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学位论文-—基于matlab的pq分解法电力系统潮流计算.doc
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学位论文-—基于matlab的pq分解法电力系统潮流计算.doc
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洛阳理工学院毕业设计(论文)
基于 P-Q 分解法的电力系统潮流计算
摘 要
电力系统潮流计算是研究电力系统稳定运行情况的一种重要的计算,在电力
系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中,都需要利用它来定量地分析比
较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。
本文主要介绍了电力系统潮流计算的基本原理(包括电力网络的数学模型和
潮流计算的数学模型)及潮流计算常用的几种方法,着重介绍了 P-Q 分解法。P-Q
分解法是潮流计算的常用方法之一,派生于用极坐标表示的牛顿-拉夫逊法,是牛
顿-拉夫逊法的一种简化计算方法,可以提高运算的速度。其中比较详细地讲述了
P-Q 分解法的形成过程及计算流程,而且结合一个具有代表性的算例,用 P-Q 分
解法进行潮流计算,其计算过程是通过 MATLAB 软件实现的,并对计算结果进行
了简要的分析。
关键词:电力系统潮流计算,P-Q 分解法,MATLAB 软件
洛阳理工学院毕业设计(论文)
I
Based on P - Q Decomposition Method of The Power System
Flow Calculation
ABSTRACT
Power System Flow Calculation is an important analysis and calculation of power
system steady-state operation,. In the study of power system design and the current
operation mode are required Power Flow Calculation to quantitatively analyzed and
compared to the program or run mode power supply reasonable, reliability and economy
or not.
This article mainly introduced the basic principles of Power System Flow
Calculation (including the mathematical model of electric power network and the
mathematical model of power flow calculation) and the main methods of power flow
calculation, introduces the P - Q Decomposition Method. P - Q Decomposition Method
is one of the commonly used method to compute the tidal current, derived from Newton
- Ralph expressed in polar coordinate method, Newton - Ralph Method, a simplified
calculation method can improve the speed of operation. One more detail tells the story
of the formation process of P - Q Decomposition Method and calculation process, and
combined with a typical example, using P - Q Decomposition Method for power flow
calculation, the calculation process is implemented by MATLAB software, and the
calculation results are analyzed in brief.
KEY WORDS: Power System Flow Calculation , P - Q Decomposition Method ,
MATLAB software
洛阳理工学院毕业设计(论文)
II
目 录
前 言 ...........................................................................................................1
第 1 章 绪论 .................................................................................................2
1.1 潮流计算简介 .................................................................................2
1.2 潮流计算的意义及其发展 .............................................................2
1.2.1 潮流计算的意义 ...................................................................2
1.2.2 潮流计算的现状及其发展 ...................................................3
1.3 本毕业设计的主要内容 .................................................................3
第 2 章 电力系统潮流计算的基本原理 .....................................................5
2.1 电力网络的数学模型 .....................................................................5
2.1.1 电力网络的基本方程式 .......................................................5
2.1.2 节点导纳矩阵及其性质 .......................................................7
2.2 潮流计算的数学模型 .....................................................................8
2.2.1 潮流计算的节点分类 ...........................................................8
2.2.2 潮流计算的基本方程 ...........................................................9
2.2.3 潮流计算的约束条件 .........................................................10
第 3 章 潮流计算的方法 ...........................................................................12
3.1 高斯-赛德尔法..............................................................................12
3.1.1 高斯-赛德尔法的基本原理................................................12
3.1.2 高斯-赛德尔法的潮流计算过程........................................12
3.2 牛顿-拉夫逊法..............................................................................14
3.2.1 牛顿-拉夫逊法的基本原理................................................14
3.2.2 牛顿-拉夫逊法的潮流计算过程........................................14
3.3 P-Q 分解法.....................................................................................15
第 4 章 P-Q 分解法潮流计算....................................................................16
4.1 极坐标下的潮流计算模型 ...........................................................16
4.2 P-Q 分解法潮流计算.....................................................................18
4.3 P-Q 分解法潮流计算的基本步骤.................................................20
第 5 章 算例验证与分析 ...........................................................................22
洛阳理工学院毕业设计(论文)
III
5.1 MATLAB 软件 ..............................................................................22
5.2 算例 ...............................................................................................22
5.2.1 算例说明 .............................................................................22
5.2.2 潮流计算过程 .....................................................................23
5.3 算例结果分析 ...............................................................................27
结 论 .........................................................................................................28
谢 辞 .........................................................................................................29
参考文献 .....................................................................................................30
附 录 .........................................................................................................31
外文资料翻译 .............................................................................................40
洛阳理工学院毕业设计(论文)
0
前 言
电力是衡量一个国家经济发展的主要指标,也是反映人民生活水平的重要标
志,它已成为现代工农业生产、交通运输以及城乡生活等各方面不可或缺的能源
和动力。电力系统是由发电、输电、变电、配电及用电等环节组成的电能生产与
消费系统。它是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化为电能,再经输、变、
配电将电能供应到各个用户。为此,电力系统在各个环节和不同层次上还应具有
相应的信息与控制系统,以便对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、
通信和调度,以保证用户获得安全、经济、优质的电能。
电力系统的出现,使电能得到广泛应用,推动了社会生产各领域的变化,开
创了电力时代,是近代史上的第二次技术革命。随着电力系统的发展,动力资源
开发更加充分,工业布局也更加合理。如今,电力系统的发展程度和技术水准已
成为各国经济发展水平的标志之一。
而潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条
件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法,是电力系统规划和运营中不
可或缺的一个重要组成部分。可以说,它是电力系统分析中最基本、最重要的计
算,是系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础,是电力系统研究人员长期
研究的一个课题。
P-Q 分解法是潮流计算的常用方法之一,它是对极坐标下的牛顿-拉夫逊法的
一种简化。它的基本思想是根据电力系统实际运行特点对牛顿-拉夫逊法的修正方
程进行简化,但是这种简化并不影响计算的精度。它要求的迭代次数较采用牛顿-
拉夫逊法时多,但每次迭代所需时间则较牛顿-拉夫逊法时少,从总的计算速度上
来说,P-Q 分解法要比牛顿-拉夫逊法快。因此,运用 P-Q 分解法进行潮流计算时,
可以提高运算的速度。而 MATLAB 软件具有强大的矩阵处理功能,是潮流计算的
首选工具。
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