潮流程序的开发.doc

课题组前期培训阶段二 潮流程序的开发1、 数据结构的设计1.1输入数据 输入的数据为线路，双绕组变压器，三绕组变压器的铭牌值及母线的参数。具体如下：线路参数存储到line矩阵中，格式如下：首端节点序号末端节点序号单位长度电阻单位长度电抗单位长度电纳线路长度双绕组变压器参数存储到trans矩阵中，格式如下：高压侧节点序号低压侧节点序号容量高压侧额定电压低压侧额定电压短路损耗短路电压百分数空载损耗空载电流百分数三绕组变压器参数存储到tw_trans矩阵中，格式如下：高压侧节点序号中压侧节点序号低压侧节点序号高压侧容量中压侧容量低压侧容量高压侧额定电压中压侧额定电压低压侧额定电压短路损耗P12短路损耗P23短路损耗P31短路电压百分数 V12短路电压百分数 V23短路电压百分数 V31空载电流百分数I0 空载损耗P0母线参数存储到bus矩阵中，格式如下：节点序号基准电压节点类型注入有功注入无功电压幅值电压相角节点类型中：1代表PQ节点 2代表PV节点 3代表平衡节点1.2输出数据输出数据存储到poweFlow矩阵中格式如下节点序号注入有功注入无功电压幅值电压相角2、 程序流程框图 启动生成节点导纳矩阵Y设置节点初始电压ei(0),fi(0)或Ui(0),i(0)置迭代次数k=1输入原始数据bus, gen，transform, Line计算各个节点的不平衡量:Pi (k), Qi (k), Ui2 (k)计算雅可比矩阵J(k)计算平衡节点功率、支路功率和支路损耗计算ei (k+1), fi (k+1)或Ui (k+1), i (k+1)max| ei (k), fi (k) |或 max| Ui (k), i (k) |k=k+1解修正方程求取ei (k), fi (k)或Ui (k), i (k)是否停止潮流流程图3、 程序功能模块介绍3.1节点导纳矩阵的形成函数名称：daonaFormfunction daona=daonaForm(Sb,line,bus,trans,tw_trans)输入参数：Sb(基准功率),line(线路参数),bus(母线参数),trans(双绕组变压器参数)，tw_trans(三绕组变压器参数)输出参数:daona(节点导纳矩阵)程序步骤：1、根据线路参数通过公式计算出线路的的阻抗（取倒数用导纳表示），对地导纳。把上述数据按如下格式存储到line_admi矩阵中。如果为对地支路，首末端节点序号取同一个。支路首端节点序号支路末端节点序号支路导纳数值2、根据双绕组铭牌参数计算双绕组变压器的阻抗支路和励磁支路，均用导纳表示。把以上数据按如下格式存储到trans_admi矩阵中。如果为对地支路，首末端节点序号取相同值。支路首端节点序号支路末端节点序号支路导纳数值3、根据公式计算三绕组变压器的三侧的阻抗及励磁支路参数，注意三绕组变压器会增加一个节点。把以上数据按如下格式存储到twtrans_admi矩阵中。如果为对地支路，首末端节点序号取同一个。支路首端节点序号支路末端节点序号支路导纳数值4、根据line_admi、trans_admi、twtrans_admi合成节点导纳矩阵。 自导纳矩阵按如下方法形成：如Y11，查询上述矩阵的节点序号把含节点1的所有导纳加起来即可。互导纳按如下方法形成：支路的首末端序号不同的即为互导纳，首末端序号就是其在节点导纳矩阵的行、列坐标，注意取负号。3.2重新对母线矩阵进行排列处理函数名：busRankfunction busRanking,busGain,numPQ,numPV=busRank(bus,tw_trans)该函数的功能是对bus矩阵进行处理。包括一下两方面：1、三绕组变压器的模型会增加PQ节点,这些节点要在不平衡功率方程及雅克比矩阵和求解修正量中反应出来。2、对节点矩阵进行重新排列，按照PQ节点、PV节点、平衡节点的顺序来排序，以方便后面形成雅克比矩阵。