1、精選優質文檔-傾情為你奉上精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業專心-專注-專業精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業課題組前期培訓任務一潮流計算階段三作 者 劉玨麟 指導老師 顏偉 余娟 趙霞 培養單位 電氣工程學院 學科專業 電力系統及其自動化二一三年八月目錄 TOC o 1-3 h z u 學習MATPOWER3.2提供的潮流計算程序（主函數為runpf.m），與自己所編制的潮流程序進行對比：正確性matpower3.2做為眾多學者的心血和結晶，總體上來說，保證其正確性是基本的要求。我所編寫的潮流程序，每一步都是與手算過程一一對應的，也都是按照書上和老師課件上的潮流計算步驟編寫的

2、，所以在原理上可以保證其正確性。但自己的matlab編程才剛剛起步，所以編寫的程序存在一些漏洞在所難免，所以并不能保證程序本身的正確性什么叫做在原理上可以保證正確性，而不能保證程序本身的正確性？你覺得現在的程序還仍然有錯嗎？哪些地方還有錯誤呢？為什么會有這種感覺？。但由于我的程序是以銘牌值為輸入量，所以在程序正確的情況下結果會更加準確。通用性我編寫的程序最大的問題就是不具有通用性，都是完全針對本次潮流計算題目編寫的程序。仔細分析，我覺得其實我編寫的程序在用牛頓法解潮流的部分還是具有一定的通用性的。由于這部分大部分的計算是重復的，可以通過循環計算實現其通用性，比如，功率的不平衡量計算部分是具有通

3、用性的，雅可比計算也可以同過一些調整使其具有通用性。代碼量由于我的程序不具有通用性，并且沒有考慮任何其他可能發生的錯誤，只考慮的潮流計算題目中的變量，所以我編寫的程序代碼量比matpower小很多，但如果題目更加復雜的話，按照我編程的思路會大大增加程序的代碼量，而matpower所使用的代碼量是相對固定，當潮流特別復雜的時候，所需要的代碼量必然會超過matpower。執行效率由于潮流計算題目的計算量不大，迭代次數不多，針對這個題目本身來說，我編寫的程序和matpower比較差別并不是特別大。但如果計算量大了之后，按照我編寫的思路，完全沒有用到matlab語言中一些相對高級一些的語言，每一步都相

4、對獨立，使用的循環和計算方法的效率都相對較低的問題就會顯現出來。輸入輸出接口我感覺我編寫的程序輸入輸入接口并不明顯，在編寫的時候也沒有特別考慮這個問題。我編寫的程序輸入量是銘牌編號，所以還要通過參數計算才能得到節點和線路參數的有名值和標幺值再參與計算，輸出也是在程序計算中直接得到結果，并沒有像matpower那樣通過讀取文件實現輸入并將結果以文件形式集中保存并輸出，所以思路沒有matpower那么嚴謹，輸入輸出都顯得比較分散。可讀性我認為由于我編寫的程序用的語言都比較簡單，而且思路跟書本上完全一樣，所以比起復雜的matpower程序更容易讀懂，像我這樣的matlab菜鳥也可以很容易讀懂。并不能

5、如此定義可讀性。所謂的可讀性并不僅僅是編程人員自己易讀就具有可讀性，而是第一次接觸該程序的人也可以比較容易地讀懂程序，至少可以應用該程序。首先一個很重要地，能提高易讀性的方式，就是增加程序中的注釋，而你的程序中出現較少（從你階段二的文檔中可以看出來）。還有一點就是程序語句要精煉，這是需要較好的編程能力才能提高的，如果全是for循環，肯定在讀程序時較不容易理清思路。你下面改進后的潮流程序可讀性有很大改進。而matpower作為成熟的工具包，里面用了一些比較不常見的函數，沒有一定matlab基礎讀起來會比較困難，不好理解，所以我認為在在程序內容上可讀性上我的程序應該會比較好一些。但由于輸入輸出接口

