1、 开发工具采用matlab，对具体算例建立模型并进行仿真计算，结果图表显示。开发的软件具有一定的实用性。 参考文献来源于图书馆关于电力系统稳态计算的书籍和中国期刊网中文文献。外文期刊室查阅外文文献，并详细翻译12篇英文文献。 、进度安排： 第16周 资料翻阅，掌握计算的基本理论及matlab编程 第712周 找好实际系统，进行计算 第1317周 编程和调试 第1822周 分析及撰写论文 第23周 英文翻译 第24周 准备答辩 、主要参考资料： 1 电力工程基础 2 电力系统稳态分析 3 中国期刊网论文 4 英文文献 5 matlab编程 指导教师： 邓立华 ， 2010 年 12 月 6 日学
2、生姓名： 邹爱龙 ，专业年级： 2007级 系负责人审核意见（从选题是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以审核）： 系负责人签字： ， 年 月 日摘要电力系统的潮流计算在电力系统稳态分析和电力系统设计中有很重要的作用，潮流计算也是电力系统暂态分析的基础。潮流计算是根据给定的系统运行条件来计算系统各个部分的运行状况，主要包括电压和功率的计算。到目前为止，利用电子计算机进行电力系统的潮流计算的算法已经出现了很多，其中应用最为广泛的是基于牛顿拉夫逊法的潮流计算方法。在利用计算机进行电力系统的潮流计算之前，需要对网络的节点进行划分和编号，建立电力网络的数
3、学模型，即电力系统的网络方程式。本文主要介绍了节点导纳矩阵的形成方法。在形成节点导纳矩阵之前，需要将电力网络进行等值电路的变换，其中主要包括输电线路和变压器的等值电路的变换。由于牛顿拉夫逊潮流计算对于初值的给定有比较高的要求。因此在进行牛顿拉夫逊迭代计算前，先采用高斯赛德尔迭代法产生一组比较精确的初值。本文详细介绍了高斯赛德尔法和牛顿拉夫逊法迭代计算的过程。其中主要内容有迭代方程式的建立，雅克比矩阵的计算，功率和电压的计算，以及在迭代过程中PV节点转化为PQ节点时的处理方法。开发工具采用Matlab编程语言，采用读写Excel电子表格的方法进行数据的输入和输出。本文采用一个5节点的网络进行实例
4、分析，用Matlab开发的计算程序进行潮流计算，计算结果表明程序的算法具有良好的收敛性和实用性。关键字：潮流计算，节点导纳矩阵，牛顿拉夫逊，高斯赛德尔，MatlabAbstractPower flow calculation has a very important role in power system steady-state analysis and power system design, and it is also the basis of transient analysis in power system. Flow calculation is based on given
5、 conditions of the power system and calculates the operational status of every part of the system, including voltage and power. So far, there are kinds of algorithm which use the electronic computer in power flow calculation, the most widely used algorithm is the Newton - Raphson power flow calculat
6、ion method.Before we the computer in power flow calculation, we need to need to have the nodes of the network classified and numbered and establish a mathematical model of power network, namely the power system network equations. This paper describes the formation of the node admittance matrix . In
7、the formation of the node admittance matrix, we need to transform the power network to equivalent circuit, which includes transformation of transmission lines and transformers.The Newton - Raphson power flow calculation has a relatively high demand for a given initial value. So before the Newton - R
8、aphson iteration, we use Gauss - Seidel iterative method to produce a more precise initial value. This paper describes the process of Gauss - Seidel and Newton - Raphson iteration. The main contents are the establishment of iterative equation, the calculation of Jacobian matrix and the calculation o
9、f power and voltage, as well as how to deal with the situation when a PV node transform to a PQ node iteration process.We use the Matlab programming language as development tools, the input and output of the data process in the Excel spreadsheets.In this paper, we utilize a system contains 5 nodes t
10、o analyze , the result of the calculation by the Matlab program shows that the algorithm is convergence and practice.Key Words：Power flow calculation，node admittance matrix，Newton Rap son，Gauss Seidel，Matlab.目 录第一章 绪论1一、电力系统潮流计算的背景及意义1二、潮流计算的发展历史及现状2三、潮流计算的发展趋势4四、本文主要工作5第二章 电力网络的数学模型6一、节点电压方程6二、节点导纳
