电力系统计算报告

1、下载可编辑电力系统计算报告院（系）电气工程及自动化授课教师胡林献姓名张远实学号13S106052.专业 .整理 .下载可编辑P-Q 分解潮流法简述 P-Q分解潮流法的基本原理、 计算过程、计算框图。用 C语言编制 P-Q 分解法潮流程序，并用电科院 6 机 22 节点系统加以验证。要求采用稀疏技术、因子表技术和节点优化技术， 并考虑负荷静态特性。P-Q分解潮流法的基本原理：P-Q 分解法即是基于采用极坐标形式表示的牛顿法，其根据电力系统实际运行状态的线路参数 R/X 通常很小的情况，对求解修正量的修正方程系数矩阵加以简化，使其变为常数阵( 即所谓的等斜率 ) ，且 P 、Q 迭代解耦。这样可减

2、少每次迭代的计算时间，提高计算速度，又不影响最终结果，因此是通常选用的一种方法。但在低电压配电网中，当线路R/X比值很大时，可能出现不收敛情况，此时应考虑更换其它方法。计算过程：1、 形成有功迭代和无功迭代的简化雅克比矩阵B' 和 B''2、 给定 PQ节点的初值和各节点电压相角初值nPi (k)/ Vi (k)3、 作有功迭代PiPisPiPis ViV j (Gij cos ijBij sin ij ) ，计算，解修j 1(k1)(k)(k)，得各节点电压相角的修正值。正方程 iii4、 作无功迭代QiQisQiQisVinV j (Gij sin ijQi(k)/

3、 Vi(k)，Bij cos ij ) 计算，解j 1修正方程 V i (k1)V i(k)V i(k)，得各节点电压幅值的修正量。5、 返回第三步，继续迭代到满足要求为止。计算框图流程：.专业 .整理 .下载可编辑输入原始数据形成矩阵 B' 及 B'' 并进行三角分解设 PQ 节点电压初值，各节点电压相角初值制迭代计数 k=0KP1,KQ1用公式计算不平衡功率Pi(k)，计算Pi (k) / Vi (k)YmaxPi(k) P ?置 K p 0解修正方程求i(k)K Q0?Y(k1)(k)(k)iii置KQ1用公式计算不平衡功率Qi(k) ，计算Qi(k) / Vi

4、(k)max Qi(k) Q ?置KQ 0Yi(k)K P0?解修正方程求VYVi (k1)Vi (k)Vi (k)置KP1k1k计算平衡节点功率及全部线路输出.专业 .整理 .下载可编辑算例描述用电科院6 机 22 节点算例进行验证，详细参数和网络拓扑图如下所示表 1线路参数支路号首末端节点号支路电阻支路电抗对地电纳 /217-80.01060.07400.027-90.01470.10400.038-90.00340.01310.049-220.05590.21800.1954512-130.002450.02551.395614-190.00340.02000.0716-190.0578

5、0.21800.1887816-200.01630.06620.2353916-210.03740.17800.1641016-180.00330.03330.01119-210.01140.03700.01220-220.02140.08590.30081321-220.01500.06070.2198148-220.05370.19000.16531511-120.00330.03431.08797表 2变压器支路数据支路号首末端节点号电阻电抗变比17-10.00.01501.05029-20.00.02171.075322-30.00.01241.100419-40.00.06401.0

6、25518-50.00.03751.050617-60.00.03371.000710-90.0-0.0021.000811-100.00.01801.000915-120.00.01801.0001017-130.00.01001.0001115-140.0-0.0021.0001216-170.00.00101.027表 3并联电容器数据节点号电纳12-1.3665160.5017611-1.366512-1.3665.专业 .整理 .下载可编辑表 4母线功率数据母线号发电机输出有功发电机输出无功负荷有功负荷无功15.96311.73550.000.00263.20.000.0033.14

7、.60.000.0000.0054.33.340.000.006-0.011.00.000.0070.000.000.000.0080.000.002.871.4490.000.003.762.21100.000.000.000.00110.000.000.000.00120.000.000.000.00130.000.000.000.00140.000.000.000.00150.000.000.000.00160.000.005.02.9170.000.000.000.00180.000.004.32.6190.000.000.8640.662200.000.000.7

