代运算=======================================
ifk~=3%不是第三行k>3
k4=k-1;
fork3=3:
k4%用k3行从第三行开始到当前行的前一行k4行消去
fork2=k1:
N1%k3行后各行上三角元素
J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去运算(当前行k列元素消为0)
end%用当前行K2列元素减去当前行k列元素乘以第k行K2列元素
J(k3,k)=0;%当前行第k列元素已消为0
end
ifk==N0%若已到最后一行
break;
end
%==================前代运算==================================
fork3=k1:
N0%从k+1行到2*n最后一行
fork2=k1:
N1%从k+1列到扩展列消去k+1行后各行下三角元素
J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去运算
end%用当前行K2列元素减去当前行k列元素乘以第k行K2列元素
J(k3,k)=0;%当前行第k列元素已消为0
end
else%是第三行k=3
%======================第三行k=3的前代运算========================
fork3=k1:
N0%从第四行到2n行(最后一行)
fork2=k1:
N1%从第四列到2n+1列(即扩展列)
J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去运算(当前行3列元素消为0)
end%用当前行K2列元素减去当前行3列元素乘以第三行K2列元素
J(k3,k)=0;%当前行第3列元素已消为0
end
end
end
%====上面是用线性变换方式高斯消去法将Jacobi矩阵化成单位矩阵=====
fork=3:
2:
N0-1
L=(k+1)./2;
e(L)=e(L)-J(k,N);%修改节点电压实部
k1=k+1;
f(L)=f(L)-J(k1,N);%修改节点电压虚部
end
%------修改节点电压-----------
fork=3:
N0
DET=abs(J(k,N));
ifDET>=pr%电压偏差量是否满足要求
IT2=IT2+1;%不满足要求的节点数加1
end
end
ICT2(a)=IT2;%不满足要求的节点数
ICT1=ICT1+1;%迭代次数
end
%用高斯消去法解"w=-J*V"
disp('迭代次数:
');
disp(ICT1);
disp('没有达到精度要求的个数:
');
disp(ICT2);
fork=1:
n
V(k)=sqrt(e(k)^2+f(k)^2);%计算各节点电压的模值
sida(k)=atan(f(k)./e(k))*180./pi;%计算各节点电压的角度
E(k)=e(k)+f(k)*j;%将各节点电压用复数表示
end
%===============计算各输出量===========================
disp('各节点的实际电压标幺值E为(节点号从小到大排列):
');
disp(E);%显示各节点的实际电压标幺值E用复数表示
disp('-----------------------------------------------------');
disp('各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列):
');
disp(V);%显示各节点的电压大小V的模值
disp('-----------------------------------------------------');
disp('各节点的电压相角sida为(节点号从小到大排列):
');
disp(sida);%显示各节点的电压相角
forp=1:
n
C(p)=0;
forq=1:
n
C(p)=C(p)+conj(Y(p,q))*conj(E(q));%计算各节点的注入电流的共轭值
end
S(p)=E(p)*C(p);%计算各节点的功率S=电压X注入电流的共轭值
end
disp('各节点的功率S为(节点号从小到大排列):
');
disp(S);%显示各节点的注入功率
disp('-----------------------------------------------------');
disp('各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一致):
');
fori=1:
nl
p=B1(i,1);q=B1(i,2);
ifB1(i,6)==0
Si(p,q)=E(p)*(conj(E(p))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(p)*B1(i,5))...
-conj(E(q)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));
Siz(i)=Si(p,q);
else
Si(p,q)=E(p)*(conj(E(p))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(p)./B1(i,5))...
-conj(E(q)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));
Siz(i)=Si(p,q);
end
disp(Si(p,q));
SSi(p,q)=Si(p,q);
ZF=['S(',num2str(p),',',num2str(q),')=',num2str(SSi(p,q))];
disp(ZF);
disp('-----------------------------------------------------');
end
disp('各条支路的末端功率Sj为(顺序同您输入B1时一致):
');
fori=1:
nl
p=B1(i,1);q=B1(i,2);
ifB1(i,6)==0
Sj(q,p)=E(q)*(conj(E(q))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(q)./B1(i,5))...
