电力系统分析课程设计单机系统潮流的经济分布控制

1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 电力系统分析电力系统分析课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：题目： 单机系统潮流的经济分布控制（单机系统潮流的经济分布控制（3） 院院 （系）：（系）： 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 教师职称：教师职称： 起止时间：起止时间：15-07-06 至至 15-07-17 课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语 院（系）： 教研室： 课程设计（论文）任务 g 原始资料：系统如图。 g：sn=30mva，vn=10kv，x=0.23； t: sn=31.5mva，vs%=9，k=10/121kv,

2、ps=180kw, po=30kw,io%=0.8； l1:线路长 70km，电阻 0.22/km，电抗 0.4/km，对地容纳 2.7810-6s/km； l2:线路长 75km，电阻 0.21/km，电抗 0.42/km，对地容纳 2.810- 6s/km； l3: 线路长 60km，电阻 0.18/km，电抗 0.38/km，对地容纳 2.710- 6s/km； 负荷：s2=18mva，s3=10 mva，功率因数均为 0.9. 任务要求： 1 阐述闭式网络潮流控制的基本思想； 2 画出系统等值电路图，计算各元件参数； 3 对系统进行潮流计算，计算系统支路自然功率分布； 4 在 l1 支

3、路加入合适的附加电势（串联变压器） ，实现支路功率经济分布； 5 利用 matlab 建立电力系统仿真模型进行仿真； 6 对计算结果进行分析比较，得出结论。 指导教师评语及成绩 平时考核： 设计质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 t 1 l1 2 s2 l3 l2 3 s3 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘 要 电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。电力系统的出现使高效、无 污染、使用方便易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化， 开创了电力时代，开启了第二次科技革命。电力系统的规模和发展水平成为一个 国家经济发展水平的标

4、志之一。至今人类文明的主流发展方向依然与电力有着不 可分割的联系。 潮流计算是电力网络设计及运行中最基本的计算，对电力网络的各种设计方 案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到各种电网各节点的电压，并求得网络 的潮流及网络中各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。为满足日益增长的电力 需求，减少不必要的浪费，以及提供更好的电力能源，要对原有的配电网络进行 改造。 本课程设计主要研究某一电力系统网络，对此网络进行潮流计算。电力系统 的潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，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。本文研究此电力网的支路功率分布，并完成对一 支路加入附加电势，使系统实现

5、支路功率经济分布的效果。在电力网中会出现功 率损失，为是电能质量可靠，保证电能的质量要求，则需对系统进行功率补偿， 本此设计对串联补偿器进行设计，并设计其硬件电路图，以满足电力用户需要的 电能质量。并通过牛顿拉夫逊潮流计算使系统实现支路功率的经济分布，并用 matlab 进行仿真。 关键词：电力系统分析；潮流计算；经济分布；matlab 仿真 目 录 第 1 章 绪论 .1 1.1 电力系统潮流控制概述 .1 1.2 本文设计内容 .1 第 2 章 电力系统潮流经济控制原理 .2 2.1 电力系统潮流计算基本原理 .2 2.2 简单闭式网潮流经济分布 .2 2.3 经济潮流控制附加电动势的计算

6、 .2 第 3 章 电力系统经济潮流控制计算 .3 3.1 系统等值电路及元件参数计算 .3 3.2 系统等值电路及其化简 .3 3.3 潮流经济分布计算 .3 3.4 潮流经济分布控制方法 .3 第 4 章 潮流经济分布的仿真 .4 4.1 功率自然分布仿真模型的建立 .4 4.2 功率经济分布仿真模型的建立 .4 4.3 仿真结果及分析 .4 第 5 章 总结 .5 参考文献 .6 第 1 章 绪论 1.1 电力系统潮流控制概述 电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算。它的 任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的 电压（幅值及相角） 、

7、网络中的功率分布以及功率损耗等。电力系统潮流计算的 结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。在电力系统运行方式和规划方案的 研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性 和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的 潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电 气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在电力 系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。 电力系统潮流计算属于稳态分析范畴，不涉及系统元件的动态特性和过渡过 程。因此其数学模型不包含微分方程，是一组高阶非线性方程。非线性代数方程

