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潮流计算的matlab程序实现方法

潮流计算的matlab程序实现⽅法

这是⼀个电⽓狗熬两个礼拜图书馆的成果，根据华中科技⼤学《电⼒系统分析》中原理编写，可⽤⽜顿-拉夫逊和PQ分解法计算给定标⼳值条件的潮流。本⼈⽔平有限，仅供参考，欢迎⼀起Bug。

2019/11/17 添加算例系统图和基础数据、参考⽂献。

2019/01/05 添加word⽂档。

2018/07/06 说明：由于本⼈变压器建模与PSASP不同，本⼈使⽤模型如下图，参数输⼊时请按该模型计算。

相册加工设备2018/06/18 主程序更新：增加补偿电容参数

2018/06/18 增加下载地址，详见⽂章底部。

应⽤算例系统图：

基础数据（标⼳值）：

（1）母线数据

母线名123456789

基准电压2302302302302302301813.816.5（2）交流线数据

I侧母线J侧母线电阻电抗电纳的1/2

610.010.0850.088

140.0320.1610.153

430.00850.0720.0745

350.01190.10080.1045

520.0390.170.179

260.0170.0920.079

（3）变压器数据

I侧母线J侧母线电抗变⽐

960.05761

740.06251

850.05861

（4）发电机数据

母线名母线类型有功功率⽆功功率电压幅值电压相⾓

9slack-- 1.040

7PV 1.63- 1.025-

8PV0.85- 1.025-

（5）负荷数据

母线名母线类型有功功率⽆功功率

1PQ 1.250.5

2PQ0.90.3

3PQ10.35

主程序

% file name:chaoliu_lj.m

% auther: ⼭东科技⼤学罗江

% function：使⽤⽜顿-拉夫逊法、PQ分解法计算潮流

% update:2018/6/18 13:22 增加补偿电容参数

%节点类型标号

超顺磁性%PQ节点 1

%PV节点 2

%slack节点 3

%能计算给定标⼳值⽹络，有且仅有⼀个平衡节点的潮流

%注意：母线标号顺序要求：PQ节点-PV节点-平衡节点

%若某元件不存在，其导纳为0，阻抗为inf

clear %清除⼯作空间变量

clc %清屏%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %数据输⼊（标⼳值）

SB=100; %基准容量，单位MVA

%母线基准电压

Bus=[230 230 230 230 230 230 18 13.8 16.5];

%交流线参数：I侧母线 J侧母线阻抗 1/2接地导纳

Line=[6 1 0.01+0.085i 0.088i;

1 4 0.032+0.161i 0.153i;

4 3 0.0085+0.072i 0.0745i;

3 5 0.0119+0.1008i 0.1045i;

5 2 0.039+0.17i 0.179i;

2 6 0.017+0.092i 0.079i];

%变压器参数：I侧母线 J侧母线阻抗变⽐ %变压器阻抗归算到I侧

Trans=[9 6 0.0576i 1;

7 4 0.0625i 1;

8 5 0.0586i 1];

%加接地电容器补偿: 母线导纳

Cap=[2 0.0i];

%发电机参数：母线节点类型 P V/U θ

Gen=[9 3 1.04 0;

7 2 1.63 1.025;

8 2 0.85 1.025];

%负荷参数：母线节点类型 P Q

%按参考⽅向，发电机发出功率（正值），负荷消耗功率（负值）

Load=[1 1 -1.25 -0.5;

2 1 -0.9 -0.3;

3 1 -1 -0.35];

mode=1; %1-极坐标下⽜拉法， 2-PQ分解法

Tmax=10; %最⼤迭代次数

limit=1.0e-8; %要求精度%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%变压器π型等效阻抗参数

Zt=zeros(size(Trans,1),3);

Zt(:,1)=Trans(:,3)./Trans(:,4);

Zt(:,2)=Trans(:,3)./(1-Trans(:,4));

Zt(:,3)=Trans(:,3)./(Trans(:,4).^2-Trans(:,4));

Trans_pi=[Trans(:,1:2) Zt(:,1) 1./Zt(:,2) 1./Zt(:,3)];

n=numel(Bus); %总节点数

m=n-1; %PQ节点数

for i=1:size(Gen,1)%数组⾏数

if Gen(i,2)==2 %除去PV节点就是PQ节点

m=m-1;

end

for i=1:size(Load,1)

if Load(i,2)==2

m=m-1;

end

%PQ节点包含浮游节点，其PQ=0

%提取P,Q,U向量

P=zeros(1,n); %P,Q为原始数据，Pi,Qi为计算结果

Q=zeros(1,n);

U=ones(1,n); %电压初始值由此确定

cita=zeros(1,n); %此处未知节点皆设为1.0∠0 %注意：此处⾓度单位为度，提取后再转换成弧度，后⾯计算使⽤弧度

for i=1:size(Gen,1)

if Gen(i,2)==1 %PQ节点

P(Gen(i,1))=Gen(i,3);