8、190.474210.000.000.70.5220.000.002.2651.69表 5 无功可调母线数据母线号电压幅值（标幺值）无功下限值无功上限制11.0-51031.0-5561.0-56表 6发电机参数母线号暂态电抗转子惯性时阻尼系数发电机有功 发电机有功间常数出力下限出力上限10.0150140.820.00316.520.038230.000.001.26.630.039679.500.001.58.2540.121015.680.0048039.200.001.025.6160.19762.620.000.21.1.专业 .整理 .下载可编辑图 1 电科院

9、6 机 22 节点系统图计算结果IVCAPLQLPGQG1 1.00000 0.00000 0.00000 0.00000 5.96312 1.735492 0.97384 -11.311893 0.00000 0.00000 6.00000 3.200003 1.00000 -27.459057 0.00000 0.00000 3.10000 3.147314 1.02190 -25.168610 0.00000 0.00000 1.60000 0.700005 1.04392 -28.205656 0.00000 0.00000 4.30000 3.340006 1.00000 -37.5

10、66566 0.00000 0.00000 -0.01000 0.916647 1.02697 -5.247170 0.00000 0.00000 0.00000 0.000008 0.96847 -19.788813 -2.87000 -1.44000 0.00000 0.000009 0.98081 -19.738201 -3.76000 -2.21000 0.00000 0.0000010 0.97985 -19.304344 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000011 0.99050 -23.173771 0.00000 0.00000 0.00000 0.00

11、00012 0.99359 -30.499034 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000013 0.98198 -35.528090 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000014 1.00020 -30.695861 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000015 1.00103 -30.720282 0.00000 0.00000 0.00000 0.0000016 0.99308 -27.750976 -5.00000 -2.90000 0.00000 0.0000017 0.96911 -37.546641 0.00000

12、0.00000 0.00000 0.00000.专业 .整理 .下载可编辑18 0.98360 -37.696751 -4.30000 -2.60000 0.00000 0.0000019 1.00776 -31.018334 -0.86400 -0.66200 0.00000 0.0000020 1.01475 -35.674534 -0.71900 -0.47400 0.00000 0.0000021 1.101546 -32.104404 -0.70000 -0.50000 0.00000 0.0000022 1.05792 -29.749725 -2.26500 -1.69000 0.

13、00000 0.00000I J PIJ QIJPJIQJI1 7 5.963121.73549 -5.96312 -1.156932 9 6.000003.20000 -6.00000 -2.141953 22 3.10000 3.14731 -3.10000 -2.905314 19 1.60000 0.70000 -1.60000 -0.513085 18 4.30000 3.34000 -4.30000 -2.319866 17 -0.01000 0.91664 0.01000 -0.888337 8 3.48120 0.74380 -3.35384 0.145337 9 2.4819

14、1 0.41314 -2.39368 0.211128 9 -0.28186 -0.83922 0.28470 0.850168 22 0.76571 -0.74611 -0.71214 0.595619 10 3.63860 -0.48476 -3.63860 0.456749 22 0.71038 -0.64457 -0.66894 0.3995110 113.63860-0.45674-3.638600.7088611 123.38055-2.04951-3.59392-1.1859912 133.38055-1.10216-3.35200-1.3230612 150.21337-0.4

15、0993-0.213370.4138313 173.352001.32306 -3.35200 -1.1883914 15-0.21337 0.413390.21337 -0.4138314 190.21337-0.41339-0.212640.4177216 17-3.34200 -2.06023 3.342002.0767116 180.000270.28284 -0.00000 -0.2801416 19-0.51158 -0.08567 0.52751-0.2319916 20-0.59323 -0.39926 0.59959-0.0495816 21-0.55346 -0.14284

16、 0.56509-0.1326619 210.42113-0.33465-0.417880.3451920 22-1.31859 -0.42442 1.35499-0.0758421 22-0.84721 -0.71254 0.861080.29604源程序#include "math.h"#include "stdio.h"#define NS2000/ 最大节点数#define NS2NS*2#define NS41000/NS4 、 NS必须大于 2*zls 。.专业 .整理 .下载可编辑#define ZS3000/ 最大支路数#define Z