6、不明顯，所以輸入和結果可讀性比較弱，需要對程序了解的人才能知道輸出結果。在程序開始說明輸入數據需要哪些，在程序最后說明輸出數據是哪些，分別是什么意思即可。這個對你來說并不難。看到你下面改進后的潮流程序，有了很大提高。二、以MATPOWER3.2為模板，改進階段二的潮流程序。format compactbaseMVA=100;%節點數 PV節點數 交流線路數 直流線路數 發電機數s1=7 1 7 0 2;%線路編號 起節點名 終節點名 電阻 電抗 B/2 變比s2=1 2 6 0. 0.0444 0.03557 1 1; 2 3 6 0.0033 0.02665 0.02134 1 1; 3 2

7、 3 0.0044 0.03554 0.02846 1 1; 4 1 2 0.0011 0.0569 0 1 15.75/220; 5 7 3 0.0012 0.0769 0 1 1; 6 7 4 0. -0.0053 0 1.1 110/220; 7 7 5 0. 0.0508 0 1.05 10/220;%發電機編號 發電機所在節點名 有功 無功s3=1 1 1.5 0 ; 2 6 0 0 ;%節點編號 節點名稱 基準電壓 節點類型 負荷有功 無功 初始電壓 相角 節點電導 電納 s5= 1 1 220.0 2 0. 0. 1.0 0.0 0. -0.; 2 2 220.0 1 -1. -

8、1. 1.0 0.0 0 0 ; 3 3 220.0 1 0. 0. 1.0 0.0 0 0 ; 4 4 220.0 1 -1. -0. 1.0 0.0 0 0 ; 5 5 220.0 1 -0. -0. 1.0 0.0 0 0 ; 6 6 220.0 3 0. 0. 1.0 0.0 0 0 ; 7 7 220.0 1 0. 0. 1.0 0.0 0. -0. ;%低壓側節點編號 高壓側節點編號 變比s6= 1 2 15.75/220; 4 7 110/220; 5 7 10/220;%計算節點導納矩陣Y -Y=;c=zeros(s1(1),1); %s1(1)為節點數，c對各個節點對地導納的

9、初值設為0j=sqrt(-1);for k=1:s1(3) % 交流線路數 m=s2(k,2);n=s2(k,3);bk=s2(k,7); % bk為標準變比 zt=s2(k,4)+s2(k,5)*j; Y(m,n)=-1/(zt*bk); Y(n,m)=-1/(zt*bk); c(m)=c(m)+s2(k,6)*j+(bk-1)/(bk*zt); % 計算節點m的對地導納 c(n)=c(n)+s2(k,6)*j+(1-bk)/(bk2*zt); % 計算節點n的對地導納endb=-sum(Y,2)+c+s5(:,9)+s5(:,10)*j;for k=1:s1(1) Y(k,k)=b(k);

10、endY;G=real(Y);B=imag(Y);%輸入節點電壓初值，并計算節點注入功率-u=s5(:,7);theta=s5(:,8);%各類節點的個數 PQJD=sum(s5(:,4)=1);PVJD=sum(s5(:,4)=2);PHJD=sum(s5(:,4)=0);PS=s5(:,5);QS=s5(:,6);for k=1:s1(5) PS(s3(k,2)=s5(s3(k,2),5)+s3(k,3); QS(s3(k,2)=s5(s3(k,2),6)+s3(k,4); endPS;QS; %PS、QS所有節點(包括PQ、PV、PH)的給定注入功率%將外部數據映射到內核中-YN GN

11、BN E F PSN QSN-%對節點導納矩陣Y先換行再換列，形成YNnn=1;mm=PQJD+1;Vm=zeros(s1(1),1);Va=zeros(s1(1),1);PSN=zeros(s1(1),1);QSN=zeros(s1(1),1);YM=zeros(size(Y);for k=1:s1(1) if s5(k,4)=3 Vm(s1(1)=u(k); %平衡節點只有一個所以直接輸出到E的最后一個元素 Va(s1(1)=theta(k); PSN(s1(1)=PS(k); QSN(s1(1)=QS(k); YM(s1(1),:)=Y(k,:); elseif s5(k,4)=1 Vm