Q(Gen(i,1))=Gen(i,4);

end

if Gen(i,2)==2 %PV节点

P(Gen(i,1))=Gen(i,3);

U(Gen(i,1))=Gen(i,4);

end

if Gen(i,2)==3 %slack节点

U(Gen(i,1))=Gen(i,3);

cita(Gen(i,1))=Gen(i,4);

end

for i=1:size(Load,1)

砭石枕if Load(i,2)==1 %PQ节点

P(Load(i,1))=Load(i,3);

Q(Load(i,1))=Load(i,4);

end

if Load(i,2)==2 %PV节点

P(Load(i,1))=Load(i,3);

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U(Load(i,1))=Load(i,4);

end

if Load(i,2)==3 %slack节点

U(Load(i,1))=Load(i,3);

cita(Load(i,1))=Load(i,4);

end

disp('初始条件：')

disp('各节点有功：')

disp(P);

disp('各节点⽆功：')

disp(Q);

disp('各节点电压幅值：')

disp(U);

cita=(deg2rad(cita)); %⾓度转换成弧度

disp('各节点电压相⾓(度)：')

disp(rad2deg(cita)); %显⽰依然使⽤⾓度

%节点导纳矩阵的计算

Y=zeros(n); %新建节点导纳矩阵

y=zeros(n); %⽹络中的真实导纳

%计算y(i,j)

for i=1:size(Line,1) %与交流线联结的真实导纳

ii=Line(i,1); jj=Line(i,2);

y(ii,jj)=1/Line(i,3);

y(jj,ii)=y(ii,jj);

end

for i=1:size(Trans_pi,1) %与变压器联结的真实导纳 ii=Trans_pi(i,1); jj=Trans_pi(i,2);

y(ii,jj)=1/Trans_pi(i,3);

y(jj,ii)=y(ii,jj);

end

%计算y(i,i)

for i=1:size(Line,1) %与交流线联结的对地导纳

ii=Line(i,1); jj=Line(i,2);

y(ii,ii)=y(ii,ii)+Line(i,4);

y(jj,jj)=y(jj,jj)+Line(i,4);

end

for i=1:size(Trans_pi,1) %与变压器联结的对地导纳 ii=Trans_pi(i,1); jj=Trans_pi(i,2);

y(ii,ii)=y(ii,ii)+Trans_pi(i,4);

y(jj,jj)=y(jj,jj)+Trans_pi(i,5);

end

%算上补偿电容

for i=1:size(Cap,1)

ii=Cap(i,1);

y(ii,ii)=y(ii,ii)+Cap(i,2);

end

%由y计算Y

ysum=sum(y,1); %每⼀⾏求和

for i=1:n

for j=1:n

if i==j

Y(i,j)=ysum(i);

else

Y(i,j)=-y(i,j);

校正平台end

end

disp('节点导纳矩阵：');

8300cdisp(Y);

G=real(Y); %电导矩阵

B=imag(Y); %电纳矩阵

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %以上为基础数据整理

%接下来是⽜拉法的⼤循环%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%计算功率不平衡量

[dP,dQ,Pi,Qi]=Unbalanced( n,m,P,Q,U,G,B,cita );

disp('有功不平衡量：');

disp(dP);

disp('⽆功不平衡量：');

disp(dQ);

for i=1:Tmax

fprintf('第%d次迭代\n',i);

%雅可⽐矩阵的计算

if(mode==1)

J=Jacobi( n,m,U,cita,B,G,Pi,Qi );

disp('雅可⽐矩阵');

disp(J);

end

%求解节点电压修正量

if(mode==1)

[dU,dcita]=Correct( n,m,U,dP,dQ,J );

else

[dU,dcita]=PQ_LJ( n,m,dP,dQ,U,B );

end

disp('电压、相⾓修正量：');

disp(dU);

disp(rad2deg(dcita));

%修正节点电压

U=U+dU;

cita=cita+dcita;

disp('节点电压幅值：');

disp(U);

disp('节点电压相⾓：');

disp(rad2deg(cita));

%计算功率不平衡量

[dP,dQ,Pi,Qi]=Unbalanced( n,m,P,Q,U,G,B,cita );

disp('有功不平衡量：');

disp(dP);

disp('⽆功不平衡量：');

disp(dQ);

if (max(abs(dP))<limit && max(abs(dQ))<limit )

break;

end%if

end%for

%迭代结束，判断收敛

if (max(abs(dP))<limit && max(abs(dQ))<limit )

disp('计算收敛');

else

disp('计算不收敛或未达到要求精度');

end

%打印功率

fprintf('迭代总次数：%d\n', i);

disp('节点电压幅值：');

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