17、S2ZS*2#define DKS200/ 最大电抗器数#define N2ZS*4#define N3ZS*8+NS*4FILE *fp1, *fp2;char inname12, outname12;/ fp1 输入数据文件指针 fp2 输出文件指针/inname 输入数据文件名outname 输出数据文件名int n, zls, nb, mdk, mpj, bnsopton, it1, dsd, kk2, nzls;/节点总数 n( 包括联络节点 )支路数 ( 回路数 )zls节点数 nb( 发电机和负荷 )/接地电抗数 mdk 精度 eps平衡节点号 mpj/节点优化 ( 标志 )bn

18、sopton(=0节点不优化， !=0 节点优化 )/最大迭代次数 it1 最低电压或最大功率误差节点号dsd/ 负荷静特性标志 (=0 考虑负荷静特性 )/ 支路数 ( 双回线算一条支路 )int izlZS, jzlZS, idkDKS, ydsNS, ydzNS, iyZS2;/izl,jzl,idk:分别存放左、右节点号和电抗器节点号。/ yds 存放各行非零非对角元素的个数。/ ydzi 是第 i 行第一个非零非对角元素的首地址，/ 即在所有非零非对角元素中的次序号/ iy存放列足码。int nnewNS4, oldNS, nobNS, nobtNS;/nnew,old存放的是新、旧

19、节点号。/nnewi中为 i 对应的新号/nob 存放的是节点号。nobt存放的是节点类型, 0: pq节点 , -1: pv节点。double eps, dsm, vmin, dph, dqh, af3;/ eps 迭代收敛精度， dsm最大功率误差/ vmin: 系统最低电压值。 dph,dqh: 系统有、无功损耗。/ af0 和 af1 分别是负荷有功功率、无功功率静态特性系数。double v00;/ v00:系统平均电压ci,cj分别作为节点i,j的电压相角的临时存储单元。double zrZS, zxZS, zykZS, dkkDKS, giiNS, biiNS, ygZS2, y

20、bZS2; double pgNS, qgNS, plNS, qlNS, v0NS, vNS, vaNS;/支路电阻 zr支路电抗 zx输电线路充电容纳 zyk(y0/2)/接地电抗 dkk对角元实部 gii对角元虚部/非对角元实部 yg非对角元虚部 yb/pg,qg,pl,ql:发电机，负荷功率实、虚部/ v 是电压幅值 ,va 是电压相角。double wNS2, kg3, bNS2;int newsortNS4;/newsorti存放 i 对应的老号.专业 .整理 .下载可编辑void initial();void pqflow();void out();void dataio();vo

21、id bnsopt();void zlsort(int* nnew);void printo();void printy();void y2();void ya0();void yzb();void jdgl(int kq0);void bbhl(int kq0);void calc();int iabs(int a);void branch_output();void newval(double* aa);void printc(char aa, int n);/void printc();void iswap(int* m, int* n);/void iswap();/void swap

22、();void swap(double* m, double* n);void printf2(double* aa, double* bb, int n);void calc(int* iu, double* u, double* di, int* nfd, double* b);void printi(int* aa, int n);void printf1(double* aa, int n);int find(int k, int a, int* z);void yzb(int t, int* iu, double* u, double* di, int* nfd);int isgn(

23、int a, int b);void yy1();void y3();void newtoold();void node_output();/int pq_main(void)initial();/ 初始化pqflow();/pq潮流计算out();/ 输出节点和支路数据return 1;.专业 .整理 .下载可编辑int isgn(int a, int b)/*本函数功能返回值为a 的绝对值b 的符号*/ 参数 1 提供值，参数2 提供符号 /if (b < 0)if (a > 0)a = -a;return a;int find(int k, int a, int* z)/*本

24、函数查找a 中是否有fabs(k)有则返回 0，无则返回1*/ 参数 1 为待查找量，参数2 待搜索数组，参数3 返回 k 在 a 中的次序号 /int i;for (i = 1; i <= n; i +)if(iabs(k) = ai)*z = i;return 1;return 0;void oldtonew()/*本函数将输入数据中的节点号变成从1 开始的连续节点号*/int i, j, k, ii1, ii2, zls2, k1, k2, k3, k4, ip;zls2 = zls + zls;for (i = 1; i <= zls2; i +)newsorti = 0;

25、ii1 = 0;for (i = 1; i <= zls; i +).专业 .整理 .下载可编辑k = izli;if (!find(k, newsort, &ii2)ii1 +;newsortii1 = iabs(k);k = jzli;if (!find(k, newsort, &ii2)ii1 +;newsortii1 = iabs(k);for (i = 1; i <= ii1-1; i +)for (j = i+1; j <= ii1; j +)if (newsorti > newsortj)k = newsorti;newsorti = ne