11、矩阵的形成7（一）输电线路的等值电路7（二）变压器的等值电路8（三）节点导纳矩阵的计算 9第三章 电力系统的潮流计算11一、迭代法简介11二、高斯赛德尔潮流计算11（一）功率方程和变量、节点的分类12（二）高斯赛德尔潮流计算16（三）算例分析21三、牛顿拉夫逊潮流计算24（一）牛顿拉夫逊法简介24（二）潮流计算时的修正方程26（三）算例分析31第四章 实例分析与程序设计34一、输入数据和输出数据35（一）输入数据35（二）输出数据36二、数学模型计算36（一）支路导纳矩阵的计算36（二）节点导纳矩阵的计算38三、潮流计算38（一）高斯赛德尔潮流计算38（二）牛顿拉夫逊潮流计算40四、程序设计4
12、2（一）主程序的设计42（二）子程序的设计43（三）数据的输入与输出44第五章 总结45参考文献46附录48附录1 源程序481 高斯赛德尔潮流计算源程序482 牛顿拉夫逊潮流计算程序50附录2 英文文献翻译63英文文献63中文翻译73第一章 绪论电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件以及系统的界限情况确定整个电力系统各个部分的运行状态：各母线的电压。各元件中流过的功率，系统的功率损耗等等。电力系统的潮流计算的电力系统稳态分析、暂态分析和故障分析的基础。一、电力系统潮流计算的背景及意义在电力系统规划设计和现有的电力系统的运行方式的研究中，都需要用潮流计算来定
13、量的分析比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。此外，电力系统潮流计算也是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。所以潮流计算是电力系统一种最重要最基本的运算。电力系统的潮流计算也分为离线计算和在线计算两种，前者主要用于系统的规划设计和安排系统的运行方式，后者则用于正在运行系统的实时监视和控制。在电网的设计规划阶段，通过潮流计算，合理的规划接入电源的容量和接入点，合理规划电网的结构，选择无功补偿方案，满足规划水平的大、小方式下的交流交换控制、调峰、调相、调压的要求。在编年制运行方式时，在预计负荷增长及新设备投运基础上进行潮流计算，可以预计电网的运行情况，发现电网中的薄弱环节，供调度员日常调度
14、控制参考，并为电网改造提供建议和依据。正常检修以及特殊运行方式下的潮流计算，用于日常运行方式的编制，指导发电厂的开机方式，为有功、无功调整方案和负荷调整方案的制定提供依据，以满足电力网络正常运行的要求。预测因事故或者电网负荷发生变化时，电网运行状态的变化，并以此来制定相应的处理方案。二、潮流计算的发展历史及现状 在数字计算机出现之前，电力系统的潮流计算主要是借助于交流台通过人工计算完成，交流台模拟了电力系统，因此在交流计算台上计算潮流分布时，计算人员可以随时监视系统各个部分运行状态是否满足要求，如果发现某些部分不合理，则可以立即进行调整。这种方法直观，但是人工操作工作量大且易出错。电力系统的潮
15、流计算的计算量非常巨大，通过人来计算是非常困难的。随着电子计算机的产生和发展，人们开始探索利用计算机来进行潮流计算的方法。从50年代开始到现在，潮流计算曾采用了不同的方法，这些方法主要围绕着对潮流计算的一些基本要求进行的。对潮流计算的要求可以归纳为以下几点：（1）计算方法的可靠性和收敛性（2）对计算机内存量的要求（3）计算速度（4）计算的方便性和灵活性其中第一个要求是最主要最基本的要求，即计算方法可行，计算的次数在计算过程中逐渐减少，而不是计算次数越来越多。电力系统的潮流计算在数学上是一组多元非线性方程式的求解问题，其方法都离不开迭代。因此，对潮流计算方法，首先要求它能可靠的收敛，并给出正确答
16、案，由于电力系统结构及参数的一些特点，并且随着电力系统的不断扩大，潮流计算的方程式的阶数越来越多。（一般在几十阶甚至几百阶以上），对这样的方程式不是任何是任何数学方法都能保证给出正确答案的。这种情况称为促使电力系统计算人员不断线的更可靠方法的重要因素。在用数字计算机解电力系统潮流计算的开始阶段，普遍采用以节点导纳矩阵为基础的逐次带入法，即导纳法。这个方法的原理比较简单，要求数字计算机的内存比较小，适应50年代的电子计算机的制造水平和当时的电力系统理论水平。但它的收敛性比较差，当系统的规模增大时，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
17、逐次代入法，即阻抗法。60年代初期，数字计算机已发展到第二代，计算机的内存和速度发生了很大的飞跃，从而为阻抗法的采用创造了条件。阻抗法要求数字计算机贮存表征系统接线和参数的阻抗矩阵，这就需要大量的内存。而且阻抗法每迭代一次都要求顺次取阻抗矩阵中的每一个元素进行计算，因此，每次迭代的运算量很大。这两种情况都是过去电子管计算机无法适应的。阻抗法改善了系统潮流计算的收敛性问题，解决了导纳法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，曾为我国的电力系统的设计、运行和研究做出了很大的贡献。阻抗法的缺点是占用的计算机 的内存比较大，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。一
18、个内存16K的计算机在采用阻抗法时只能计算100个节点以下的系统。这样，我国很多电力系统为了采用阻抗法潮流计算就不得不对系统进行相当的简化工作。为了克服阻抗法在内存和速度上的缺点，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他们之间的联络线的阻抗，这样大幅度的节省了内存容量，提高了计算速度。克服阻抗法的缺点的另一个方法是采用牛顿拉夫逊法。牛顿拉夫逊法是数学中解决非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性。在解决电力系统的潮流计算问题时，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的系数矩
19、阵的稀疏性，就可以大大提高牛顿拉夫逊法潮流程序的效率。自从60年代中期，在牛顿拉夫逊法中利用了最佳顺序消去法以后，牛顿法在收敛性、内存要求和速度方面都超过了阻抗法，成为60年代末期以后广泛采用的优秀方法。与此同时，为了保证可靠的收敛，在我国还进行了利用非线性规划法计算潮流计算的研究。随着电力系统的日益扩大和复杂化，特别是电力系统逐步实现自动控制的需要，对系统潮流计算在速度、内存以及收敛性的方面都提出了更高的要求。70年代以来，潮流计算方法通过不同的途径继续向前发展，其中比较成功的就是PQ分解法。这个方法，根据电力系统的特点，抓住主要矛盾，对出数学的牛顿拉夫逊法进行了改进，从而在内存容量以及计算速度方面都大大向前迈进了一步。使一个32K内存容量的数字计算机可以计算1000个节点的潮流计算问题，此方法计算速度以能用于在线计算，做系统静态安全监测。目前，我国很多电力系统都采用了PQ分解法潮流程序。近20多年来，潮流算法的研究仍然非常活跃，但是大多数研究都是围绕改进牛顿法和P-Q分解法进行的。此外，随着人工智能理论的发展，遗传算法，人工神经网络和模糊算法也被逐渐引入到潮流计算当中，但是到目前为止，这些新的方法还不能取代牛顿拉夫逊法和P-Q分解法的地位。由于电力系统规模的不断扩大