12、(nn)=u(k); Va(nn)=theta(k); PSN(nn)=PS(k); QSN(nn)=QS(k); YM(nn,:)=Y(k,:); nn=nn+1; elseif s5(k,4)=2 Vm(mm)=u(k); Va(mm)=theta(k); PSN(mm)=PS(k); QSN(mm)=QS(k); YM(mm,:)=Y(k,:); mm=mm+1; else endend%對節點導納矩陣Y再換列，形成YNnn=1;mm=PQJD+1;YN=zeros(size(Y);for k=1:s1(1) if s5(k,4)=3 YN(:,s1(1)=YM(:,k); elseif

13、 s5(k,4)=1 YN(:,nn)=YM(:,k); nn=nn+1; elseif s5(k,4)=2 YN(:,mm)=YM(:,k); mm=mm+1; else endendGN=real(YN);BN=imag(YN);YN;GN;BN;Vm;Va;%-%求不平衡量pvn=0;pqn=0;for i=1:s1(1) if s5(i,4)=2 pvn=pvn+1; elseif s5(i,4)=1 pqn=pqn+1; endend %- for time=1:20DW=zeros(2*(s1(1)-1),1);n=1;m=PQJD*2+1;pvpv=1;pv=zeros(PVJD

14、,1); for i=1:s1(1) for j=1:s1(1) A(i,j)=Va(i)-Va(j); endendfor m=1:s1(1)-1 if mPQJD %PV節點 DW(2*m-1)=PSN(m)-Vm(m)*(GN(m,:).*cos(A(m,:)+BN(m,:).*sin(A(m,:)*Vm; DW(2*m)=0;DW(2*m)=; endendDW; %形成雅可比矩陣- sJ=2*(s1(1)-1); J=zeros(sJ,sJ);% for m=1:s1(1)-1 for n=1:s1(1)-1 if mPQJD if m=n J(2*m-1):2*m,(2*n-1):

15、2*n)=. Vm(m)*-(GN(m,:).*sin(A(m,:)*Vm-BN(m,:).*cos(A(m,:)*Vm)-Vm(m)*Vm(m)*BN(m,m) . (GN(m,:).*cos(A(m,:)*Vm+BN(m,:).*sin(A(m,:)*Vm)+Vm(m)*Vm(m)*GN(m,m); 0 0; elseif m=n J(2*m-1):2*m,(2*n-1):2*n)=. Vm(m)*GN(m,n).*sin(A(m,n)-BN(m,n).*cos(A(m,n) . GN(m,n).*cos(A(m,n)+BN(m,n).*sin(A(m,n); 0 0*Vm(n); end

16、 end end end for m=1:s1(1)-1 if mPQJD J(2*m,:)=;J(:,2*m)=; end end J; %雅可比矩陣-%求電壓的不平衡量，并修正電壓 DV=JDW;%DW=-J*DV-DV=-JDW DVm=zeros(s1(1),1); DVa=zeros(s1(1),1); for n=1:PQJD DVa(n)=DV(2*n-1); DVm(n)=DV(2*n); end for n=(PQJD+1):s1(1)-1 DVa(n)=DV(2*n-1); DVm(n)=0; end DVm(s1(1)=0; DVa(s1(1)=0; Vm=Vm+DVm;

17、Va=Va+DVa; %- if max(abs(DV)PQJD QG(m)=Vm(m)*(GN(m,:).*sin(A(m,:)-BN(m,:).*cos(A(m,:)*Vm; endend nn=1;mm=PQJD+1; for k=1:s1(1) if s5(k,4)=1 u(k)=Vm(nn); theta(k)=Va(nn); nn=nn+1; elseif s5(k,4)=2 u(k)=Vm(mm); theta(k)=Va(mm); Qg(k)=QG(mm); mm=mm+1; else end endj=sqrt(-1);U=u.*cos(theta)+u.*sin(theta

18、)*j;uy=abs(u).*s5(:,3);lt=size(s6(:,1),1);for i=1:lt uy(s6(i,1)=uy(s6(i,1)*s6(i,3);enddisp(節點編號 電壓幅值 電壓相角 )JD_DIAN_YA=cat(2,s5(:,2),uy,theta*180/pi) for k=1:s1(1) if s5(k,4)=3 VOJD=U(k)*conj(Y(k,:)*U); PS(k)=real(VOJD);QS(k)=imag(VOJD); endendSa=zeros(s1(3),1);Sb=zeros(s1(3),1);DSL=zeros(s1(3),1); %