26、wsortj;newsortj = k;for (i = 1; i <= zls; i +)k = izli;if (find(k, newsort, &ii2)izli = isgn(ii2, k);elseprintf("error!");k = jzli;if (find(k, newsort, &ii2)jzli = isgn(ii2, k);elseprintf("error!");printf("izl%d = %d, jzl%d = %dn", i, izli, i, jzli);for (i =

27、1; i <= nb; i +).专业 .整理 .下载可编辑for (j = 1; j <= n; j +)if (nobi = newsortj)nobi = j;break;printf("nob%d = %dn", i, nobi);for (j = 1; j <= n; j +)if (mpj = newsortj)mpj = j;break;/ 电抗器节点号转变for (j = 1; j <= mdk; j +)for (i = 1; i <= n; i +)if (idkj = newsorti)idkj = i;break;/hu

28、 2013-1-8printc('-', 58);fprintf(fp2, "nn*newsort*n");for (i = 1; i <= n; i +)fprintf(fp2, "%8d%8dn", i, newsorti);fprintf(fp2, "n*newsort*n");/ hu 2013-1-8void initial()/*本函数进行初始化工作*/.专业 .整理 .下载可编辑int i, k1;dataio();/输入原始数据oldtonew();/转化为新号if (bnsopton = 0)/

29、节点不优化，新节点号即为老节点号。for (i = 1; i <= n; i +)oldi = i;nnewi = i;elsebnsopt();/节点优化mpj = nnewmpj;/mpj:平衡节点zlsort(nnew);/ sort the r,x and bfor (i = 1; i <= mdk; i +)k1 = idki;idki = nnewk1;for (i = 1; i <= n; i +)vi = v00;vai = 0.0; /所有节点的电压幅值初值都为1.000(v00)，电压相角初值都为0 。/ exchange the node before

30、and after sort for (i = 1; i <= n; i +)ydsi = 0; / the immediate for (i = 1; i <= nb; i +)k1 = nnewnobi; ydsk1 = nobti;for (i = 1; i <= n; i +) nobti = ydsi;newval(pg);newval(qg);newval(pl);newval(ql);newval(v0);for (i = 1; i <= n; i +) / nobt is type of nodeif (nobti = -1)vi = v0i;/nob

31、is serials numbe/nobt = -1: pv节点， v0 存放的是最后一个节点数据，.专业 .整理 .下载可编辑/ 对于 pv 节点，即为该点应维持的电压值。/nobt = 0: pq节点， v0 存放的是最后一个节点数据，/ 对于 pq 节点，即为系统平均电压值。printo();/ 输出 af 、 v00 和节点排序后的支路、节点和/ 接地电抗数据 ( 仅仅查看中间结果 )ya0();/获得 yds 、 ydz 、列足码iy。 ( P407 )void printo()/*输出 af、 v00 和节点排序后的支路、节点和接地电抗数据*/int i;fprintf(fp2,

32、"n*AF AND V0 *n");fprintf(fp2, "n %7.3f%7.3f%7.3fn", af0, af1, v00);printc('-', 78);fprintf(fp2, "nn*ZLB*n");for (i = 1; i <= zls; i +)fprintf(fp2, "n");fprintf(fp2, "%8d%8d%8d%8d", izli, jzli, oldabs(izli), oldabs(jzli);fprintf(fp2, "

33、;%9.4f%9.4f%9.4f", zri, zxi, zyki);printc('-', 78);fprintf(fp2, "nn*BUS*n");for (i = 1; i <= nb; i +)fprintf(fp2, "n");fprintf(fp2, "%8d%8d%8d", nobi,oldnobi, nobti);fprintf(fp2,"%9.4f%9.4f%9.4f%9.4f%9.4f",pgi,qgi,pli,qli,v0i);printc('-'

34、;, 78);fprintf(fp2,"nn*DKK*n");for (i = 1; i <= mdk; i +)fprintf(fp2, "n");fprintf(fp2, "%8d%8d%7.4f", idki, oldidki, dkki);void dataio().专业 .整理 .下载可编辑/*系统数据初始化*/int i;af0 = 0.6;af1 = 2.0;/af0和 af1分别是负荷有功功率、无功功率静态特性系数。v00 = 1.000;/系统平均电压printf("nplease input the

