《电力系统分析》课程设计报告
题目：复杂电力系统潮流分析程序设计
所在学院 电气工程学院 专业班级 12级电气工程及其自动化一班 学生姓名 陈剑秋 学生学号 201230088099 指导教师 房大中 提交日期 2014年 12 月 16日
华南理工大学广州学院电气工程学院电力系统分析课程设计报告
摘要
电力系统潮流计算是电力系统分析课程基本计算的核心部分之一。它既有本身的独立意义，又是电力系统规划设计，运行分析和理论研究的基础。
电力系统潮流计算是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算，是电力系统计算分析中的一种最基本的计算。潮流计算是电力系统的各种计算的基础，同时它又是研究电力系统的一项重要分析功能，是进行故障计算，继电保护鉴定，安全分析的工具。电力系统潮流计算是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用电力系统潮流计算来定量的比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性
本课程设计采用P-Q分解法对三机九节点系统进行潮流计算。计算结果的得出是通过MATLAB软件编程实现。
关键词：电力系统潮流计算，P-Q分解法，三机九节点系统
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Abstract
Power flow calculation is the core part of the power system analysis course basic computing. It has both the independent meaning itself, and is the power system planning and design, the basic operation analysis and theoretical study.
Power flow calculation is the calculation of the steady state operation of normal and fault conditions of complex power system, is one of the most basic calculation of power system calculation and analysis of. Power flow calculation is the basis of all kinds of power system calculation, and it is also an important function of power system analysis study, is the fault calculation, relay protection and identification, safety analysis tool. Power flow calculation is the basis of calculation system of dynamic and static stabilization. In the research of operation mode of power system planning and the existing power system, the rationality of power supply, reliability and economy of the program or run mode comparison requires the use of power flow calculation to quantitative
The curriculum design using P-Q decomposition method for power flow calculation of the three machine nine bus system. It is concluded that the calculation result is achieved by MATLAB software programming.
Keywords: power system power flow calculation, the P-Q decomposition method, three machine nine node system
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目录
摘要......................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................. II 一、 绪论............................................................................................................... 1 1.1 本课题的目的和意义...................................................................................... 1 1.2 国内外发展现状............................................................................................ 1
1.2.1 高斯-赛德尔迭代法.............................................................................. 2 1.2.2 牛顿-拉夫逊法和P-Q分解法.............................................................. 2 1.2.3 基于MATLAB 的电力系统潮流计算发展前景..................................... 3 二、 设计目的....................................................................................................... 4 三、 设计要求和设计指标................................................................................... 4 四、 设计内容....................................................................................................... 4 4.1 选题内容......................................................................................................... 4 4.2 基础资料......................................................................................................... 5 4.3算法原理........................................................................................................... 6
4.3.1 节点导纳矩阵形成的计算机方法........................................................ 6 4.3.2 电力网络的潮流方程.......................................................................... 9 4.3.3 电力网络极坐标形式的潮流方程.................................................... 10 4.3.4 极坐标牛顿潮流算法的修正方程雅和可比矩阵............................ 10 4.3.5 PQ分解法潮流计算........................................................................... 11 五、 程序设计..................................................................................................... 13 5.1 主函数........................................................................................................... 13 5.2 子函数........................................................................................................... 16 六、 输入与输出结果......................................................................................... 21 6.1 输入数据....................................................................................................... 21 6.2 输出结果....................................................................................................... 22 6.3 当bus4-6的发生故障被切断后，系统的运行情况................................. 25 6.4 两机五节点网络........................................................................................... 30 七、 结果分析..................................................................................................... 34 7.1 三机九节点系统正常运行结果分析........................................................... 34 7.2 三机九节点系统故障切除后结果分析....................................................... 35 结论....................................................................................................................... 35 参考文献............................................................................................................... 36
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一、 绪论
1.1 本课题的目的和意义
电力系统潮流计算是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。其目的是求取电力系统在给定运行方式下的节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷、各点电压是否满足要求、功率分布和分配是否合理以及功率损耗等，是电力系统计算分析中的一种最基本的计算。 潮流计算是电力系统的各种计算的基础，同时它又是研究电力系统的一项重要分析功能，是进行故障计算，继电保护鉴定，安全分析的工具。电力系统潮流计算是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用电力系统潮流计算来定量的比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。
对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置整定计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。
潮流计算的目的在于:确定是电力系统的运行方式；检查系统中的各元件是否过压或过载；为电力系统继电保护的整定提供依据；为电力系统的稳定计算提供初值，为电力系统规划和经济运行提供分析的基础。因此，电力系统潮流计算是电力系统中一项最基本的计算，既具有一定的独立性，又是研究其他问题的基础。
1.2 国内外发展现状
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。对潮流计算的要求可以归纳为下面几点：
（1）算法的可靠性或收敛性 （2）计算速度和内存占用量 （3）计算的方便性和灵活性
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
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