输入参数：bus原始的母线参数，tw_trans三绕组变压器参数矩阵输出参数：busRanking 经过按PQ节点、PV节点、平衡节点的顺序排列过的母线参数；busGain 仍然按照节点顺序排列的 （但考虑三绕组增加节点后）母线参数；numPQ、numPV分别为PQ、PV节点的个数程序的步骤1、 busRanking的形成 Bus矩阵的第三列放置的是其节点类型，通过查询第三列即可确定节点类型。PQ节点从第一行开始放，PV节点从倒数第二行开始放，平衡节点放最后一行。存放顺序依次为：节点序号，基准电压，节点类型，有功，无功，电压，相角。2、busGain的形成在原来bus的基础上增加N个节点。N为三绕组变压器的个数。增加的节点均为PQ节点，且P、Q都为0。3.3不平衡功率的形成函数名：unbalancedPower该函数的功能是形成不平衡功率。输入参数：daona,节点导纳矩阵；busRanking，排列过的母线参数矩阵；numPQ,PQ节点个数；numPV,PV节点个数；busGain,按节点顺序排列的母线参数矩阵；输出参数：unbPower,不平衡功率；unbPowerNode,与不平衡功率相应的节点顺序。unbPowe按PQ、PV的顺序排列。如下图： 程序步骤如下：1、计算PQ节点的有功不平衡和无功不平衡首先计算公式中的，方法是根据busGain矩阵的第六列元素（保存的是各节点的电压值）形成Uj矩阵。第七列元素形成angleJ矩阵。取节点导纳矩阵的实部形成G矩阵，节点导纳矩阵的虚部形成B矩阵。取G矩阵中的第i行就构成Gij，B矩阵中的第i行就构成Bij。angleI 即为N*1矩阵，所有元素均为该节点的相角。建立上述矩阵后即可用公式进行运算。如下：Uj*（Gij.*sin(angIJ)+Bij.*cos(angIJ)）。无功不平衡的计算和上述相同。2、计算PV节点的有功不平衡。方法同上。3.4雅克比矩阵的形成function jac=jacob(busGain,daona,numPQ,numPV,unbPowerNode)此函数的功能是形成雅克比矩阵。输入参数：busRanking，busGain，daona 输出参数：jac程序的思路：将雅克比矩阵分成四大块分别求解。四大块形式分别为：然后根据H、N、J、L的公式分别求解，并将元素放到对应的位置。求解中要分和两种情况。3.5根据修正量更新节点矩阵 busGain busRanking函数名称为：updateBusfunctionbusGain,busRanking=updateBus(reviseInitial,busGain,busRanking,numPQ,numPV)该函数的功能是将修正方程的解更新到母线参数矩阵。输入参数;reviseInitial,busGain,busRanking,numPQ,numPV。输出参数：busGain，busRanking ，即更新后的母线参数矩阵。程序思路：根据雅克比矩阵和不平衡功率相除后得到的修正量来修正节点矩阵中的电压和相角。首先是相角的修正，直接在busRanking中的相角的基础上加上修正量即可。电压的修正需要注意的是：修正量为 所以要用原始电压乘以修正量再加上原始电压。最后根据修正后的busRanking来修正busGain。4、 结果程序定义当修正量小于时，停止运算。最终结果如下节点序号电压幅值电压相角11.0000 5.068020.9702 0.06323 0.9661 -0.98664 0.9678 -6.746950.9102 -7.94216 1.0000 0 5、总结 1.关于数据结构的设计。最初编程时采用input函数将铭牌值一个一个地输入用变量保存，后来发现这样做对调试很不方便而且不符合工程实际，后来改为将原始数据即线路、变压器存储到矩阵中，程序对矩阵操作，便于原始数据修改及调试程序。 2、 程序要根据功能划分为几个模块。 各个模块均用子函数实现，