35、 name of data filen");scanf("%s", inname);fp1 = fopen(inname, "r");printf("nplease output the name of data filen");scanf("%s", outname);fp2 = fopen(outname, "w");fscanf(fp1, "%d %d %d %d", &n, &zls, &nb, &mdk);/ the num

36、ber of node ,branches, nodefscanf(fp1, "%lf %d %d %d %d", &eps, &kk2, &mpj,&bnsopton, &it1);/precision, swing node,sort the node,iteration numbersfor (i = 1; i <= zls; i +)fscanf(fp1, "%d %d", &izli, &jzli);fscanf(fp1, "%lf %lf %lf ", &

37、;zri, &zxi, &zyki);for (i = 1; i <= nb; i +)fscanf(fp1, "%d %d", &nobi, &nobti);fscanf(fp1, "%lf %lf %lf %lf %lf", &pgi, &qgi, &pli,&qli, &v0i);for (i = 1; i <= mdk; i +)fscanf(fp1, "%d %lf", &idki, &dkki);fclose(fp1);vo

38、id pqflow()/*PQ分解法计算潮流*/int kq0, iu1N2, nfd1NS, iu2N2, nfd2NS;int i, t;.专业 .整理 .下载可编辑double u1N2, u2N2, di1NS, di2NS;yy1();yzb(0, iu1, u1, di1, nfd1); /form the B matrix of P-0 iterationy2();yzb(1, iu2, u2, di2, nfd2); /form the B matrix of Q-V iterationt = 0;kq0 = 0;kg0 = kg1 = 1;dojdgl(kq0); / cal

39、culating the powerbbhl(kq0); / find out the maxiif (kq0 = 0)printf("P: %dt%dt%fn", t, dsd, dsm);elseprintf("Q: %dt%dt%fn", t, dsd, dsm);if (fabs(dsm) > eps)kgkq0=1;if (kq0 = 0)calc(iu1, u1, di1, nfd1, b);if (kq0 = 1)calc(iu2, u2, di2, nfd2, b);for (i = 1; i <= n; i +)if(kq0

40、 = 0 )vai = vai - bi / v00;elsevi = vi - bi;elsekgkq0 = 0;if(kq0 = 0)kq0 = 1;elsekq0 = 0;t +;if(t > it1)break;while(fabs(dsm) > eps) | (kgkq0 != 0);.专业 .整理 .下载可编辑fprintf(fp2, "n%s%d", "times = ", t);void out()/*本函数输出节点和支路数据*/zlsort(old);/ recover the data if sorted/newtoold

41、();node_output(); / node databranch_output();/branch dataprintc('-', 78);printc('*', 78);fprintf(fp2, "n");void newval(double* aa)/*本函数将旧号换成新号*/int i, k1;for (i = 1; i <= n; i +)bi = 0.0;for (i = 1; i <= nb; i +)k1 = nnewnobi;bk1 = aai;for (i = 1; i <= n; i +)aai =

42、 bi;void yzb(int t, int* iu, double* u, double* di, int* nfd)/*本函数求因子表*/ 参数 1 为标志 (t=0求 B',t=1求 B'')/ 参数 2 因子表上三角矩阵非零非对角元素的列足码/ 参数 3 因子表上三角矩阵非零非对角元素的数值/ 参数 4 因子表上三角矩阵对角元素/ 参数 5 因子表上三角各行非零元素个数.专业 .整理 .下载可编辑int i, j, k, i1, i2;int jj, jj1, jj2, im, x, fdNS;double ai, bNS;nfd1 = 1;for (i =

43、1; i <= NS; i +)/hu 2013-1-9ui = 0.0;/hu 2013-1-9for (i = 1; i <= n; i +)/nobt存放的是节点类型, 0: pq节点 , -1: pv节点。if (t != 1) | (nobti != -1) && i != mpj) / <-|/|for (j = i + 1; j <= n; j +)/|bj = 0.0;/|bi = biii;/|if (kk2 = 0) && (t = 1) && (nobti != -1)/存在 (t = 1)的情况，不多余。bi = bi + af1 * qli / v0i / v0i;/af1i1 = ydzi;i2 = ydzi + 1 - 1;for (j = i1; j <