石油大学电力系统分析大作业

电力系统分析大作业

%本程序的功能是用牛顿-拉夫逊法进行潮流计算.，其中第一列为节点注入参数’ %第二列为节点负荷功率参数，第三列为节点电压参数，第六列为节点类型参数， %其中‘1’为平衡节点，‘2’为PQ节点，‘3’为PV节点.

%B1是支路参数矩阵，第一列和第二列是节点编号，B2为节点参数矩阵.

%对于含有变压器的支路，第一列为低压侧节点编号，第二列为高压侧节点编号. %第三列为之路串联阻抗参数. %第四列为含支路的对地导纳矩阵. %第五列为含变压器之路的变压器变比. %第六列表式是否含有变压器的参数，‘1’表示含有变压器，‘0’表示不含有. %源程序代码如下： disp('输出结果如下：') n=5; nl=5; isb=5; pr=0.0001;

B1=[1 2 0.025+0.08i 0.07i 1 0; 1 3 0.03+0.1i 0.09 1 0; 2 3 0.02+0.06i 0.05i 1 0; 4 2 0.1905i 0 1.0522 1;

5 3 0.1905i 0 1.0522 1];%变压器侧为1，否则为0

B2=[0 -0.8055-0.5320i 1 0 0 2; 0 -0.18-0.12i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.5 1.0522 1.0522 0 3; 0 0 1.0522 1.0522 0 1]; disp('——————【 已知量 ：】——————') disp('【支路参数矩阵】') disp(B1)

disp('【节点参数矩阵】') disp(B2)

X=[1 0;2 0;3 0;4 0;5 0];

Y=zeros(n);U=zeros(1,n);cta=zeros(1,n);V=zeros(1,n);O=zeros(1,n);S1=zeros(nl); for i=1:n

if X(i,2)~=0; p=X(i,1);

Y(p,p)=X(i,2); end end

for i=1:nl

if B1(i,6)==0

p=B1(i,1);q=B1(i,2); else p=B1(i,2);q=B1(i,1);

end

Y(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i,3)*B1(i,5)); Y(q,p)=Y(p,q);

Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)^2)+B1(i,4)./2; Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2; end

disp('【导纳矩阵】 Y='); disp(Y)%输出导纳矩阵 G=real(Y);B=imag(Y); for i=1:n

cta(i)=angle(B2(i,3)); U(i)=abs(B2(i,3)); V(i)=B2(i,4); end

for i=1:n

S(i)=B2(i,1)-B2(i,2); B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5); end

P=real(S);Q=imag(S); ICT1=0;IT2=1; while IT2~=0

IT2=0;t1=1;t2=1; for i=1:n if i~=isb C(i)=0; D(i)=0; for j1=1:n

C(i)=C(i)+U(i)*U(j1)*(G(i,j1)*cos(cta(i)-cta(j1))+B(i,j1)*sin(cta(i)-cta(j1))); D(i)=D(i)+U(i)*U(j1)*(G(i,j1)*sin(cta(i)-cta(j1))-B(i,j1)*cos(cta(i)-cta(j1))); end

DP(t1)=P(i)-C(i); t1=t1+1; if B2(i,6)==2

DQ(t2)=Q(i)-D(i); t2=t2+1; end end end

t1=t1-1;t2=t2-1;

DPQ=[DP';DQ']; %求DP,DQ for i=1:t1+t2

if abs(DPQ(i))>pr IT2=IT2+1; end

end

H=zeros(t1,t1);N=zeros(t1,t2);K=zeros(t2,t1);L=zeros(t2,t2); for i=1:t1

for j1=1:t1

if j1~=isb&j1~=i

H(i,j1)=0-U(i)*U(j1)*(G(i,j1)*sin(cta(i)-cta(j1))-B(i,j1)*cos(cta(i)-cta(j1))); elseif j1~=isb&j1==i

H(i,j1)=U(i)^2*B(i,j1)+D(i); end end end

for i=1:t1

for j1=1:t2

if j1~=isb&j1~=i

N(i,j1)=0-U(i)*U(j1)*(G(i,j1)*cos(cta(i)-cta(j1))+B(i,j1)*sin(cta(i)-cta(j1))); elseif j1~=isb&j1==i

