发电厂的一次设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除广东工业大学华立学院 课 程 设 计（论文）课程名称 电力系统分析课程设计 题目名称 复杂网络N-R法潮流分析与计算的设计 学系学部 机械电气学部 专业班级 06电气工程及其自动化一班 学号 062073 序号 01 学生姓名 刘小波 指导教师 罗 洪 霞 2009 年 06月25日广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书题 目 名 称复杂网络N-R法潮流分析与计算的设计学 系 学 部机械电气学部专 业 班 级06电气工程及其自动化一班姓 名刘小波学 号062073一、课程设计（论文）的目的通过一个课程设计，巩固和加深对课程所学理论知识的理解，培养学生分析问题和独立解决实际问题的能力，使学生掌握初步的电力系统的分析、设计、计算和选型能力。二、课程设计（论文）的要求与数据设计一个电力系统潮流网络线路 ，利用牛顿拉夫逊法求解网络。要求自行设计相关电路，并编写出MATLAB程序。三、课程设计（论文）应完成的工作设计电路，完成潮流算法，并编写程序四、课程设计（论文）进程安排序号设计（论文）各阶段内容地点起止日期1下达设计任务书，熟悉设计系统任务和要求校内6月2日2方案设计，答疑校内6月23日3详细设计校内6月24日4实现基本功能校内6月25日5撰写课程设计报告书校内6月25日五、应收集的资料及主要参考文献1 张伯明 高等电力网络分析 北京：清华大学出版社 19962 王宪荣 潮流与最优潮流的研究 哈尔滨工业大学博士论文 19903 于永源 电力系统分析 北京：中国电力出版社 20074 杨以涵 电力网及电力系统 北京：中国工业出版社 1961发出任务书日期： 2009年 06 月02 日 指导教师签名：计划完成日期： 2009年 06 月26日 教学单位责任人签章：复杂网络N-R法潮流分析与计算的设计摘要 牛顿拉夫逊法是目前广泛采用的解非线性方程式组的迭代方法，也是目前广泛采用的电力系统潮流的计算机算法。Mat lab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，主要用于矩阵的运算，同时在数值分析、数字信号处理等方面也具有强大的功能。关键词 牛顿拉夫逊法 迭代法 收敛 Mat lab牛顿拉夫逊法是目前广泛采用的解非线性方程式组的迭代方法，也是目前广泛采用的电力系统潮流的计算机算法，其收敛性好，但是对初始值的要求比较严格，否则迭代过程可能不收敛。一牛顿拉夫逊法的求解过程1.给定节点电压的初始值e(0),f(0).2.将以上初始值代入下式，求出修正方程式常数项向量P(0),Q(0),V(0)( I =1,2,3,，n)3.将电压初值代入到下式 ，P(I)/ f(I) P(I)/ e ( I )J（0） Q(I)/ f(I) Q(I)/ e (I)求出修正方程系数矩阵（雅可比矩阵）的个元素，当j I 时，矩阵中的非对角元素是P(I)/ e(j)= - Q(I)/ f(j)=-(G(I, j)e(I)+B(I, j)f(I)P(I)/ f(j)= Q(I)/ e(j)= G(I, j)e(I)-B(I, j)f(I) V(I)/ e(j)= V(I)/ f(j)=0当jI时，矩阵中的对角元素是P(I)/ e(I)=-(G(I ,j)e(j)- B(I, j)f(j)- G(I, I)e(I)-B(I ,I)f(I)P(I)/ f(I)= -(G(I ,j)f(j)-+B(I, j)e(j)+B(I, I)e(I)-G(I, I)f(I) Q(I)/ e(I) =(G(I ,j )f(j)-+B( I, j)e(j)+B(I, I)e(I)-G(I, I)f(I) Q(I)/ f(I)= -(G(I, j)e(j)- B( I, j)f(j)-+G(I, I)e(I)+B( I,I )f(I) V(I)/ e(I)=-2e(I) V(I)/ f(I)=-2f(I)4.解修正方程式，求出修正量5.修正个电的电压e(1)=e(0)+ e (0)f(1)=f(0)+ f(0)6.将e（1），f（1）再代入2中的式中求出P(1), Q(1, V(1)。7.校验是否收敛，其收敛条件是f(k)=P(k), Q(k) ClearG(1,1)=10.834;B(1,1)=-32.500;G(1,2)=-1.667;B(1,2)=5.000;G(1,3)=-1.667;be(1,3)=5.000;G(1,4)=-2.500;B(1,4)=7.5000;G(1,5)=-5.000;B(1,5)=15.000;G(2,1)=-1.667;B(2,1)=5.000;G(2,2)=12.917;B(2,2)-38.750;G(2,3)=-10.000;B(2,3)=30.0000;G(2,4)=0;B(2,4)=0;G(2,5)=-1.250;B(2,5)=3.750;B(3,1)=5.000;G(3,1)=-1.667;G(3,2)=-10.000;B(3,2)=30.000;G(3,3)=12.917;B(3,3)=-38.750;G(3,4)=-1.250;B(3,4)=3.750;G(3,5)=0;B(3,5)=0;G(4,1)=-2.500;B(4,1)=7.500;G(4,2)=0;B(4,2)=0;G(4,3)=-1.250;B(4,3)=3.750;G(4,4)=3.750;B(4,4)=-11.250;G(4,5)=0;B(4,5)=0;G(5,1)=-5.000;B(5,1)=15.000;G(5,2)=-1.250;B(5,2)=3.750;G(5,3)=0;B(5,3)=0;G(5,4)=0;B(5,4)=0;G(5,5)=6.250;B(5,5)=-18.750;Y= G+ j*B; (1)=0;(2)=0;(3)=0;(4)=0; u(1)=1.0;u(2)=1.0;u(3)=1.0;u(4)=1.0; p(1)=0.20;q(1)=0.20;p(2)=-0.45;q(2)=-0.15; p(3)=-0.40;q(3)=-0.50;p(4)=-0.60;q(4)=-0.10; k=0; precision =1; N1=4; %the N1 Is the amount of the PQ bus While precision0.00001 (5) =0; u (5) =1.06;For m=1:N1For n=1:N1+1pt(n)=u(m)*u(n)*(G(m ,n )*co s(m)-(n)+B(m, n )*sin(m)-(n);qt(n)=u(m)*u(n)*(G(m ,n )*sin(m)-(n)-B(m ,n )* co s (m)-(n);Endpp (m) =p (m)-sum (pt); q q (m) =q (m)-sum (qt);EndFor m=1:N1For n=1:N1+1h0(n)=u(m)*u(n)*(G(m ,n )*sin(m)-(n)-B(m ,n )*co s(m)-(n);n0(n)=-u(m)*u(n)*(G(m ,n )*co s(m)-(n)+B(m ,n )*sin(m)-(n);j0(n)=-u(m)*u(n)*(G(m ,n )*co s(m)-(n)+B(m ,n )*sin(m)-(n);L0(n)=-u(m)*u(n)*(G(m ,n )*sin(m)-(n)-B(m ,n )*co s(m)-(n);EndH(m ,m )=sum(h0)-u(m)2*(G(m ,m )*sin(m)-(m)-B(m ,m )*co s(m)-(m);N(m, m )=sum (n0)- 2*u(m)2*G(m, m )+ u(m)2*(G(m, m)*co s(m)-(m)+B(m ,m )*sin(m)-(m);J(m ,m )=sum(j0)+u(m)2*(G(m ,m )*co s(m)-(m)+B(m ,m )*sin(m)-(m);L(m ,m )=sum(L0)+2*u(m)2*B(m ,m )+u(m)2*(G(m ,m )*sin(m)-(m)-B(m ,m )*co s(m)-(m);EndFor m=1:N1JJ (2*m-1, 2*m-1) =H (m, m); JJ (2*m-1, 2*m) =N (m, m);JJ (2*m, 2*m-1) =J (m, m); JJ (2*m, 2*m) =L (m, m);EndFor m=1:N1For n=1:N1If m=nElseH(m ,n )=-u(m)*u(n)*(G(m ,n )*sin(m)-(n)-B(m ,n )*co s(m)-(n);J(m ,n )=u(m)*u(n)*(G(m ,n )*co s(m)-(n)+B(m ,n )*sin(m)-(n);N (m, n) =-J (m, n); L (m, n) =H (m, n);JJ (2*m-1, 2*n-1) =H (m, m); JJ (2*m-1, 2*n) =N (m, n);JJ (2*m, 2*n-1) =J (m, m); JJ (2*m, 2*n) =L (m, n);EndEndFor m=1:N1PP (2*m-1) =pp (m); PP (2*m) =qq (m);EndUp=-Inv (JJ)*PP; precision=max (abs (up);For n=1:N1 (n) = (n) +up (2*n-1);U (n) =u (n) +up (2*n);Endk=k+1;EndK-1, , u%the following program is used to calculate the S5 and SonFor n=1:N1+1U (n) =u (n)*(co s ( (n) +j*sin ( (n);EndFor m=1:N1+1I (m) =Y (5, m)*U (m);EndS5=U (5)*sum (conj (I)For m=1:N1+1For n=1:N1+1S (m ,n ) =U (m)*(conj (U (m)-conj (U (n)*conj (-Y (m ,n );EndEndS由于I，j是虚数单位，故用m，n来表示输出的结果为：迭代次数1V22V33V441-0.048341.02895-0.087721.02835-0.093661.02289-0.107912-0.049681.02633-0.087601.02585-0.093411.02056-0.107753-0.049691.02617-0.087581.02570-0.093391.02043-0.107734-0.049691.02617-0.087581.02569-0.093391.02043-0.10773四.结论在该课程设计中，针对节点功率平衡方程，运用了牛顿拉夫逊法求解，过程当中以迭代法为基础，通过建立Y矩阵、雅可比矩阵等，采用逐级迭代得到节点电压的数值解。潮流方程的求解有直角坐标系和极坐标系两种模型，在求解的过程中都被广泛应用。本设计先在计算中求解方程的解，由于不收敛，结合mat lab编程计算分析，实现了对复杂网络的潮流计算。心得体会经过这次的课程设计学习，使我对电力系统分析课程有了更进一步的认识和了解，要想学好它要重在实践，要通过不断的实践才能更好地学习它，通过实践，我也发现我的好多不足之处，首先是自己动手能力差，知识面不广，阅读的范围也比较窄，掌握的知识也不牢固，经过这次的实验设计中，我在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操