附加值、低能耗的产业将加快发展，即使是高耗能行业，其电耗水平也应有较大下降。
2.用电负荷增长速度高于用电量增长。预计用电负荷增长速度高于电量增长，但考虑加强电力需求侧管理，负荷增长速度与电量增长速度的差距将逐步缩小。预计2010年我国全社会用电量为30450亿千瓦时左右，2005年～2010年期间平均增长6%左右；2020年全社会用电量将不低于45000亿千瓦时，后10年年均增长4%左右。
1.3潮流计算的发展
利用电子计算机进行潮流计算从20世纪50年代中期就已经开始。此后，潮流计算曾采用了各种不同的方法，这些方法的发展主要是围绕着对潮流计算的一些基本要求进行的。电力系统潮流计算属于稳态分析范畴，不涉及系统元件的动态特性和过渡过程。因此其数学模型不包含微分方程，是一组高阶非线性方程。非线性代数方程组的解法离不开迭代，因此，潮流计算方法首先要求它是能可靠的收敛，并给出正确答案。随着电力系统规模的不断扩大，潮流问题的方程式阶数越来越高，目前已达到几千阶甚至上万阶，对这样规模的方程式并不是采用任何数学方法都能保证给出正确答案的。这种情况促使电力系统的研究人员不断寻求新的更可靠的计算方法。知道现在潮流算法的研究仍然非常活跃，但是大多数研究都是围绕改进牛顿法和P-Q分解法进行的。此外，随着人工智能理论的发展，遗传算法、人工神经网络、模糊算法也逐渐被引入潮流计算。但是，到目前为止这些新的模型和算法还不能取代牛顿法和P-Q分解法的地位。由于电力系统规模的不断扩大，对计算速度的要求不断提高，计算机的并行计算技术也将在潮流计算中得到广泛的应用，成为重要的研究领域。
通过几十年的发展，潮流算法日趋成熟。近几年，对潮流算法的研究仍然是如何改善传统的潮流算法，即高斯-塞德尔法、牛顿法和快速解耦法。牛顿法，由于其在求解非线性潮流方程时采用的是逐次线性化的方法，为了进一步提高算法的收敛性和计算速度，人们考虑采用将泰勒级数的高阶项或非线性项也考虑进来，于是产生了二阶潮流算法。后来又提出了根据直角坐标形式的潮流方程是一个二次代数方程的特点，提出了采用直角坐标的保留非线性快速潮流算法。岩本伸一等提出了一种保留非线性的快速潮流计算法,但用的是指教坐标系，因而没法利用P-Q解耦。为了更有利于大电网的潮流计算,将此原理推广用于P-Q解耦。这样,既利用了保留非线性的快速算法,在迭代中使用常数雅克比矩阵，又保留了P-Q解耦的优点。对于一些病态系统，应用非线性潮流计算方法往往会造成计算过程的振荡或者不收敛，从数学上讲，非线性的潮流计算方程组本来就是无解的。这
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样，人们提出来了将潮流方程构造成一个函数，求此函数的最小值问题，称之为非线性规划潮流的计算方法。优点是原理上保证了计算过程永远不会发散。如果将数学规划原理和牛顿潮流算法有机结合一起就是最优乘子法。另外，为了优化系统的运行，从所有以上的可行潮流解中挑选出满足一定指标要求的一个最佳方案就是最优潮流问题。最优潮流是一种同时考虑经济性和安全性的电力网络分析优化问题。OPF 在电力系统的安全运行、经济调度、可靠性分析、能量管理以及电力定价等方面得到了广泛的应用。可信域和线性搜索方法是保证最优化算法全局收敛性能的两类技术，将内点法和可信域、线性搜索方法有机结合，构造新的优化算法，是数学规划领域的研究热点。对于一些特殊性质的潮流计算问题有直流潮流计算方法、随机潮流计算方法和三相潮流计算方法。
1.4本次设计基本内容
1.4.1设计的基本要求
一．毕业设计的任务
1.熟悉题目要求，查阅相关科技文献
2.方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容）
3.硬件和软件设计（其中还包括理论分析、设计计算、实验及数据处理、设备及元器件选择等）
4.撰写设计说明书，绘制图纸 5.指定内容的外文资料翻译
二．毕业设计的主要内容、功能及技术指标
1.毕业设计的主要内容
输入已知电力系统输入参数；自动计算出各输电线路潮流分布。
2.设计实现的主要功能
根据所输入的节点数；支路数；平衡母线节点号；误差精度；支路参数形成的矩阵；节点参数形成的矩阵；节点号及其对地阻抗形成的矩阵自动计算出各线路潮流和平衡节点功率。 3.主要技术指标
收敛误差精度：≤0.00001 三．毕业设计提交的成果
1.设计说明书（不少于80页，约3万字左右） 2.图纸：程序流程框图两张（1#图）
3.中、英文摘要（中文摘要约200字，3—5个关键词） 4.论文简介（按05春教务处要求）
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5.外文资料翻译（约5000汉字）
1.4.2本次设计的意义
电力系统的潮流计算不仅仅是对电力系统规划和运行方式的合理性、经济型、技术性的定量分析的基础，还是对电力系统稳态分析和暂态分析的技术支持。因此，潮流计算是电力系统一种很基础但是很重要的计算。
具体表现如下：
