电力系统稳态分析课程设计

内蒙古科技大学本科生课程设计内蒙古科技大学本科生课程设计说明书题目：基于MATLAB的电力系统复杂潮流分析学生姓名：XXX学号：专业：电气工程及其自动化班级：电气2011—1班指导教师：XXX内蒙古科技大学本科生课程设计目录摘要--------------------------------------------------------------------------------1Abstract-------------------------------------------------------------------------2内蒙古科技大学课程设计任务书--------------------------------------31概述--------------------------------------------------------------------------51.1待设计电气设备系统图-----------------------------------------51.2电力系统概述------------------------------------------------------51.3潮流计算的概述--------------------------------------------------61.4电力系统稳态分析潮流计算总结----------------------71.5MATLAB的相关知识与学习----------------------------------82程序设计-------------------------------------------------------------------142.1设计思路----------------------------------------------------------142.2设计流程思路----------------------------------------------------152.3设计程序内蒙古科技大学本科生课程设计----------------------------------------------------------163设计结果----------------------------------------------------------------204总结-----------------------------------------------------------------------38参考文献---------------------------------------------------------------------39内蒙古科技大学本科生课程设计1基于MATLAB的电力系统复杂潮流分析摘要电力系统潮流计算是电网分析的基础应用，是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。给定电力系统的网络结构、参数和决定电力系统运行状况的边界条件，，确定电力系统运行的方法之一是朝流计算。牛顿--拉夫逊法(简称牛顿法)在数学上是求解非线性代数方程式的有效方法。其要点是把非线性方程式的求解过程变成反复地对相应的线性方程式进行求解的过程。即通常所称的逐次线性化过程。MATLAB是一种交互式、面向对象的程序设计语言，广泛应用于工业界与学术界，主要用于矩阵运算．采用迭代法，通过建立矩阵的修正方程来依次迭代，逐步逼近真值来计算出电力网的电压，功率分布。使用MATLAB软件进行编程，在很大程度上节省了内存，减少了计算量。通过对本题计算我们了解了一些工程计算和解决工程问题的方法。关键词：潮流计算，稳态运行，牛顿—拉夫逊法，MATLAB内蒙古科技大学本科生课程设计2BasedonMATLABelectricalpowersystemcomplextidalcurrentanalysisAbstractPowerFlowAnalysisGridcomputingisthebasisofapplications,thecomplexpowersystemundernormalandfaultconditionsforthecalculationofsteadystateoperation.Giventhepowersystemnetworkstructure,parametersanddecisionsoperationofthepowersystemboundaryconditions,todeterminethemethodofoperationofthepowersystemisoneofNorthKoreaflowcalculation.PQdecompositionmethodistheformofpolarcoordinatesNewton-thewideningtrendofasimplifiedcalculationmethod.P-Qdecompositionmethodadoptedbythespecificcharacteristicsofthepowersystemanalysis,Newton’sLawoftheJacobianmatrixformulahaseffectivelysimplifiedandimproved.Asaresultofthesesimplifiedformulathatinvolvesonlythecoefficientmatrix,thebalanceofpowerhasnotchangednodeequationsandtheconvergencecriterion,becausetheresultswillnotreducetheaccuracy.MATLABisaninteractive,object-orientedprogramminglanguage,widelyusedinindustryandacademia,mainlyformatrixcalculation