8、组的解法离不开迭代，因此，潮流计算方法首先要求它是能可靠的收敛，并给出 正确答案。随着电力系统规模的不断扩大，潮流问题的方程式阶数越来越高，目 前已达到几千阶甚至上万阶，对这样规模的方程式并不是采用任何数学方法都能 保证给出正确答案的。这种情况促使电力系统的研究人员不断寻求新的更可靠的 计算方法。 电力系统潮流的计算和分析是电力系统运行和规划工作的基础。运行中的电 力系统，通过潮流计算可以预知,随着各种电源和负荷的变化以及网络结构的改变,网 络所有母线的电压是否能保持在允许范围内，各种元件是否会出现过负荷而危及 系统的安全，从而进一步研究和制订相应的安全措施。规划中的电力系统，通过 潮流计算，

9、可以检验所提出的网络规划方案能否满足各种运行方式的要求，以便 制定出既满足未来供电负荷增长的需求，又保证安全稳定运行的网络规划方案。 阻抗法要求计算机储存表征系统接线和参数的阻抗矩阵。这就需要较大的内 存量。而且阻抗法每迭代一次都要求顺次取阻抗矩阵中的每一个元素进行计算， 因此，每次迭代的计算量很大。 阻抗法改善了电力系统潮流计算问题的收敛性，解决了导纳法无法解决的一 些系统的潮流计算，在当时获得了广泛的应用，曾为我国电力系统设计、运行和 研究作出了很大的贡献。但是，阻抗法的主要缺点就是占用计算机的内存很大， 每次迭代的计算量很大。当系统不断扩大时，这些缺点就更加突出。为了克服阻 抗法在内存和

10、速度方面的缺点，后来发展了以阻抗矩阵为基础的分块阻抗法。这 个方法把一个大系统分割为几个小的地区系统，在计算机内只需存储各个地区系 统的阻抗矩阵及它们之间的联络线的阻抗，这样不仅大幅度的节省了内存容量， 同时也提高了计算速度。 克服阻抗法缺点的另一途径是采用牛顿-拉夫逊法（以下简称牛顿法） 。牛顿 法是数学中求解非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性。解决电力系统潮流 计算问题是以导纳矩阵为基础的，因此，只要在迭代过程中尽可能保持方程式系 数矩阵的稀疏性，就可以大大提高牛顿潮流程序的计算效率。自从 20 世纪 60 年 代中期采用了最佳顺序消去法以后，牛顿法在收敛性、内存要求、计算速度方面 都

11、超过了阻抗法，成为直到目前仍被广泛采用的方法。 1.2 本文设计内容 本文通过给出的电力网系统图，从而画出系统等值电路图，计算各元件参数， 了解并阐述闭式网络潮流计算及其经济控制的基本思想，完成电力系统网络的潮 流计算，继而完成电力网的支路功率分布，并完成对一支路加入附加电势，使系 统实现支路功率经济分布的效果。并用 matlab 进行仿真，得出仿真波形，从而 对计算结果进行分析比较，并得出结论。 第 2 章 电力系统潮流经济控制原理 2.1 电力系统潮流计算基本原理 电力系统是由发电机、变压器、输电线路及负荷等组成，其中发电机及负荷 是非线性元件，但在进行潮流计算时，一般可以用接在相应节点上

12、的一个电流注 入量来代表。因此潮流计算所用的电力网络系由变压器、输电线路、电容器、电 抗器等静止线性元件所构成，并用集中参数表示的串联或并联等值支路来模拟。 电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各 电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参 量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率 损耗等。 潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出 的各种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规 划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行的电力系统，通过潮流计算可以预 知各种负

13、荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电 压是否在允许的范围以内，系统中各种元件（线路、变压器等） 。 结合电力系统的特点，对这样的线性网络进行分析，常用的潮流计算方法有: 牛顿-拉夫逊法及快速分解法。快速分解法有两个主要特点: (1)降阶 在潮流计算的修正方程中利用了有功功率主要与节点电压相位有关, 无功功率主要与节点电压幅值有关的特点,实现 p-q 分解,使系数矩阵由原来的 2n2n 阶降为 nn 阶,n 为系统的节点数(不包括缓冲节点)。 (2)因子表固定化 利用了线路两端电压相位差不大的假定,使修正方程系数矩 阵元素变为常数,并且就是节点导纳的虚部。 由于以上两个