-conj(E(p)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));
Sjy(i)=Sj(q,p);
else
Sj(q,p)=E(q)*(conj(E(q))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(q)*B1(i,5))...
-conj(E(p)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));
Sjy(i)=Sj(q,p);
end
disp(Sj(q,p));
SSj(q,p)=Sj(q,p);
ZF=['S(',num2str(q),',',num2str(p),')=',num2str(SSj(q,p))];
disp(ZF);
disp('-----------------------------------------------------');
end
disp('各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一致):
');
fori=1:
nl
p=B1(i,1);q=B1(i,2);
DS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p);
disp(DS(i));
DDS(i)=DS(i);
ZF=['DS(',num2str(p),',',num2str(q),')=',num2str(DDS(i))];
disp(ZF);
disp('-----------------------------------------------------');
end
figure
(1);
subplot(1,2,1);
plot(V);
xlabel('节点号');ylabel('电压标幺值');
gridon;
subplot(1,2,2);
plot(sida);
xlabel('节点号');ylabel('电压角度');
gridon;
figure
(2);
subplot(2,2,1);
P=real(S);Q=imag(S);
bar(P);
xlabel('节点号');ylabel('节点注入有功');
gridon;
subplot(2,2,2);
bar(Q);
xlabel('节点号');ylabel('节点注入无功');
gridon;
subplot(2,2,3);
P1=real(Siz);Q1=imag(Siz);
bar(P1);
xlabel('支路号');ylabel('支路首端注入有功');
gridon;
subplot(2,2,4);
bar(Q1);
xlabel('支路号');ylabel('支路首端注入无功');
gridon;
B1=
1.00002.00000.0351+0.0831i0+0.1346i1.00000
2.00003.00000.0068+0.1838i01.02381.0000
1.00004.00000.0562+0.1329i0+0.0538i1.00000
4.00005.00000.0081+0.2455i01.02381.0000
1.00006.00000.0562+0.1329i0+0.0538i1.00000
4.00006.00000.0422+0.0997i0+0.0404i1.00000
6.00007.00000.0068+0.1838i01.02381.0000
6.00008.00000.0281+0.0664i0+0.1076i1.00000
8.000010.00000.0081+0.2455i01.00001.0000
8.00009.00000.0351+0.0831i0+0.1346i1.00000
B2=
001.10001.100001.0000
001.0000002.0000
00.3430+0.2126i1.0000002.0000
001.0000002.0000
00.2040+0.1264i1.0000002.0000
001.0000002.0000
00.3060+0.1896i1.0000002.0000
001.0000002.0000
0.500001.10001.100003.0000
00.3430+0.2126i1.0000002.0000
导纳矩阵Y=
9.7177-22.8591i-4.3185+10.2135i0-2.6996+6.3834i0-2.6996+6.3834i0000
-4.3185+10.2135i4.5104-15.3311i-0.1964+5.3083i0000000
0-0.1964+5.3083i0.2011-5.4347i0000000
-2.6996+6.3834i006.4271-18.7292i-0.1313+3.9744i-3.5993+8.5110i0000
000-0.1313+3.9744i0.1344-4.0690i00000
-2.6996+6.3834i00-3.5993+8.5110i011.8891-32.7444i-0.1964+5.3083i-5.3984+12.7660i00
00000-0.1964+5.3083i0.2011-5.4347i000
00000-5.3984+12.7660i09.8514-26.9275i-4.3185+10.2135i-0.1344+4.0690i
0000000-4.3185+10.2135i4.3185-10.1462i0
0000000-0.1344+4.0690i00.1344-4.0690i
迭代次数:
4
没有达到精度要求的个数:
1718170
各节点的实际电压标幺值E为(节点号从小到大排列):
1.10001.0757-0.0207i1.0050-0.0780i1.0772-0.0175i1.0171-0.0631i1.0762-0.0152i1.0112-0.0666i1.0778-0.0051i1.0996+0.0304i1.0177-0.0814i
----
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