【《基于MATLAB的潮流计算案例》3400字】

1111基于MATLAB的潮流计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u237511.1MATLAB软件介绍 1127241.1.1软件介绍 134731.1.2MATLAB的主要优势特点 2259161.2基于MATLAB的IEEE14节点系统的潮流计算 3113651.2.1数据的输入 532691.2.2基于MATLAB的电力系统潮流计算 7294701.2.3数据分析 111.1MATLAB软件介绍1.1.1软件介绍MATLAB是矩阵和实验室这两个术语形成的词汇进行合并的，其中的意思主要表现为一个矩阵化的工厂（即称为矩阵实验室）。这是由美国一家专门为现代人们开发的数学计算软件研制和发布的一个便捷、高效、绿色的计算工作环境，是一款能够面对全新的科学计算，且可实现图像显示与实现人机交互作用处理方式的编程而设计的软件。它在一些方便人们使用的窗口环境中集中地形成了许许多多较为强大的功能，例如对于系统中的数字结果进行分析，矩阵的计算，及一些对于系统的建模与仿真。它还被广泛应用于人类的科学技术研究和许多必须要执行有效的数值计算的科学，可以说为该技术领域提供了一份全面的处理方案，与这些语言相比，MATLAB使得现代的科学计算在一种脱离往日的非交互式编程语言的编辑模式上已经取得了相当大的发展和进步，这足以能够代表目前国际的科学计算软件水平很发展到了一个相当高的等级了。在目前市面上常用的有三大数学软件和，其中涉及到科学计算以及最能体现软件技术含量的软件便是MATLAB了。此软件的功能强大，用途也是十分广泛的，其可以执行矩阵运算，实现算法，为用户建立一个便于查看使用的窗口，以及利用一些不一样的编程语言将各段程序进行连接等。由于它拥有的这些强大功能，对此它一般会被应用于工程上的计算，以及信息处理及检测，同时还涉及到对于图像的处理及其他一些方面。当对MATLAB进行计算时，需要用到他的基础单位。而他的基础单位就是矩阵。他在计算的过程中用到的指令表达式和一般的数学计算方法类似。所以这款软件在计算的过程中有着天然的优势，对比其他语言效率能够提高很多。当然MATLAB的优势不仅仅是这一点，它同样包含了这一软件的语言的优势。使得它的兼容性变得，同时在新的版本中它还加入对等一些语言的编写。因此MATLAB相比于其他软件在计算领域可以说是独一无二的。1.1.2MATLAB的主要优势特点MATLAB利用其相当厉害对于一些数值的有效计算以及对于某些符号进行有效的计算，从而使得使用者在使用时可以尽量减少对于那些较为繁琐的数学运算进行分析；该系统进行数学运算分析的主要功能包括图形处理和编程的可视化以及具备实现计算结果的特性；MATLAB在自然语言是上比较贴合于数学的表达的，其用户界面也较为友好，使用者在学习过程轻松且易懂。这款计算软件拥有一个范围较大的应用工具栏，主要包括信号处理和通信应用工具栏等等，使用该软件的用户能够通过此软件获得便捷的处理工具。（1）强大的科学计算机数据处理能力MATLAB就是一个由许多元素并包含众多类型计算器和算法的一个整体。其中还具具备600多项的各种数学计算处理功能，可轻松快速执行各类企业用户日常需要的各种数学计算处理功能。此过程中使用的算法是科学研究和数学工程领域最新研究的结果，并已以多种方式被广泛应用于各种数据优化和容错的数据处理中。一般来说，它们都已经可以被广泛应用于用来替代第几的传统编程脚本语言，例如基于java和c++语言。在同样的软件计算方式要求下，利用MATLAB方法进行软件时编程的计算工作量会得到很大幅度的降低。这些创新功能将MATLAB从简单的作为基础的子任务模式引入扩展至复杂的任务，如矩阵数学，特征向量和傅立叶快速转换。（2）出色的图形处理功能MATLAB自成立以来，就已经发展具有方便的图形数据库和可视化处理功能，它不仅可以用图形的形式来显示矢量和矩阵，同时还甚至可以用来标记和进行打印。其中高级图像绘图处理技术主要应用包括2D和3D的图像可视化，以及各种类型图像图形处理，动画和各种视觉表情等的绘图。新版本的MATLAB不仅增强而且还更好地扩展完善了图形处理的所有功能，不但大大提高了常规的图形数据分析可视化处理软件的功能。同时也拥有一些其他软件所不具备的功能（比如图像灯光处理，色度处理和四维数据性能等）。并且MATLAB也向使用者呈现了其卓越的处理技术。同时，Matlab在某些具体的可视化需求（比如图形对话）中也具备类似的功能，以便于确保不同层次的用户满足需求。1.2基于MATLAB的IEEE14节点系统的潮流计算以IEEE14节点系统为例，系统接线如图4-1所示图4-1IEEE14节点系统图IEEE14节点数据如下表：表4-1线路数据支路号首末端节点号支路电阻支路电抗对地电纳/2额定电流11~20.019380.059170.026403.4222~30.046990.197970.021901.7132~40.058110.176320.018701.7141~50.054030.223040.024601.7152~50.056950.173880.017001.7163~40.067010.171030.017301.7174~50.013350.042110.006401.7187~800.1761500.5097~900.1100100.65109~100.031810.0845000.50116~110.094980.1989000.50126~120.122910.1558100.50136~130.066150.1302700.50149~140.127110.2703800.501510~110.082050.1970700.501612~130.220920.1998800.501713~140.170930.3480200.50表4-2变压器支路数据支路号首末端节点号电阻电抗变比变比上限变比下限额定电流14~70.00.209120.9781.100.900.6524~90.00.556180.9691.100.900.4035~60.00.252020.9321.100.900.65表4-3节点数据节点号电压幅值电压相角发电机有功发电机无功负荷有功负荷无功11.06000.00002.3284-0.14900.00000.000021.0450-1.99320.40000.49040.21700.127031.0100-12.75620.00000.27440.94200.190041.0119-10.21910.00000.00000.4780-0.039051.0158-8.77180.00000.00000.07600.016061.0700-11.63730.00000