14、特点,使快速分解法每 一次迭代的计算量比牛顿法大大减少。快速分解法只具有一次收敛性,因此要求的 迭代次数比牛顿法多,但总体上快速分解法的 计算速度仍比牛顿法快。 快速分解 法只适用于高压网的潮流计算,对中、低压网,因线路电阻与电抗的比值大,线路两 端电压相位差不大的假定已不成立,用快速分解法计算,会出现不收敛问题。 2.2 简单闭式网潮流经济分布 为保证供电可靠性，电网往往采用环形电网供电方式，任一段网络发生故障， 还可以继续保证供电，即凡是能从两个或两个以上方向给负荷供电的电力网络闭 合成为环形供电方式的就是闭式网络。 闭环网中的潮流分布与网络的结构、负荷、电源等均有关，较开式网中的潮 流分

15、布要复杂的多。 图 2.1 电力网等效电路图 闭式网络中某一支路因事故或检修断开后，网络功率分布和电压分布都要发 生较大的变化，从而某些支路可能过负荷、某些节点电压可能超出偏差允许范围。 因此，在实际系统中，闭式网络不仅需要进行正常运行方式的潮流分析，而且要 进行事故和检修运行方式的潮流计算。 在图 2.1 所示的电力网等效电路图中，假设两端电压，根据基尔霍 bavv 。 夫电压定律和电流定律，可以列出下列方程： 如果已知电源点电压和以及负荷点电流和，便可以解出准确电流 av 。 bv 。 1 。 i2 。 i 和。但是在电力网中，即使线路中通过的是同一电流，沿线上各点的功率1ai 。 2bi

16、 。 也是不一样，因为沿线有电压降落。求取网络中的功率分布，可以采用近似的算 法，先忽略网络中的功率损耗，用相同额电压计算功率，令，并假 v 0 n vv 设，便可以得到如下方程： * ivs n 2212 1121 2 2 12 12 1 1 。 。 。 iii iii izizizvv b a b ba ba cirldb ba n ba ba aa b cirlda ba n ba ba bb a ss zzz vvv zzz szzsz s ss zzz vvv zzz szszz s ,2 2 * 12 * 1 * * 2 * 12 * 1 * 2 12 * 1 * 1 1 * 2

17、, 1 2 * 12 * 1 * * 2 * 12 * 1 * 2 2 * 1 2 * 12 * 1 )()( )()( 由上式可见，在电力网的实际计算中，负荷点的已知量一般是功率，而不是 电流。每个电源点送出的功率都包含两个部分，第一部分由负荷功率和网络参数 确定，每一个负荷的功率都以该负荷点到两个电源点间的阻抗共轭值成反比的关 系分配给两个电源点，而且逐个的计算。第二部分与负荷无关，它可以在网络中 负荷切除的情况下，由两个供电点的电压差和网络参数确定，通常称这部分功率 为循环功率。 2.3 经济潮流控制附加电动势的计算 潮流经济运行就是指电网在供电成本率低或发电能源消耗率及网损率最小的 条

18、件下运行。电网经济运行附加电动势就是一项实用性很强的节能技术。这项技 术是在保证技术安全、经济合理的条件下，充分利用现有的设备、元件，不投资 或有较少的投资，通过相关技术论证，选取最佳运行方式、调整负荷、提高功率 因数、调整或更换变压器、电网改造等，在传输相同电量的基础上，以达到减少 系统损耗，从而达到提高经济效益的目的。经济潮流控制附加电动势,求出有功功 率和无功功率。如图 2.2 所示电力网系统图。 图 2.2 电力网系统图 电力系统经济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 制电路。 已知： g：sn

19、=30mva，vn=10kv，x=0.23； t: sn=31.5mva，vs%=9，k=10/121kv,ps=180kw, po=30kw,io%=0.8； l1:线路长 70km，电阻 0.22/km，电抗 0.4/km，对地容纳 2.7810-6s/km； l2:线路长 75km，电阻 0.21/km，电抗 0.42/km，对地容纳 2.810-6s/km； l3: 线路长 60km，电阻 0.18/km，电抗 0.38/km，对地容纳 2.710- 6s/km； l2 3 l3 t 1 l1 s2 s3 2 负荷：s2=18mva，s3=10 mva，功率因数均为 0.9. 由上述资