.Usingiteration,theamendmentthroughtheestablishmentofmatrixiterativeequationtoturn,graduallymovingtowardsatruevaluetocalculatethevoltageelectricitygrid,powerdistribution.UseMATLABsoftwareprogramming,savingmemorytoalargeextent,reducetheamountofcomputation.BythiscalculationweunderstandthatanumberofengineeringcalculationandsolveengineeringproblemsKeywords:Thetrend,thePQdecompositionmethod,MATLAB内蒙古科技大学本科生课程设计3内蒙古科技大学课程设计任务书课程名称电力系统稳态分析课程设计设计题目两机五节点网络潮流计算—PQ节点法指导教师刘景霞时间1周一、教学要求电力系统稳态分析课程设计以设计和优化电力系统的潮流分析为重点，提高学生综合能力为目标，尽可能结合实际工程进行。设计内容的安排要充分考虑学校现有的设备，设计时间及工程实际需要，并使学生初步学会运用所学知识解决工程中的实际问题。二、设计资料及参数（一）设计原始资料1、待设计电气设备系统图2、电力系统网络各元件参数3、电力系统电气元件的使用规范4、电力工程电气设计手册（二）设计参考资料1、《电力系统稳态分析》，陈珩，中国电力出版社，2007，第三版2、《电力系统分析》，韩祯祥，浙江大学出版社，2005，第三版3、《电力系统分析课程实际设计与综合实验》，祝书萍，中国电力出版社，2007，第一版三、设计要求及成果1.根据给定的参数或工程具体要求，收集和查阅资料；学习相关软件（软件自选）。2.在给定的电力网络上画出等值电路图。3.运用计算机进行潮流计算。4.编写设计说明书。内蒙古科技大学本科生课程设计4基本要求：1.编写潮流计算程序；2.在计算机上调试通过（？）；3.运行程序并计算出正确结果（？）；4.写出课程设计报告（包括以下内容）（1份）（1）程序框图；（2）源程序；（3）符号说明表；（4）算例及计算结果5.编写计算说明书（1份）。四、进度安排根据给定的参数或工程具体要求，收集和查阅资料（半天）学习软件（MATLAB或C语言等）（一天半）编程计算复杂系统潮流计算（三天）编写计算设计书（一天）五、评分标准课程设计成绩评定依据包括以下几点：1）工作态度（占10%）；2）基本技能的掌握程度（占20%）；3）程序编写是否合理是否有运行结果(40%)；4）课程设计说明书编写水平(占30%)。5）分为优、良、中、合格、不合格五个等级。考核方式：设计期间教师现场检查；评阅设计报告内蒙古科技大学本科生课程设计51概述1.1待设计电气设备系统图GG0.08+j0.240.01+j0.030.06+j0.180.06+j0.180.04+j0.120.08+j0.240.02+j0.060.45+j0.150.4+j0.050.6+j0.1-(0.2+j0.2)12345系统接线图（其中节点1为平衡节点，节点2、3、4、5为PQ节点。）1.2电力系统概述电力工业发展初期，电能是直接在用户附近的发电站(或称发电厂)中生产的，各发电站孤立运行。随着工农业生产和城市的发展，电能的需要量迅速增加，而热能资源(如煤田)和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区，为了解决这个矛盾，就需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站，然后将电能远距离输送给电力用户。同时，为了提高供电可靠性以及资源利用的综合经济性，又把许多分散的各种形式的发电站，通过送电线路和变电所联系起来。内蒙古科技大学本科生课程设计6这种由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即称为电力系统。电力系统加上发电机的原动机(如汽轮机、水轮机)，原动机的力能部分(如热力锅炉、水库、原子能电站的反应堆)、供热和用热设备，则称为动力系统。现代电力系统提出了“灵活交流输电与新型直流输电”的概念。灵活交流输电技术是指运用固态电子器件与现代自动控制技术对交流电网的电压、相位角、阻抗、功率以及电路的通断进行实时闭环控制，从而提高高压输电线路的输送能力和电力系统的稳定水平。新型直流输电技术是指应用现电力电子技术的最新成果，改善和简化变流站的造价等。运行方式管理中，潮流是确定电网运行方式的基本出发点；在规划领域，需要进行潮流分析验证规划方案的合理性；在实时运行环境，调度员潮流提供了电网在预想操作情况下电网的潮流分布以校验运行可靠性。在电力系统调度运行的多个领域都涉及到电网潮流计算。潮流是确定电力网络运行状态的基本因素，潮流问题是研究电力系统稳态问题的基础和前提。1.3潮流计算的概述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及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线的电压，各元件中流过的功率，系统的功率损耗等等。在电力系统规划的设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量地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。所以潮流计算是研究电力系统的一种很重要和基础的计算。电力系统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经常监视及实时控制。利用电子数字计算机进行电力系统潮流计算从50年代中期就已经开内蒙古科技大学本科生课程设计7始。在这20年内，潮流计算曾采用了各种不同的方法，这些方法的发展主要围绕着对潮流计算的一些基本要求进行的。对潮流