19、線路上損耗的功率 for k=1:s1(3) m=s2(k,2);n=s2(k,3); zt=s2(k,4)+s2(k,5)*j; bk=s2(k,7);Sa(k)=U(m)*(conj(U(m)*conj(s2(k,6)*j+(bk-1)/(bk*zt)+s5(m,9)+s5(m,10)*j).+(conj(U(m)-conj(U(n)*conj(1/(zt*bk);Sb(k)=U(n)*(conj(U(n)*conj(s2(k,6)*j+(1-bk)/(bk2*zt)+s5(n,9)+s5(n,10)*j).+(conj(U(n)-conj(U(m)*conj(1/(zt*bk); DSL

20、(k)=Sa(k)+Sb(k);enddisp(線路編號 起節點 終節點 起-終功率 終-起功率 線路損耗)XLGLV=cat(2,s2(:,1:3),Sa*baseMVA,Sb*baseMVA,DSL*baseMVA)UY=U.*s5(:,3);disp(平衡節點功率)VOJDY=VOJD*baseMVASaY=Sa*baseMVA;SbY=Sb*baseMVA;DSLY=DSL*baseMVA; 運行結果：節點編號 電壓幅值 電壓相角 JD_DIAN_YA =1.0000 15.7500 5.1735 2.0000 213.8297 0.1765 3.0000 212.8942 -0.89

21、77 4.0000 106.6839 -6.6285 5.0000 9.1216 -7.8200 6.0000 220.0000 0 7.0000 193.1059 -7.0653線路編號 起節點 終節點 起-終功率 終-起功率 線路損耗XLGLV = 1.0e+002 * 0.0100 0.0200 0.0600 -0.0081 - 0.6465i 0.0103 + 0.5950i 0.0022 - 0.0515i 0.0200 0.0300 0.0600 -0.7028 - 1.1013i 0.7087 + 1.1073i 0.0059 + 0.0060i 0.0300 0.0200 0.

22、0300 0.5034 + 0.0317i -0.5022 - 0.0756i 0.0012 - 0.0439i 0.0400 0.0100 0.0200 1.5000 + 0.5362i -1.4953 - 0.3853i 0.0047 + 0.1510i 0.0500 0.0700 0.0300 -1.2008 - 0.9434i 1.2051 + 1.1770i 0.0042 + 0.2336i 0.0600 0.0700 0.0400 1.0020 + 0.7892i -0.9999 - 0.7998i 0.0022 - 0.0106i 0.0700 0.0700 0.0500 0.2

23、007 + 0.1548i -0.2001 - 0.1500i 0.0006 + 0.0048i平衡節點功率7.1899e+001 +1.7023e+002i三、學習PSASP軟件對PSASP軟件的學習最重要的是學習如何使用它計算潮流，輸入量是什么，輸出量是什么，如何操作。這一點你會了嗎？中的潮流計算模塊，與自己所編制的潮流程序進行對比。正確性根據matpower修改后的程序是以標幺值為輸入量，而PSASP即可以用標幺值也可以用銘牌值作為輸入值，結果正確性方面PSASP比較高。另外，由于在計算過程中取的小數位數不同，試試在計算中不采用近似值呢？所以在電壓相角和線路功率的計算中我編的程序算出的結

24、果還存在一定的誤差。通用性我編的程序目前只支持以標幺值為輸入，除了題目給出的參數沒有設計其他的相關參數，所以只能計算與例題同類型或參數更少的潮流計算題目，但比起之前針對本題目的程序通用性還是有一定的提高。而PSASP在潮流計算部分綜合考慮考慮了潮流計算可能遇到的各種情況，可以做更多元件的計算，作為商業軟件有很強的通用性。輸入輸出接口在修改的程序中加入了輸入輸出接口的編寫，但由于不太會在主程序中讀取輸入接口的數據，輸入的部分和主程序寫在一起，所以不是特別明顯，而輸出接口則基本模仿了matpower的輸出模式，但這樣的輸入輸出接口必須同時比對模型的電路圖。PSASP是圖模一體的軟件，先要畫出電路圖