20、料可知： amvjs)95 . 2 7 . 11( 3 amvjs)69 . 2 8 . 10( 2 所以 ， ， amvp 7 . 11 3 amvq95 . 2 3 amvp 8 . 10 2 。amvq69 . 2 2 功率损耗为： 如果在环网中引入附加电势e，假定其产生与 sl3同方向的循环功率，且满 足条件，就可以使功率分布符合经济分布的要求。由此可得所要求 3ciriecl sss 的循环功率为 )()( 333lleclleclleccir qqjppsss amvj08. 1 j-35 . 1 )80 . 2 70 . 2 ()54.1076.10( 因此可以根据公式可以求出附

21、加电势e。 ncir vsz/* 即附加电势为： = + ncir vsz/* 式中，为环网的总阻抗，为网络的额定电压。 z n v 因此可在支路 l1 中加入 电势，使电路的潮流分布达到经济分布。 amvj zzz zszzs s lll lll l )8 . 254.10( )( 1 * 2 * 3 * 1 * 2 1 * 2 * 3 3 123 12123 )( lll lll lec rrr rprrp p amv 63.12 9 . 1116 4 . 14 9 . 11 8 . 10) 9 . 1116( 7 . 11 123 12123 )( lll lll lec rrr rqr

22、rq q amv 12 . 6 9 . 1116 4 . 14 9 . 1169 . 2 ) 9 . 1116(95 . 2 circir n p rq x v circir n p xq r v kv6 . 075 . 1 110 ) 1 . 02 . 2() 6 . 93 3 . 42( j jj kvj6 . 075. 1 第 3 章 电力系统经济潮流控制计算 3.1 系统等值电路及元件参数计算 等值电路图是计算电路元件参数必不可少的步骤，等值电路图就是把实际电 力系统网络简单化，有了它计算将更加简单，根据已知给出的资料，做出等值电 路图，为如图3.1所示。 图3.1 系统等值电路图 元

23、件参数计算： 电力网的额定电压为 vvn110909 . 0 )10/121(10 变电所： 5 . 3419. 2jjxrz ttt amvjqjps25 . 0 03 . 0 000 各元件标幺值如下： 线路l1： 阻抗z： 1l z 28j 4 . 157044. 0 j22 . 0 电纳b：ssbl 46 1 1095 . 1 701078 . 2 线路l2： 阻抗z： 5 . 31j75.157524. 0 j21 . 0 zl2 电纳b：s1010 . 2 s75108 . 2 4-6- 2 l b 线路l3： 阻抗z： 8 .22 8 . 106038. 018. 0 3 jjz

24、l 电纳b：ssbl 46 3 1062 . 1 60107 . 2 负荷功率： s2=18mva，s3=10 mva，功率因数均为0.9 amvjsld23 . 5 8 . 10 2 amvjsld67 . 5 7 . 11 3 3.2 系统等值电路及其化简 潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出 的各种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规 划方案能否满足各种运行方式的要求，计算各节点功率，进而进行潮流分析，功 率分布等值电路如图3.2所示。 无功功率计算得： var18 . 1 1101095 . 1 2/1 24 1 mqbl va

25、r27. 11101010 . 2 2/1 24 2 mqbl var98 . 0 1101062 . 1 2/1 24 3 mqbl 19 . 2 10 31500 110180 10 3 2 2 3 2 2 n ns t v vp r 5 . 3410 31500100 1109 10 100 % 3 2 3 2 n ns t s vv x 图3.2 功率分布等值电路图 节点2和3计算负荷： 2333blblld qjqjss 代数得： 3 samvj95 . 2 7 . 11 1222blblld qjqjss 代数得： 2 samvj69 . 2 8 . 10 闭式网中的功率分布： 解

26、得：8 . 254.10 1 jsl 解得：8 . 260.11 3 jsl 1 * 2 * 3 * 1 * 2 1 * 2 * 3 3 )( lll lll l zzz zszzs s 6 . 93 3 . 42 )28 9 . 11)(69 . 2 8 . 10() 6 . 61 9 . 27)(95 . 2 7 . 11( j jjjj 1 * 2 * 3 * 2 * 3 * 2 3 * 3 1 )( lll lll l zzz zzszs s 8 . 254.10j 1 32 15 . 0 16 . 1 j 8 . 260.11j 36. 1 j 95. 27 .11j69 . 2 8

