牛顿拉夫逊法实验报告及程序.doc

实 验 报 告 实验课程： 电力系统分析 学生姓名： 学 号： 专业班级： 电力系统 班 2010年 6 月 14 日 南昌大学实验报告 学生姓名： *** 学 号： 专业班级： 电力系统 班 实验类型：□ 验证 ■ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 2010.5.31-6.14 实验成绩： 实验项目名称： 电力系统潮流计算实验 二、实验目的： 本实验通过对电力系统潮流计算的计算机程序的编制与调试，获得对复杂电力系统进行潮流计算的计算机程序，使系统潮流计算能够由计算机自行完成，即根据已知的电力网的数学模型（节点导纳矩阵）及各节点参数，由计算程序运行完成该电力系统的潮流计算。通过实验教学加深学生对复杂电力系统潮流计算计算方法的理解，学会运用电力系统的数学模型，掌握潮流计算的过程及其特点，熟悉各种常用应用软件，熟悉硬件设备的使用方法，加强编制调试计算机程序的能力，提高工程计算的能力，学习如何将理论知识和实际工程问题结合起来。 三、实验基本原理： 潮流计算的基本概念 电力系统的潮流方程的一般形式是 式（1-1） 将上述方程的实部和虚部分开，对每一节点可的两个实数方程，但是变量仍有4个，即P、Q、V、δ。我们必须给定其中的2个，而留下的两个作为待求变量，方程组才可以求解。根据电力系统的实际运行条件，按给定变量的不同，一般将节点分为以下三种类型。 根据给定的控制变量和状态变量的不同分类如下 P、Q节点（负荷节点），给定Pi、Qi求Vi、Si，所求数量最多； 负荷节点，变电站节点（联络节点、浮游节点），给定PGi、QGi的发电机节点，给定QGi的无功电源节点； PV节点（调节节点、电压控制节点），给定Pi、Qi求Qn、Sn，所求数量少，可以无有功储备的发电机节点和可调节的无功电源节点； 平衡节点（松弛节点、参考节点（基准相角）、S节点、VS节点、缓冲节点），给定Vi，δi=0，求Pn、Qn(Vs、δs、Ps、Qs)。 将平衡系统的有功平衡节点和各节点电压相角的参考接地节点可以合二为一，对于有较大调节裕量的发电机节点或出现最多的发电机节点可以改善收敛。 节点电压用直角坐标表示时的牛顿-拉夫逊法潮流计算 采用直角坐标时，节点电压可表示为 导纳矩阵元素则表示为 将上述表示式代入式（1-1）的右端，展开并分出实部和虚部，便得 式(1-2) 假定系统中的第1,2,···，m号节点为PQ节点，第i个节点的给定功率设为和,对该节点可列写方程 (i=1,2,···，m) 式（1-3） 假定系统中的第m+1，m+2，···，n-1号节点为PV节点，则对其中每一个节点可以列写方程 (i=m+1，m+2，···，n-1) 式（1-4） 第n号节点为平衡节点，其电压是给定的，故不参加迭代。 式（1-3）和式（1-4）总共包含了2（n-1）个方程，待求的变量有也是2（n-1）个。按求解非线性代数方程组的方法可得修正方程式 式（1-5） 式中 上述方程中雅克比矩阵J中的各元素，可以对式（1-3）和式（1-4）求偏导数获得。当时 式（1-6） 当时 式（1-7） 四、主要仪器设备及耗材： 计算机、软件（已安装，包括各类编程软件C语言、C++、VB、VCMATLAB等）、移动存储设备（学生自备，软盘、U盘等）。 五、实验步骤： 编制调试电力系统潮流计算的计算机程序。程序要求根据已知的电力网的数学模型（节点导纳矩阵）及各节点参数，完成该电力系统的潮流计算，要求计算出节点电压、功率等参数。 1、在各种潮流计算的算法中选择一种，按照计算方法编制程序。 将事先编制好的电力系统潮流计算的计算程序原代码由自备移动存储设备导入计算机。 在相应的编程环境下对程序进行组织调试。 应用计算例题验证程序的计算效果。 对调试正确的计算程序进行存