一．在电网规划的初级阶段，通过潮流的计算，可以合理规划电源容量的大小以及接入点，规划无功补偿，可以满足系统对调峰、调频、调相、最大以及最小运行方式的要求。
二．在编制年运行方式时，通过对负荷增长的预测以及新电源投运的分析基础上，进行潮流计算，可以发现系统中的薄弱环节，可以提供给调度部门相关信息，以便对整个系统进行更合理的规划。
三．在发电机检修等特殊情况下，通过潮流计算，编制日运行方式，便于调度部门对各电厂或者发电机组进行运行方式的调配，满足系统对电能的质量要求以及经济性等要求。
四．对预想事故进行的计算，调度部门可以在发生事故后进行快速反应。 由上可总结为不管是在电力系统运行方式还是在规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。不仅如此，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最重要而又最基本的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。
基于电力系统计算对保证电力系统正常运行具有如此正要的意义，这就要求我们能够快速准确的进行潮流计算，计算机技术的发展使电力系统机辅分析成为可能，各种潮流计算软件也相继出现。MATLAB使用方便，有着其他高级语言无法比拟的强大的矩阵处理功能。MATLAB拥有600多个工程数学运算函数，可实现潮流计算的矩阵求积、求逆、稀疏矩阵形成、复数运算以及初等数学运算。同时MATLAB语言允许用户以数学形式的语言编写程序，这样编程的工作量就大为减少。要达到较高的计算精度，且兼顾矩阵程序设计的难易程度，使MATLAB成为首选潮流计算的计算机语言。 因此本次设计提出了基于MATLAB潮流计算软件的分析与设计。 该软件能快速准确的对电力系统潮流进行计算，并具有一定的辅助分析功能。
1.4.3 章节安排
本篇说明书在第一章先是阐述了我国电力系统行业的现状以及发展趋势，引
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出了潮流计算的发展以及意义，从整个电力系统的角度给出了潮流计算的重要性，给出了本次设计的要求和任务，确定了设计方案。
紧接着在第二章给出了简单电力系统潮流计算的理论依据，为复杂电力系统的潮流计算打下基础，给出了线路以及变压器的参数以及等效模型，介绍了电力系统网络的基本方程，自导纳和互导纳的确定方法，节点导纳矩阵的性质及意义。章节的末尾介绍了网络中节点的分类和电力系统潮流计算的约束条件。
在第三章则是对牛顿拉夫逊法和PQ分解法进行了较为全面的介绍，对其修正方程和计算的基本步骤给出了详细的介绍，章节末尾则是对另外一种迭代法——高斯-塞德尔法进行了简介。
是进行软件的介绍。其中包括了对矩阵实验室（MATLAB）的简介、优缺点分析。基本运算指令等等，对所使用的软件有了一个基本的了解。之后给出了验证算例的原始数据说明，紧接着显示了计算结果以及对计算结果的分析。
说明书的末尾是对整个毕业设计的总结、鸣谢以及外文翻译等。
1.5方案的确定
潮流计算的计算机算法编程设计主要有两种：其一是用VC6.0进行C语言的编程计算；其二是使用MATLAB语言编程计算。而计算方法中又存在着牛顿拉夫逊法和PQ分解法，而牛顿拉夫逊法中又存在着直角坐标算法和极坐标算法。本次设计中已要求用牛顿拉夫逊法和PQ分解法同时进行计算，至于编程语言是基于以下考虑：使用MATLAB语言编程是因为MATLAB软件和电气工程及其自动化的联系更加密切，以后还会大量使用；牛顿拉夫逊法中选择了直角坐标系是因为当初学习的时候此较之PQ分解法更熟悉。
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第二章 简单电力系统潮流计算
2.1潮流计算理论依据
2.1.1一般线路的等值电路
所谓的一般线路是指中等及中等长度之下的电力线路。对架空线路来说，这长度大约为300Km；对电缆线路来说，大约为100Km。当线路长度不超过这些数值的时候，可以不加考虑它们的分布参数特征，而是指用将线路参数简单集中起来的电路表示即可。
通常来说，由于电路导线截面积的选择，如前所述，以晴朗天气不发生电晕为前提，而沿绝缘子的泄漏又很小，可设G=0。
所谓的电线路，是指长度不超过100km的架空线路。当线路电压不高时，这种线路电纳B的影响一般不大，可以忽略。从而，这种线路的等值电路最为简单。只有一串联的总阻抗Z?R?jX,如图2-1所示。显然，当电缆线路不长，电纳的影响不大时，也可以采用这种等值电路。
I1U1ZI2U2
图2-1 短线路的等值电路
由图2-1可得
?U1??1Z??U2???I? （2-1） ????
I01??2??1??讲上式和电路课程中介绍过的两端口或四端口网络方程
?U1??AB??U2? ???? ??I? （2-2）
ICD??2??1??
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