(簡單算例)基于Matlab的電力系統潮流編程計算

基于Matlab的電力系統潮流編程計算

口黃揚威吳喜春郭志峰張斯翔

(三峽大學電氣與新能源學院湖北·宜昌443002)

摘要：通過介紹電力系統的實際運行情況，提出運用Matlab語言對電力系統潮流計算進行編程計算。在程

序的編寫過程中采用了數學模型建立，稀疏技術、節點編號順序優化等方法。從潮流計算的基本方程出發。采用

牛頓一拉夫遜法并通過建立矩陣的修正方程來依次迭代，逐步逼近真值來計算電網的電壓和功率分布等。

關鍵詞：電力系統潮流計算Matlab仿真牛頓～拉夫遜算法

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1007．3973(2011)006-064．03

l概述 最少，因此在消去過程中產成注入元素的可能性比較小。這

電力系統的潮流計算是研究電力系統穩態運行中最為常 種方法非常簡單，適用也接方式比較簡單，即環路較少的電力

見的基本計算。在實際電力系統的潮流計算中，已知的運行 網。

參數往往是節點的負荷和發電機的功率，而不是他們的電流， 2．2．2動態地按增加出線支路數最少編號

因此不能用網絡方程來進行潮流計算。而應該先建立節點功 在上述的方法中，各節點的出線支路數是按原始網絡統

率方程，再求出各節點的電壓和相位進而求出系統潮流分布。 計出來的，在編號過程中認為固定不變的，事實上，在節點消

2電力系統潮流計算數學模型 去過程中，每消去一個節點以后，與該節點相連的各節點的出

2．1節點分類 線支路數將發生變化(增加，減少或保持不變)。因此，如果每

2．1．1PQ節點 消去一個節點后，立即修正尚未編號節點的出線支路數，然后

這類節點的有功功率P與無功功率Q是給定的，節點電 選其中支路數最少的一個節點進行編號，就可以預期得到更

壓(V，e)是待求的量。通常變電所都是這一類的節點，由于沒好的效果，動態按最少出線支路數編號方法的特點就是按出

有發電設備，所以發電功率為零，在有些情況下，系統中某些 線最少原則編號時考慮了消去過程中各節點出線支路數目的

發電廠送出的功率在一定時間內為固定時，該發電廠母線也 變動情況。

作為PQ節點。電力系統中的大多數屬于這一類型。 2．3牛頓—拉夫遜的基本原理

2．I．2PV節點 牛頓迭代法是取x0之后，在這個基礎上，找到比xO更接

這類節點的有功功率P及電壓幅值V為已知，待求量是 近的方程的跟，一步一步迭代，從而找到更接近方程根的近似

該點的無功功率Q及電壓向量的角度0。這種節點是系統中 跟。牛頓迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大優點是

可以調節電壓的母線，通常選擇有一定無功功率貯備的發電 在方程f(x)=0的單根附近具有平方收斂，而且該法還可以用

廠母線作為PV節點。當變電所有無功補償設備時，也可以作 來求方程的重根、復根。

為PV節點處理。 電力系統潮流計算，一般來說，各個母線所供負荷的功率

2．1．3平衡節點 是己知的，各個節點電壓是未知的(平衡節點除外)，可以根據

在潮流分布算出以前。網絡中的功率損失是未知的，因此 網絡結構形成節點導納矩陣，然后由節點導納矩陣列寫功率

網絡中至少有一個節點的有功功率P不能給定，這個節點承 方程，由于功率方程里功率是已知的．電壓的幅值和相角是未

擔了系統的有功功率平衡。另外必須選定一個節點，指定其 知的，這樣潮流計算的問題就轉化為求解非線性方程組的問

電壓相位為零，作為計算各節點電壓相位的參考，這個節點稱 題了。為了便于用迭代法解方程組，需要將上述功率方程改

為基準電壓，它的幅值是給定的。為了計算上的方便，平衡節 寫成功率平衡方程，并對功率平衡方程求偏導，得出對應的雅

點和基準點選為同一個節點，平衡節點只有一個，它的電壓幅 可比矩陣，給未知節點賦電壓初值，一般為額定電壓，將初值

值和相位已給定，而其有功功率和無功功率是待求量，一般選 帶入功率平衡方程，得到功率不平衡量。這樣由功

總結

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