27、 .10j 18. 1 j 1 6 . 93 3 . 42 ) 6 . 65 4 . 30)(69 . 2 8 . 10()32 4 . 14)(95 . 2 7 . 11( j jjjj 经过验算： amvjjjss ll )6 . 558.22()8 . 260.118 . 254.10( 31 amvjjjss)64 . 5 5 . 22()69 . 2 8 . 1095 . 2 7 . 11( 32 可见，计算结果在误差允许范围内，所以直接取为基准值8 . 254.10 3 jsl 继续进行潮流分析计算。 由公式得 332ll sss amvjjjsl)15 . 0 16. 1 ()8

28、 . 254.1095 . 2 7 . 11( 2 3.3 潮流经济分布计算 在环网中引入环路电势使产生循环功率，是对环网进行潮流控制和改善功率 分布的有效手段。 功率在环形网络中是与阻抗成反比分布的，我们称这种功率分布为经济分布。 只有在每段电力线路阻抗的 r/x 比值都相等的均一网络中，功率的自然分布才与 经济分布相符。在一般情况下，这两者是有差别的。各段线路的不均一程度越大， 功率损耗的差别就越大。 如果在环网中引入附加电势，假定其产生与同方向的循环功率，且满e 1l s 足条件： 就可以使功率分布符合经济分布的要求。由此可得所要求的循环功率为 )()( 111llecllecllecc

29、ir qqjppsss 解得 cir samvjj1 . 02 . 2)80 . 2 70 . 2 ()54.1076.10( 为产生此循环功率所需的附加电势则为 =/=x+jyez cir s n vee 式中，为环网的总阻抗，为网络的额定电压。z n v 调整环网中的变压器变比，对于比值x/r较大的高压网络，其主要作用是改 变无功功率的分布。一般情况下，当网络中功率的自然分布不同于所期望的分布 时，往往要求同时调整有功功率和无功功率，这就要采用一些附加装置来产生所 需的环路电势。 leccirl sss 1 3.4 潮流经济分布控制方法 利用附加装置来产生所需的环路电势，进行潮流控制，这类

30、装置主要有附加 调压变压器和基于电力电子技术的一些 facts 装置。附加调压变压器又可分为 纵向调压变压器、横向调压变压器和混合型调压变压器。基于电力电子技术的一 些 facts 装置也有好多种，静止同步串联补偿器、晶闸管控制串联电容器、晶 闸管控制移相器和统一潮流控制器。 通常把附加电势的相位与线路电压的相位相同的变压器称为纵向调压变压器， 把附加电势的相位与线路电压的相位相差 90 度的变压器称为横向调压变压器， 把附加电势与线路电压之间的相位差也能进行调节的调压变压器称为混合型调压 变压器。 串联补偿可改变传输线路的等效阻容或在线路中串入补偿电压，因此，通过 串联补偿可方便地调节系统的

31、有功和无功潮流，从而有效控制电力系统的电压水 平和功率平衡。在配电网中，大部分的电压降是由线路电感引起的，串联补偿可 使负载波动引起的电压下降减少。由于串联电容其实是一个无源的电路元件，其 响应自发而迅速，因此，串联补偿有助于电压调节，可较完美地解决电压闪变问 题。 图 3.3 静止同步串联补偿器接入系统示意图 静止同步串联补偿器（static synchronous series compensator-sssc）是一种 静止型同步发电器。其目的旨在将变流器技术统一地运用于串并联补偿，以及传 输角的控制。静止同步串联补偿器是一种新型的串联补偿装置，和其他 facts 装置相比，它可以直接控制

32、电力系统中电压幅值、相角，具有控制范围广、响应 速度快等优点。补偿的电压与其串联的线路电流相差 90，能在容性到感性的范 围内产生一可控的、与线路电流无关的补偿电压。控制线路的潮流。 统一潮流控制器的原理和接入系统示意图示于图 3.3 所示。它的主体部分是 通过公共的直流电容联系起来的两个电压源型逆变器。逆变器 1 的交流输出电压 通过变压器 t1 并联接入系统，主要作用是实现并联无功补偿以控制电压。逆变 器 2 的交流输出电压通过变压器 t2 串联插入线路，其作用相当于 sssc(静止同 步潮流补偿器)，但它向线路引入的附加电势不仅幅值可变，相位也可在 0360 之间变化。 第 4 章 潮流

