MATLAB潮流计算仿真(22页).doc

-附录A MATLAB程序%本程序的功能是用牛顿拉夫逊法进行潮流计算% B1矩阵：1、支路首端号；2、末端号；3、支路阻抗；4、支路对地电纳% 5、支路的变比；6、支路首端处于K侧为1，1侧为0% B2矩阵：1、该节点发电机功率；2、该节点负荷功率；3、节点电压初始值% 4、PV节点电压V的给定值；5、节点所接的无功补偿设备的容量% 6、节点分类标号clear;n=10;%input('请输入节点数：n=');nl=11;%input('请输入支路数：nl=');isb=1;%input('请输入平衡母线节点号：isb=');pr=0.00001;%input('请输入误差精度：pr=');B1=1 2 1.755e-2+4.155e-2i 0.26i 1 0; 1 4 3.159e-2+7.479e-2i 0.1215i 1 0; 1 6 3.159e-2+7.479e-2i 0.1215i 1 0; 2 3 3.68e-3+0.11135i 0 0.909 1; 4 5 3.68e-3+0.11135i 0 0.909 1; 4 6 2.808e-2+6.648e-2i 0.108i 1 0; 6 7 3.0865e-3+0.0833i 0 0.909 1; 6 8 3.159e-2+7.479e-2i 0.1215i 1 0; 6 10 2.457e-2+5.817e-2i 0.0945i 1 0; 8 9 3.0865e-3+0.0833i 0 0.909 1; 8 10 2.808e-2+6.648e-2i 0.108i 1 0;%input('请输入由支路参数形成的矩阵： B1=');B2=0 0 1.05 1.05 0 1; 0 0 1 0 0 2; 0 0.6+0.3718i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.4+0.247i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.35+0.2169i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.5+0.3099i 1 0 0 2; 0.8 0 1.05 1.05 0 3;%input('请输入各节点参数形成的矩阵： B2=');Y=zeros(n);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n);sida=zeros(1,n);S1=zeros(nl);%修改部分ym=0;SB=100;UB=220;%ym=input('您输入的参数是标么值？（若不是则输入一个不为零的数值）');if ym=0 %SB=input('请输入功率基准值:SB='); %UB=input('请输入电压基准值:UB='); YB=SB./UB./UB; BB1=B1; BB2=B2; for i=1:nl B1(i,3)=B1(i,3)*YB; B1(i,4)=B1(i,4)./YB; end disp('B1矩阵B1='); disp(B1) for i=1:n B2(i,1)=B2(i,1)./SB; B2(i,2)=B2(i,2)./SB; B2(i,3)=B2(i,3)./UB; B2(i,4)=B2(i,4)./UB; B2(i,5)=B2(i,5)./SB; end disp('B2矩阵B2='); disp(B2)end% % %-for i=1:nl %支路数 if B1(i,6)=0 %左节点处于低压侧 p=B1(i,1);q=B1(i,2); else p=B1(i,2);q=B1(i,1); end Y(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i,3)*B1(i,5); %非对角元 Y(q,p)=Y(p,q); Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)2)+B1(i,4)./2; %对角元K侧 Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2; %对角元1侧 end%求导纳矩阵disp('导纳矩阵 Y=');disp(Y)%-G=real(Y);B=imag(Y); %分解出导纳阵的实部和虚部 for i=1:n %给定各节点初始电压的实部和虚部 e(i)=real(B2(i,3); f(i)=imag(B2(i,3); V(i)=B2(i,4); %PV节点电压给定模值 endfor i=1:n %给定各节点注入功率 S(i)=B2(i,1)-B2(i,2); %i节点注入功率SG-SL B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5); %i节点无功补偿量 end%=P=real(S);Q=imag(S);ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0;while IT2=0 IT2=0;a=a+1; for i=1:n if i=isb %非平衡节点 C(i)=0;D(i)=0; for j1=1:n C(i)=C(i)+G(i,j1)*e(j1)-B(i,j1)*f(j1);%(Gij*ej-Bij*fj) D(i)=D(i)+G(i,j1)*f(j1)+B(i,j1)*e(j1);%(Gij*fj+Bij*ej) end P1=C(i)*e(i)+f(i)*D(i);%节点功率P计算ei(Gij*ej-Bij*fj)+fi(Gij*fj+Bij*ej) Q1=C(i)*f(i)-e(i)*D(i);%节点功率Q计算fi(Gij*ej-Bij*fj)-ei(Gij*fj+Bij*ej)%求P',Q' V2=e(i)2+f(i)2; %电压模平方 %= 以下针对非PV节点来求取功率差及Jacobi矩阵元素 = if B2(i,6)=3 %非PV节点 DP=P(i)-P1; %节点有功功率差 DQ=Q(i)-Q1; %节点无功功率差 %= 以上为除平衡节点外其它节点的功率计算 =%= 求取Jacobi矩阵 = for j1=1:n if j1=isb&j1=i %非平衡节点&非对角元 X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i); % dP/de=-dQ/df X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i); % dP/df=dQ/de X3=X2; % X2=dp/df X3=dQ/de X4=-X1; % X1=dP/de X4=dQ/df p=2*i-1;q=2*j1-1; J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;m=p+1; J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1; J(p,q)=X4;J(m,q)=X2; elseif j1=i&j1=isb %非平衡节点&对角元 X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);% dP/de X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);% dP/df X3=D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i); % dQ/de X4=-C(i)+G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i);% dQ/df p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;%扩展列Q m=p+1; J(m,q)=X1;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,N)=DP;%扩展列P J(m,q)=X2; end end else %= 下面是针对PV节点来求取Jacobi矩阵的元素 = DP=P(i)-P1; % PV节点有功误差 DV=V(i)2-V2; % PV节点电压误差 for j1=1:n if j1=isb&j1=i %非平衡节点&非对角元 