N(i,j1)=0-U(i)^2*G(i,j1)-C(i); end end end

for i=1:t2 for j1=1:t1

if j1~=isb&j1~=i

K(i,j1)= U(i)*U(j1)*(G(i,j1)*cos(cta(i)-cta(j1))+B(i,j1)*sin(cta(i)-cta(j1))); elseif j1~=isb&j1==i

K(i,j1)=U(i)^2*G(i,j1)-C(i); end end end

for i=1:t2

for j1=1:t2

if j1~=isb&j1~=i

L(i,j1)=0-U(i)*U(j1)*(G(i,j1)*sin(cta(i)-cta(j1))-B(i,j1)*cos(cta(i)-cta(j1))); elseif j1~=isb&j1==i

L(i,j1)=U(i)^2*B(i,j1)-D(i); end end end

J=[H,N;K,L];%求雅可比矩阵 disp('【 雅可比矩阵 ：】'); disp(J);

modify=-J\\DPQ;

Dcta=modify([1:t1],:); t3=U(:,[1:t2]);

DU=diag(t3,0)*modify([t1+1:t1+t2],:); t4=1; for i=1:t1

if B2(i,6)~=1

cta(1,i)=cta(1,i)+Dcta(t4,1); t4=t4+1; end end t5=1; for i=1:t2

if B2(i,6)==2

U(1,i)=U(1,i)+DU(t5,1); t5=t5+1; end end

ICT1=ICT1+1; end %修正原值 for i=1:n

UU(i)=U(i)*cos(cta(i))+1i*U(i)*sin(cta(i)); end

for p=1:n c(p)=0; for q=1:n

c(p)=c(p)+conj(Y(p,q))*conj(UU(q)); end

s(p)=UU(p)*c(p); end

disp('--------------------------------------------------------------------------------'); disp('【 各节点电压U为（节点从小到大排列）:】'); disp(UU);

disp('--------------------------------------------------------------------------------'); disp('【 各节点电压相角为（节点从小到大排列） ：】'); disp(180*angle(UU)/pi);

disp('--------------------------------------------------------------------------------'); disp('【 按公式计算全部线路功率，结果如下:】'); for i=1:nl

if B1(i,6)==0

p=B1(i,1);q=B1(i,2); else p=B1(i,2);q=B1(i,1); end

Si(p,q)=UU(p)*(conj(UU(p))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(UU(p)*B1(i,5))-conj(UU(q)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));%各条支路首端功率Si f=[p,q,Si(p,q)];

disp(f); end

for i=1:nl

if B1(i,6)==0

p=B1(i,1);q=B1(i,2); else p=B1(i,2);q=B1(i,1); end

Sj(q,p)=UU(q)*(conj(UU(q))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(UU(q)./B1(i,5))-conj(UU(p)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));%各条支路末端功率Sj f=[q,p,Sj(q,p)]; disp(f); end

disp('--------------------------------------------------------------------------------'); disp('【 各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一样):】'); for i=1:nl

if B1(i,6)==0

p=B1(i,1);q=B1(i,2); else p=B1(i,2);q=B1(i,1); end

DS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p);%各条支路功率损耗DS disp(DS(i)); end Sp=0; for i=1:n

Sp=Sp+UU(isb)*conj(Y(isb,i))*conj(UU(i)); end

disp('【 平衡节点的功率：】'); disp(Sp);

输出结果如下：

——————【 已知量 ：】—————— 【支路参数矩阵】

1.0000 2.0000 0.0250 + 0.0800i 0 + 0.0700i 1.0000 0

1.0000 3.0000 0.0300 + 0.1000i 0.0900 1.0000 0

2.0000 3.0000 0.0200 + 0.0600i 0 + 0.0500i 1.0000 0

4.0000 2.0000 0 + 0.1905i 0 1.0522 1.0000

5.0000 3.0000 0 + 0.1905i 0 1.0522 1.0000

【节点参数矩阵】

0 -0.8055 - 0.5320i 1.0000 0 0 2.0000

0 -0.1800 - 0.1200i 1.0000 0 0 2.0000

0 0 1.0000 0 0 2.0000

0 0.5000 1.0522 1.0522 0 3.0000

0 0 1.0522 1.0522 0 1.0000

【导纳矩阵】 Y=

6.3560 -20.5272i -3.5587 +11.3879i -2.7523 + 9.1743i 0 0 -3.5587 +11.3879i 8.5587 -31.5772i -5.0000 +15.0000i 0 + 4.98i 0 -2.7523 + 9.1743i -5.0000 +15.0000i 7.7973 -29.3987i 0 0 + 4.98i

