毕业设计复杂网络nr法潮流分析与计算的设计课程设计.doc

电气工程及其自动化专业课程设计 复杂网络N-R法潮流分析与计算的设计 学生学号： 学生姓名： 班 级： 指导教师： 起止日期： 哈尔滨工程大学自动化学院 课程设计报告撰写内容 一、设计要求（宋体，小四号字，加黑） 用matlab编程，N_R法计算潮流分布 具体要求为： （1）给出程序，并给出注释 （2）输出迭代次数，各节点电压，各支路电流 （3）在图中标明功率流向 节点数据如下表所示（标幺值） 1 2 3 4 5 6 P 3 1.8 0.6 3.5 5 Q 1 0.5 0.8 1.3 V 1 1.05 支路及变压器数据 线路 T1 T2 L2 L3 L4 L5 阻抗 j0.04 j0.02 0.06+j0.025 0.01+j0.2 0.06+j0.5 0.05+j0.3 导纳/2 j0.25 j0.25 j0.25 j0.25 变比 1.05:1 1.05:1 精度要求：0.0001 二、设计方案（要求给出详细的设计思路及其必要的论证） （1.）潮流计算的方法 （1）高斯雅克比迭代法 （2）高斯-塞得尔法（对初值要求底，迭代次数多） （3）牛顿-拉夫逊法（使用广泛） （4）PQ 快速分解法（提升运算速度） 目前广泛应用的潮流计算方法都是基于节点电压法的，以节点导纳矩阵Y 作为电力网络的数学模型。节点电压Ui 和节点注入电流Ii 由节点电压方程 YV=I （1） 根据S=VI﹡(I﹡为I 的共轭)可得非线性的节点方程 YV=I=(S/V)﹡ （2） 在实际的电力系统中，已知的运行条件不是节点的注入电流，而是负 荷和发电机的功率，而且这些功率一般不随节点电压的变化而变化。由于 各节点注入功率与注入电流的关系为Si＝Pi＋jQi =ViIi﹡，因此可将式（2） 改写为 Ii=Si/Vi=Pi+jQi/Vi (i= 1, 2,3 ? n) （3） 式中，Pi 和Qi 分别为节点i 向网络注入的有功功率和无功功率，当 i 为发电机节点时Pi﹥0；当i 为负荷节点时Pi﹤0；当i 为无源节点Pi＝ 0，Qi＝0；Vi 和Ii 分别为节点电压相量Vi 和节点注入电流相量Ii 的共 轭。 式（3）亦即潮流计算的基本方程式,它可以在直角坐标也可以在极坐 标上建立2n 个实数形式功率方程式。发电机Pi、Qi 为正，负荷Pi、Qi 为 负。 展开YV=I 为 Ii=ΣYijVj=YiiVi+ΣYijVi( i=1 2 3 ?n) (4) 将式（4）代入式（3），得n 维的非线性复数的电压方程组 潮流计算的基本方程为 (Pi-jQi)/ Vi= YiiVi+ΣYijVi （i=1, 2, ? n） (5) （2.）变量的分类 假设系统中有n 个节点，构成n 个复数方程，2n 个实数方程，变量总数为6n 个。 a)不可控变量（2n 个）：负荷消耗的有功功率Li P 和无功功率Li Q .由于该类变 量无法控制，取决于用户，而且出现事先没有预计的变动，使系统偏离原始运行 状态，因此又称为不可控变量或扰动变量。 b)控制变量（2n 个）:发电机发出的有功功率Gi P 和无功功率Gi Q ，因为该类 变量可控。也称独立变量。 c)状态变量（2n 个）：母线电压或节点电压的幅值大小i V 与相角大小i δ ，又 称依从变量或因变量。并且i V 受Gi P 控制， i δ 受Gi Q 控制。 其中2n 个扰动变量是给定的，2n 个控制变量和2n 个状态变量中给定两个，求 另外两个。 （3.）变量的约束条件 a)扰动变量没有约束条件。 b)控制变量约束条件：为满足发电机的技术经济特性指标。 c)状态变量的i V 的约束条件：保证良好的电能质量。 d) 状态变量的i δ 的约束条件：保证系统的稳定运行。 (4.)系统节点的分类，根据给定的控制变量和状态变量进行分类如下： （1）PQ 节点（即负荷节点）： 给定Pi、Qi，求Vi 和i δ （ i i e , f ）。通常变电所都是这一类型的节点，由于 没有发电设备，因而发电功率为零电力系统中的绝大多数节点属于这一节点。其 包含变电站节点（即联络节点或浮游节点）。 （2）PV 节点（即调节节点、电压控制节点）： 给定Pi 和Vi，求Qi 和i δ （ i i e , f ）。这类节点必须有足够的可调无功容量， 用以维持给定的电