潮流计算的手算以及matlab计算-课程设计报告书.doc

摘 要

潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规

划和运行中提出的各种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计

算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的

要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变

化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的

电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)

是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防

措施等。

MATLAB 语言运行 WINDOWS 操作系统的潮流计算软件。而采用 MATLAB

界面直观，运行稳定，计算准确。

关键词：电力系统 潮流计算 牛顿-拉夫逊算法 MATLAB

目 录

1 需求分析....................................................................................................................1

2 原理概述....................................................................................................................2

2.1 手算潮流原理....................................................2

2.2 牛顿-拉夫逊算法 .................................................2

3 详细设计....................................................................................................................4

3.1 等值电路 ........................................................4

1.需求分析

电力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，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。潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算，即

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，功率的分

布和分配是否合理以及功率损耗等。对现有的电力系统的运行和扩建，对新的电力系统进行

规划设计以及对电力系统进行静态和稳态分析都是以潮流计算为基础。实际电力系统的潮流

技术那主要采用牛顿—拉夫逊法。

运行方式管理中，潮流是确定电网运行方式的基本出发点；在规划领域，需要进行潮流

迭代次数急剧上升，在计算中往往出现迭代不收敛的情况。这就迫使电力系统的计算人员转

向以阻抗矩阵为基础的逐次代入法。阻抗法改善了系统潮流计算问题的收敛性，解决了导纳

无法求解的一些系统的潮流计算，在 60 年代获得了广泛的应用，阻抗法德主要缺点是占用

计算机内存大，每次迭代的计算量大。当系统不断扩大时，这些缺点就更加突出，为了克服

这些缺点，60 年代中期发展了以阻抗矩阵为基础的分块阻抗法。这个方法把一个大系统分

割为几个小的地区系统，在计算机内只需要存储各个地区系统的阻抗矩阵及它们之间联络的

阻抗，这样不仅大幅度的节省了内存容量，同时也提高了计算速度。

克服阻抗法缺点是另一个途径是采用牛顿-拉夫逊法。这是数学中解决非线性方程式的

典型方法，有较好的收敛性。在解决电力系统潮流计算问题时，是以导纳矩阵为基础的，因

此，只要我们能在迭代过程中尽可能保持方程式系数矩阵的稀疏性，就可以大大提高牛顿法