0 0 + 4.98i 0 0 - 4.7414i 0

0 0 0 + 4.98i 0 0 - 4.7414i

【 雅可比矩阵 ：】

-20.5622 11.3879 9.1743 0 -6.4010 3.5587 2.7523 11.3879 -31.6372 15.0000 5.2493 3.5587 -8.5587 5.0000 9.1743 15.0000 -29.4237 0 2.7523 5.0000 -7.8423 0 5.2493 0 -5.2493 0 0 0 6.3110 -3.5587 -2.7523 0 -20.4922 11.3879 9.1743

-3.5587 8.5587 -5.0000 0 11.3879 -31.5172 15.0000 -2.7523 -5.0000 7.7523 0 9.1743 15.0000 -29.3737

【 雅可比矩阵 ：】

-24.7747 13.7501 11.0245 0 -8.7903 3.9345 2.9831 13.38 -36.72 17.3684 5.6351 4.5948 -10.1178 5.7313 10.8460 17.3335 -33.7956 0 3.5781 5.8359 -8.93 0 5.6351 0 -5.6351 0 0.5384 0 6.9176 -3.9345 -2.9831 0 -25.9551 13.7501 11.0245 -4.5948 9.7878 -5.7313 0.5384 13.38 -36.40 17.3684 -3.5781 -5.8359 9.0080 0 10.8460 17.3335 -33.8576

【 雅可比矩阵 ：】

-24.18 13.4226 10.7672 0 -8.4629 3.86 2.9575 13.24 -35.8499 17.0208 5.5803 4.4453 -9.92 5.6253 10.6171 16.9918 -33.1727 0 3.4578 5.7123 -8.7975 0 5.5803 0 -5.5803 0 0.5003 0 6.8471 -3.86 -2.9575 0 -25.29 13.4226 10.7672 -4.4453 9.5702 -5.6253 0.5003 13.24 -36.0917 17.0208 -3.4578 -5.7123 8.7994 0 10.6171 16.9918 -33.1741

【 雅可比矩阵 ：】

-24.1809 13.4176 10.7633 0 -8.4576 3.82 2.9574 13.2446 -35.8395 17.0155 5.5794 4.4428 -9.9265 5.6237 10.6138 16.9866 -33.1635 0 3.4557 5.7103 -8.7958 0 5.5794 0 -5.5794 0 0.5000 0 6.8466 -3.82 -2.9574 0 -25.2449 13.4176 10.7633 -4.4428 9.5665 -5.6237 0.5000 13.2446 -36.0795 17.0155 -3.4557 -5.7103 8.7958 0 10.6138 16.9866 -33.1635

-------------------------------------------------------------------------------- 【 各节点电压U为（节点从小到大排列）:】

1.0928 + 0.0984i 1.06 + 0.0736i 1.0598 + 0.0705i 1.0520 - 0.0214i 1.0522

-------------------------------------------------------------------------------- 【 各节点电压相角为（节点从小到大排列） ：】

5.1431 3.9536 3.8076 -1.1673 0

-------------------------------------------------------------------------------- 【 按公式计算全部线路功率，结果如下:】

1.0000 2.0000 0.3952 + 0.2502i

1.0000 3.0000 0.4103 + 0.2818i

2.0000 3.0000 0.0702 + 0.0377i

2.0000 4.0000 0.5000 + 0.3984i

3.0000 5.0000 0.3702 + 0.3585i

2.0000 1.0000 -0.3902 - 0.3162i

3.0000 1.0000 -0.3002 - 0.26i

3.0000 2.0000 -0.0700 - 0.0939i

4.0000 2.0000 -0.5000 - 0.3301i

5.0000 3.0000 -0.3702 - 0.3137i

-------------------------------------------------------------------------------- 【 各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一样):】 0.0050 - 0.0659i

0.1101 + 0.0171i

0.0002 - 0.0562i

0.0000 + 0.0684i

-0.0000 + 0.0449i

【 平衡节点的功率：】 -0.3702 - 0.3137i