X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i); % dP/de X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i); % dP/df X5=0;X6=0; p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV; m=p+1; J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6; J(m,q)=X2; elseif j1=i&j1=isb %非平衡节点&对角元 X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);% dP/de X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);% dP/df X5=-2*e(i); X6=-2*f(i); p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV; m=p+1; J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6; J(m,q)=X2; end end end end end%= 以上为求雅可比矩阵的各个元素 = for k=3:N0 % N0=2*n （从第三行开始，第一、二行是平衡节点） k1=k+1;N1=N; % N=N0+1 即 N=2*n+1扩展列P、Q for k2=k1:N1 % 扩展列P、Q J(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k); % 非对角元规格化 end J(k,k)=1; % 对角元规格化 if k=3 % 不是第三行 %= k4=k-1; for k3=3:k4 % 用k3行从第三行开始到当前行前的k4行消去 for k2=k1:N1 % k3行后各行下三角元素 J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去运算 end J(k3,k)=0; end if k=N0 break; end%= for k3=k1:N0 for k2=k1:N1 J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去运算 end J(k3,k)=0; end else for k3=k1:N0 for k2=k1:N1 J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去运算 end J(k3,k)=0; end end end %=上面是用线性变换方式将Jacobi矩阵化成单位矩阵= for k=3:2:N0-1 L=(k+1)./2; e(L)=e(L)-J(k,N); %修改节点电压实部 k1=k+1; f(L)=f(L)-J(k1,N); %修改节点电压虚部 end %-修改节点电压- for k=3:N0 DET=abs(J(k,N); if DET>=pr %电压偏差量是否满足要求 IT2=IT2+1; %不满足要求的节点数加1 end end ICT2(a)=IT2; ICT1=ICT1+1;end%用高斯消去法解"w=-J*V"disp('迭代次数：');disp(ICT1);disp('没有达到精度要求的个数：');disp(ICT2);for k=1:n V(k)=sqrt(e(k)2+f(k)2); sida(k)=atan(f(k)./e(k)*180./pi; E(k)=e(k)+f(k)*j;end%= 计算各输出量 =disp('各节点的实际电压标幺值E为(节点号从小到大排列)：');disp(E);EE=E*UB;disp(EE);disp('-');disp('各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列)：');disp(V);VV=V*UB;disp(VV);disp('-');disp('各节点的电压相角sida为(节点号从小到大排列)：');disp(sida);for p=1:n C(p)=0; for q=1:n C(p)=C(p)+conj(Y(p,q)*conj(E(q); end S(p)=E(p)*C(p);enddisp('各节点的功率S为(节点号从小到大排列)：');disp(S);disp('');SS=S*SB;disp(SS);disp('-');disp('各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一致)：');for i=1:nl p=B1(i,1);q=B1(i,2); if B1(i,6)=0 Si(p,q)=E(p)*(conj(E(p)*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(p)*B1(i,5)-conj(E(q)*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5); Siz(i)=Si(p,q); else Si(p,q)=E(p)*(conj(E(p)*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(p)./B1(i,5)-conj(E(q)*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5); Siz(i)=Si(p,q); end disp(Si(p,q); SSi(p,q)=Si(p,q)*SB; ZF='S(',num2str(p),',',num2str(q),')=',num2str(SSi(p,q); disp(ZF); %disp(SSi(p,q); disp('-');enddisp('各条支路的末端功率Sj为(顺序同您输入B1时一致)：');for i=1:nl p=B1(i,1);q=B1(i,2); if B1(i,6)=0 Sj(q,p)=E(q)*(conj(E(q)*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(q)./B1(i,5)-conj(E(p)*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5); Sjy(i)=Sj(q,p); else Sj(q,p)=E(q)*(conj(E(q)*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(q)*B1(i,5)-conj(E(p)*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5); Sjy(i)=Sj(q,p); end disp(Sj(q,p); SSj(q,p)=Sj(q,p)*SB; ZF='S(',num2str(q),',',num2str(p),')=',num2str(SSj(q,p); disp(ZF); %disp(SSj(q,p); disp('-');enddisp('各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一致)：');for i=1:nl p=B1(i,1);q=B1(i,2); DS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p); disp(DS(i); DDS(i)=DS(i)*SB; ZF='DS(',num2str(p),',',num2str(q),')=',num2str(DDS(i); disp(ZF); %disp(DDS(i); disp('-');endfigure(1);subplot(2,2,1);plot(V);xlabel('节点号');ylabel('电压标幺值');grid on;subplot(2,2,2);plot(sida);xlabel('节点号');ylabel('电压角度');grid on;subplot(2,2,3);bar(real(S);ylabel('节点注入有功');grid on;subplot(2,2,4);bar(Siz);ylabel('支路首端无功');grid on; 第 24 页-