Matlab牛拉法潮流计算程序

%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：1为平衡节点（应为1号节点）；2为PQ节点；%3为PV节点；clear;n=input('请输入节点数:n=');nl=input('请输入支路数:nl=');isb=input('请输入平衡母线节点号:isb=');pr=input('请输入误差精度:pr=');B1=input('请输入由各支路参数形成的矩阵:B1=');B2=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);%%%---------------------------------------------------fori=1:nl%支路数ifB1(i,6)==0%左节点处于1侧p=B1(i,1);q=B1(i,2);else%左节点处于K侧p=B1(i,2);q=B1(i,1);endY(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i,3)*B1(i,5));%非对角元Y(q,p)=Y(p,q);%非对角元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fori=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endfori=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-SLB(i,i)=B(i,i)+B2(i,5);%i节点无功补偿量end%===================================================================P=real(S);Q=imag(S);%分解出各节点注入的有功和无功功率ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0;%迭代次数ICT1、a；不满足收敛要求的节点数IT2whileIT2~=0%N0=2*n雅可比矩阵的阶数；N=N0+1扩展列IT2=0;a=a+1;fori=1:nifi~=isb%非平衡节点C(i)=0;D(i)=0;forj1=1:nC(i)=C(i)+G(i,j1)*e(j1)-B(i,j1)*f(j1);%Σ(Gij*ej-Bij*fj)D(i)=D(i)+G(i,j1)*f(j1)+B(i,j1)*e(j1);%Σ(Gij*fj+Bij*ej)endP1=C(i)*e(i)+f(i)*D(i);%节点功率P计算eiΣ(Gij*ej-Bij*fj)+fiΣ(Gij*fj+Bij*ej)Q1=C(i)*f(i)-e(i)*D(i);%节点功率Q计算fiΣ(Gij*ej-Bij*fj)-eiΣ(Gij*fj+Bij*ej)%求i节点有功和无功功率P',Q'的计算值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=========ifB2(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===================forj1=1:nifj1~=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/dfX2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);%dP/df=dQ/deX3=X2;%X2=dp/dfX3=dQ/deX4=-X1;%X1=dP/deX4=dQ/dfp=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;m=p+1;%X3=dQ/deJ(p,N)=DQ节点无功功率差J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;%X1=dP/deJ(m,N)=DP节点有功功率差J(p,q)=X4;J(m,q)=X2;%X4=dQ/dfX2=dp/dfelseifj1==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/deX2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);%dP/dfX3=D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);%dQ/deX4=-C(i)+G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i);%dQ/dfp=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;%扩展列△Qm=p+1;J(m,q)=X1;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,N)=DP;%扩展列△PJ(m,q)=X2;endendelse%===============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forj1=1:nifj1~=isb&j1~=i%非平衡节点&非对角元X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);%dP/deX2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);%dP/dfX5=0;X6=0;p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;%PV节点电压误差m=p+1;J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;%PV节点有功误差J(m,q)=X2;elseifj1==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/deX2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);%dP/dfX5=-2*e(i);X6=-2*f(i);p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;%PV节点电压误差m=p+1;J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;%PV节点有功误差J(m,q)=X2;endendendendend%=========以上为求雅可比矩阵的各个元素及扩展列的功率差或电压差=====================fork=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或△Ufork2=k1:N1%从k+1列的Jacobi元素到扩展列的△P、△Q或△UJ(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k);%用K行K列对角元素去除K行K列后的非对角元素进行规格化endJ(k,k)=1;%对角元规格化K行K列对角元素赋1%====================回代运算=======================================ifk~=3%不是第三行k3k4=k-1;fork3=3:k4%用k3行从第三行开始到当前行的前一行k4行消去fork2=k1:N1%k3行后各行上三角元素J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去运算（当前行k列元素消为0）end%用当前行K2列元素减去当前行k列元素乘以第k行K2列元素J(k3,k)=0;%当前行第k列元素已消为0endifk==N0%若已到最后一行break;end%==================前代运算==================================fork3=k1:N0%从k+1行到2*n最后一行fork2=k1:N1%从k+1列到扩展列消去k+1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%用当前行K2列元素减去当前行k列元素乘以第k行K2列元素J(k3,k)=0;%当前行第k列元素已消为0endelse%是第三行k=3%======================第三行k=3的前代运算========================fork3=k1:N0%从第四行到2n行（最后一行）fork2=k1:N1%从第四列到2n+1列（即扩展列）J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去运算（当前行3列元素消为0）end%用当前行K2列元素减去当前行3列元素乘以第三行K2列元素J(k3,k)=0;%当前行第3列元素已消为0endendend%====上面是用线性变换方式高斯消去法将Jacobi矩阵化成单位矩阵=====fork=3:2:N0-1L=(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-----------fork=3:N0DET=abs(J(k,N));ifDET=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1endendICT2(a)=IT2;%不满足要求的节点数ICT1=ICT1+1;%迭代次数end%用高斯消去法解w=-J*Vdisp('迭代次数：');disp(ICT1);disp('没有达到精度要求的个数：');disp(ICT2);fork=1:nV(k)=sqrt(e(k)^2+f(k)^2);%计算各节点电压的模值sida(k)=atan(f(k)./e(k))*180./pi;%计算各节点电压的角度E(k)=e(k)+f(k)*j;%将各节点电压用复数表示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);%显示各节点的实际电压标幺值E用复数表示disp('-----------------------------------------------------');disp('各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列)：');disp(V);%显示各节点的电压大小V的模值disp('-----------------------------------------------------');disp('各节点的电压相角sida为(节点号从小到大排列)：');disp(sida);%显示各节点的电压相角forp=1:nC(p)=0;forq=1:nC(p)=C(p)+conj(Y(p,q))*conj(E(q));%计算各节点的注入电流的共轭值endS(p)=E(p)*C(p);%计算各节点的功率S=电压X注入电流的共轭值enddisp('各节点的功率S为(节点号从小到大排列)：');disp(S);%显示各节点的注入功率disp('-----------------------------------------------------');disp('各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一致)：')