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南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：实验成绩：电力系统潮流计算实验一、实验目的：本实验通过对电力系统潮流计算的计算机程序的编制与调试，获得对复杂电力系统进行潮流计算的计算机程序，使系统潮流计算能够由计算机自行完成，即根据已知的电力网的数学模型（节点导纳矩阵）及各节点参数，由计算程序运行完成该电力系统的潮流计算。
通过实验教学加深学生对复杂电力系统潮流计算计算方法的理解，学会运用电力系统的数学模型，掌握潮流计算的过程及其特点，熟悉各种常用应用软件，熟悉硬件设备的使用方法，加强编制调试计算机程序的能力，提高工程计算的能力，学习如何将理论知识和实际工程问题结合起来。
二、实验内容：编制调试电力系统潮流计算的计算机程序。
程序要求根据已知的电力网的数学模型（节点导纳矩阵）及各节点参数，完成该电力系统的潮流计算，要求计算出节点电压、功率等参数。
1、在各种潮流计算的算法中选择一种，按照计算方法编制程序。
2、将事先编制好的电力系统潮流计算的计算程序原代码由自备移动存储设备导入计算机。
3、在相应的编程环境下对程序进行组织调试。
4、应用计算例题验证程序的计算效果。
三、实验程序：function [e,f,p,q]=flow_out(g,b,kind,e,f)%计算潮流后efpq的终值s=flow(g,b,kind,e,f);k=0;while max(abs(s))>10^-5J=J_out(g,b,kind,e,f);J_ni=inv(J);dv=J_ni*s;l=length(dv)/2;for i=1:le(i)=e(i)-dv(2*i-1);f(i)=f(i)-dv(2*i);ends=flow(g,b,kind,e,f);endl=length(e);for i=1:ls1=0;s2=0;for j=1:ls1=s1+g(i,j)*e(j)-b(i,j)*f(j);s2=s2+g(i,j)*f(j)+b(i,j)*e(j);endp(i)=e(i)*s1+f(i)*s2;q(i)=f(i)*s1-e(i)*s2;endfunction s=flow(g,b,kind,e,f)%计算当前ef与规定的pqv的差值l=length(e);s=zeros(2*l-2,1);for i=1:(l-1)s1=0;s2=0;for j=1:ls1=s1+g(i,j)*e(j)-b(i,j)*f(j);s2=s2+g(i,j)*f(j)+b(i,j)*e(j);ends(2*i-1)=kind(2,i)-e(i)*s1-f(i)*s2;if kind(1,i)==1s(2*i)=kind(3,i)-f(i)*s1+e(i)*s2;elses(2*i)=kind(3,i)^2-f(i)^2-e(i)^2;endendfunction J=J_out(g,b,kind,e,f)%计算节点的雅克比矩阵l=length(e);J=zeros(2*l-2,2*l-2);for i=1:(l-1);if kind(1,i)==1s=PQ_out(g,b,e,f,i);for j=1:(2*l-2)J(2*i-1,j)=s(1,j);J(2*i,j)=s(2,j);endelses=PV_out(g,b,e,f,i);for j=1:(2*l-2)J(2*i-1,j)=s(1,j);J(2*i,j)=s(2,j);endendendfunction pq=PQ_out(g,b,e,f,i)%计算pq节点的雅克比矩阵l=length(e);pq=zeros(2,2*l-2);for j=1:(l-1)if j==is=0;for k=1:ls=s-(g(i,k)*e(k)-b(i,k)*f(k));endpq(1,2*i-1)=s-g(i,i)*e(i)-b(i,i)*f(i); s=0;for k=1:ls=s-(g(i,k)*f(k)+b(i,k)*e(k));endpq(1,2*i)=s+b(i,i)*e(i)-g(i,i)*f(i);s=0;for k=1:ls=s+(g(i,k)*f(k)+b(i,k)*e(k));endpq(2,2*i-1)=s+b(i,i)*e(i)-g(i,i)*f(i); s=0;for