33、经济分布的仿真 4.1 matlab 仿真软件介绍 matlab 是美国 mathworks 公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数 据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括 matlab 和 simulink 两大部分。matlab 应用非常之广泛！ matlab 由一系列工具组成。这些工具方便用户使用 matlab 的函数和文 件，其中许多工具采用的是图形用户界面。包括 matlab 桌面和命令窗口、历 史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件 的浏览器。随着 matlab 的商业化以及软件本身的不断升级，matlab 的用户

34、界面也越来越精致，更加接近 windows 的标准界面，人机交互性更强，操作更简 单。而且新版本的 matlab 提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了 用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就 可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。 atlab 是一个包含大量计算算法的集合。其拥有 600 多个工程中要用到的 数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法 都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通 常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如 c 和 c+ 。在计算要求相同的情 况下

35、，使用 matlab 的编程工作量会大大减少。matlab 的这些函数集包括从 最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数 所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方 程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、 稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作 以及建模动态仿真等。matlab 自产生之日起就具有方便的数据可视化功能， 以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作 图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和 工程绘图。新

36、版本的 matlab 对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使 它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面的绘制和 处理等）方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照 处理、色度处理以及四维数据的表现等） ，matlab 同样表现了出色的处理能力。 同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，matlab 也有相应的功能函 数，保证了用户不同层次的要求。另外新版本的 matlab 还着重在图形用户界 面（gui）的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满 足。 matlab 软件的特点： 1) 高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从

37、繁杂的数学运算分析中解 脱出来； 2) 具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化; 3) 友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学者易于学习和掌 握； 4) 功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等) ,为用户提 供了大量方便实用的处理工具。 根据电力系统的特点，利用 matlab 的动态仿真软件搭建了含发电机、变 压器、输电线路等的系统仿真模型，得到了在该系统两种功率分布情况的仿真结 果。 4.2 功率自然分布仿真模型的建立 图 4.1 功率经济分布模型 4.3 功率经济分布仿真模型的建立 图 4.2 功率自然分布模型 4.4 仿真结果及分析 matlab 仿真

38、模型建立，设置相应的参数，进行模拟仿真实验，测试得到 两种功率分布的结果如下： （一）功率自然分布仿真结果： 图 4.3 功率自然分布仿真图 （二）功率经济分布仿真结果： 图 4.4 功率经济分布仿真图 通过仿真结果显示，计算所得到的结果和其及其相近，在允许误差范围内 ，两者结果相同，即在理想条件下，单机系统潮流的经济分布控制计算思路清晰、 正确。 第 5 章 总结 本文研究此电力网的支路功率分布，并完成对一支路加入附加电势，使系统 实现支路功率经济分布的效果。在电力网中会出现功率损失，为是电能质量可靠， 保证电能的质量要求，则需对系统进行功率补偿，本此设计对串联补偿器进行设 计，并设计其硬件

39、电路图，以满足电力用户需要的电能质量。并通过牛顿拉夫逊 潮流计算使系统实现支路功率的经济分布，并用 matlab 进行仿真。 在计算过程中利用了 matlab 软件工具。matlab 软件不仅减小了我的工 作量，尤其在进行复数运算时可以很大的提高工作速度，而且还能增加正确率。 matlab 仿真图所示的结果证实了课设计算结果，表明本次课设单机系统潮流 的经济分布控制的课程设计要求。 在潮流计算之前，需要对系统潮流进行绘画等值电路，然后计算每个元件的 参数，和每条支路的功率，并还要画出其经济分布功率的等值电路图。对该支路 附加电动势，以实现支路功率的经济分布效果，最后通过 matlab 软件对计算结 果进行仿真，并用仿真结果进行分析比较。 规划中的电力系统，通过潮流计算，可以检验所提出的网络规划方案能否满 足各种运行方式的要求，以便制定出既满足未来供电负荷增长的需求，又保证安 全稳定运行的网络规划方案。 参考文献 1 何仰赞等. 电力系统分析（上）.华中科技大学出版社.2002.1