25、，在對應的元件圖上輸入參數，輸出結果也在對于元件上表示，所以其輸入和輸出都相對更加直觀。四、根據發電機節點和負荷節點的電壓要求，對網絡1進行調壓。給出至少三種不同類型的調壓方案及相應的潮流計算結果方案一：結合改變發電機端電壓調壓和借電容器補償調壓發電機G1母線采用逆調壓，電壓升高為104%UN；發電機GS母線采用逆調壓，電壓升高為102%UN；節點5采用電容器補償容量為35MVA。潮流計算結果：此處不僅僅是需要列出潮流結果，而是需要對調壓進行分析，通過你的調壓方案，效果怎樣？電壓達到了要求嗎？節點編號 電壓幅值 電壓相角JD_DIAN_YA = 1.0000 16.3800 4.7417 2.

26、0000 220.5523 0.0960 3.0000 219.8699 -0.9232 4.0000 114.7487 -6.1212 5.0000 10.0284 -7.1539 6.0000 224.4000 0 7.0000 207.8291 -6.4986線路編號 起節點 終節點 起-終功率 終-起功率 線路損耗XLGLV = 1.0e+002 * 1.0e+002 * 0.0100 0.0200 0.0600 -0.0099 - 0.4294i 0.0108 + 0.3635i 0.0008 - 0.0659i 0.0200 0.0300 0.0600 -0.7006 - 0.70

27、18i 0.7037 + 0.6837i 0.0032 - 0.0181i 0.0300 0.0200 0.0300 0.5051 + 0.0008i -0.5040 - 0.0488i 0.0011 - 0.0480i 0.0400 0.0100 0.0200 1.5000 + 0.7244i -1.4951 - 0.5714i 0.0049 + 0.1530i 0.0500 0.0700 0.0300 -1.2014 - 0.5948i 1.2045 + 0.7506i 0.0031 + 0.1558i 0.0600 0.0700 0.0400 1.0020 + 0.7911i -1.00

28、00 - 0.8000i 0.0020 - 0.0090i 0.0700 0.0700 0.0500 0.2007 - 0.1948i -0.2000 + 0.2000i 0.0007 + 0.0052i平衡節點功率VOJDY = 7.1450e+001 +1.0472e+002i方案二：結合改變發電機端電壓調壓和改變變壓器變比調壓發電機G1母線采用逆調壓，電壓升高為105%UN；變壓器T1變比選擇為15.75/220*（1+2*2.5%）即15.75/231；變壓器T2變比選擇為220*（1-7*1.25%）/121*（1-2*2.5%）/10.5，即200.75/114.95/10.5。潮

29、流計算結果：節點編號 電壓幅值 電壓相角JD_DIAN_YA = 1.0000 16.5375 4.7108 2.0000 220.4394 -0.0553 3.0000 215.8184 -0.9719 4.0000 112.9461 -6.5343 5.0000 10.1703 -7.6858 6.0000 220.0000 07.0000 196.3994 -6.9567線路編號 起節點 終節點 起-終功率 終-起功率 線路損耗XLGLV = 1.0e+002 *0.0100 0.0200 0.0600 -0.0160 + 0.0113i 0.0160 - 0.0825i 0.0000

30、- 0.0712i 0.0200 0.0300 0.0600 -0.6996 - 0.6283i 0.7026 + 0.6102i 0.0029 - 0.0181i 0.0300 0.0200 0.0300 0.5084 + 0.5042i -0.5060 - 0.5410i 0.0024 - 0.0368i 0.0400 0.0100 0.0200 1.4979 + 1.7982i -1.4924 - 1.5156i 0.0055 + 0.2827i 0.0500 0.0700 0.0300 -1.2021 - 0.9439i 1.2056 + 1.1693i 0.0035 + 0.2254i 0.0600 0.0700 0.0400 1.0016 + 0.7892i -1.0000 - 0.8001i 0.0015 - 0.0108i 0.070