k=1:ls=s-(g(i,k)*e(k)-b(i,k)*f(k));endpq(2,2*i)=s+g(i,i)*e(i)+b(i,i)*f(i);elsepq(1,2*j-1)=-(g(i,j)*e(i)+b(i,j)*f(i)); pq(1,2*j)=b(i,j)*e(i)-g(i,j)*f(i);pq(2,2*j)=-pq(1,2*j-1);pq(2,2*j-1)=pq(1,2*j);endendfunction pv=PV_out(g,b,e,f,i)%计算pv节点的雅克比矩阵l=length(e);pv=zeros(2,2*l-2);for j=1:(l-1)if j==is=0;for k=1:ls=s-(g(i,k)*e(k)-b(i,k)*f(k));endpv(1,2*i-1)=s-g(i,i)*e(i)-b(i,i)*f(i); s=0;for k=1:ls=s-(g(i,k)*f(k)+b(i,k)*e(k));endpv(1,2*i)=s+b(i,i)*e(i)-g(i,i)*f(i);pv(2,2*i-1)=-2*e(i);pv(2,2*i)=-2*f(i);elsepv(1,2*j-1)=-(g(i,j)*e(i)+b(i,j)*f(i)); pv(1,2*j)=b(i,j)*e(i)-g(i,j)*f(i);endend%数据输入g=[1.042093 -0.588235 0 -0.453858-0.588235 1.069005 0 -0.4807690 0 0 0-0.453858 -0.480769 0 0.9344627];b=[-8.242876 2.352941 3.666667 1.8910742.352941 -4.727377 0 2.4038463.666667 0 -3.333333 01.8910742.40385 0 4.26159];e=[1 1 1.1 1.05];f=[0 0 0 0];kind=[1 1 2 0-0.3 -0.55 0.5 1.05-0.18 -0.13 1.1 0];[e,f,p,q]=flow_out(g,b,kind,e,f);ef四、例题及运行结果在上图所示的简单电力系统中，系统中节点1、2为PQ节点，节点3为PV节点，节点4为平衡节点，已给定P1s+jQ1s=-0.30-j0.18 P2s+jQ2s=-0.55-j0.13 P3s=0.5 V3s=1.10 V4s=1.05∠0°容许误差ε=10-5节点导纳矩阵：各节点电压：节点 e f v ζ1.0.984637 -0.008596 0.984675 -0.5001722.0.958690 -0.108387 0.964798 -6.4503063. 1.092415 0.128955 1.100000 6.7323474. 1.050000 0.000000 1.050000 0.000000各节点功率：节点 P Q1-0.300000 -0.1800002–0.550000 -0.13000030.500000 -0.55130540.367883 0.264698结果：五、思考讨论题1.潮流计算有几种方法？简述各种算法的优缺点。
答：高斯迭代法（高斯塞德尔法），牛顿拉夫逊法以及P-Q分解法。
高斯迭代法是直接迭代，对初值要求比较低，程序简单，内存小，但收敛性差，速度慢，多用于配电网或辐射式网络中；牛顿拉夫逊法是将非线性方程线性化之后再迭代的，对初值要求比较高，收敛性好，速度快，迭代次数少，运行时间短，被广泛使用；P-Q分解法是在极坐标牛顿法的基础上进行三个简化所得，有功、无功分开迭代，迭代次数比牛顿多一倍但运算量小，整体速度更快，运行时间更短，多用于110KV以上的高压电网中2.在潮流计算中，电力网络的节点分几类？各类节点的已知量和待求量是什么？答: PQ节点：P、Q为已知量，V、δ为待求量；PV节点：给定P、V，求Q、δ；平衡节点：给定V、δ，求P、Q。
3.潮流计算中的雅可比矩阵在每次迭代时是一样的吗？为什么？答:不一样,因为每次迭代的电压、有功、无功都是与前一次不同的新值，所以每次迭代过程中，雅可比矩阵都是变化的。
六、实验心得这次实验是通过matlab编写出一个潮流计算的程序。
我这用了牛顿法直角坐标系来编写程序的。
通过编写这次程序可以更深一步的理解潮流计算的步骤，也明白了在潮流计算中要注意的一些细节。
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