.29600.11200.075071.0400-13.15910.00000.00000.00000.000081.0900-13.15910.00000.30920.00000.000091.0128-11.73850.00000.00000.29500.1660101.0152-15.00160.00000.00000.09000.0580111.0386-11.72730.00000.00000.03500.0180121.0543-15.20250.00000.00000.06100.0160131.0433-15.39410.00000.00000.13500.0580141.0080-16.07500.00000.00000.14900.0500表4-4发电机经济参数及出力限值节点号abc有功上限有功下限无功上限无功下限163.00200.0010.12.0-0.32350.0175.000.50.21.0-0.231250.0100.000.80.150.8-0.156166.8325.000.450.10.6-0.158500.0300.000.450.10.5-0.1表4-5并联电容数据节点号电纳（标幺值）可调上限分段步长90.190.500.101.2.1数据的输入在牛顿拉夫逊法潮流计算中，需要输入的原始数据包括两个主要部分，分别是：接地支路参数（接地支路，变压器支路）所形成的矩阵B1；各节点参数（母线）所形成的矩阵B2。（1）节点数据IEEE14节点的原始数据在矩阵中的输入格式描述如下，且在矩阵中也将各个节点进行了分类，其中1表示平衡节点，2表示PQ节点，3表示PV节点，节点编号的基本原则是将平衡节点放到第一行，PV和PQ节点的顺序不需要做任何要求，程序会自动检索；补偿导纳是指无功补偿设备。节点编号发电机功率节点负荷功率电压值补偿导纳节点类型（平衡节点１，ＰＱ节点２，ＰＶ节点３）B2=[ 1001.06000120.4+0.4904i0.2170+0.1270i1.04500330.2744i0.9420+0.1900i1.010003400.4780-0.0390i102500.0760+0.0160i10260.2960i0.1120+0.0750i1.07000370010280.3092i01.090003900.2950+0.1660i10.1921000.0900+0.0580i1021100.0350+0.0180i1021200.0610+0.0160i1021300.1350+0.0580i1021400.1490+0.0500i102]；（2）支路数据对于IEEE14节点的支路数据其中包括各节点间的支路数据及各节点间的变压器支路数据，在牛顿拉夫逊算法中其原始数据的格式主要在矩阵中表示如下；且在这些原始数据中，变比是首端节点和末端节点之比，变压器标识0表示普通支路，1表示变压器支路，程序自动将普通支路当作变比为1的变压器支路处理。首端节点编号末端节点编号支路阻抗支路对地导纳变比B1=[120.01938+0.05917i0.0264*2i1230.04699+0.19797i0.0219*2i1240.05811+0.17632i0.01870*2i1150.05403+0.22304i0.02460*2i1250.05695+0.17388i0.01700*2i1340.06701+0.17103i0.01730*2i1450.01335i+0.04211i0.00640*2i1780.17615i01790.11001i019100.03181+0.08450i016110.09498+0.19890i016120.12291+0.15581i01630.06615+0.13027i019140.12711+0.27038i0110110.08205+0.19207i0112130.22092+0.19988i0113140.17093+0.34802i01470.20912i00.978490.55618i00.969560.25202i00.932]；1.2.2基于MATLAB的电力系统潮流计算用Matlab软件对上述电力系统进行牛顿-拉夫逊法潮流计算，程序见附录。Matlab对各原始数据所生成的潮流计算报表如下：表4-6迭代次数及最大不平衡量迭代次数最大不平衡量00.92193542622218110.03913237605816320.00322842427263730.00013767145708840.000007804641495表4-7各条支路的功率Sij②①-1.525390324109451+0.276565028899946i⑤①-0.727972290570704+0.025803196670002i①②1.568339137740280-0.203928462721608i③②-0.708645349877616+0.015830341705075i④②-0.544542852569741+0.033926329464316i⑤②-0.406208827053139-0.016342031475586i②③0.731844858801540+0.035654209785547i④③0.237069139592673-0.054205495487160i②④0.561308891101417-0.022878046485527i③④-0.233354644793833+0.028087807059963i⑤④0.616586051783057-0.153754297338646i⑦④-0.280321791336237+0.111073673602175i⑨④-0.160584654044914+0.016197466367075i①⑤0.755616691028478+0.035067783656806i②⑤0.415236570568228+0.007645485703678i④⑤-0.611432711103956+0.156706976161949i⑥⑤-0.441595086703843-0.083821046410445i⑤⑥0.441595086703843+0.128293185572112iEQ\o\ac(○,11)⑥-0.072089409935335-0.033938377378836iEQ\o\ac(○,12)⑥-0.089134687170622-0.018385904505556iEQ\o\ac(○,13)⑥-0.164976487866138-0.072159768458192i④⑦0.280321791336237-0.094214503447949i⑧⑦-0.000000000000001+0.173574421638427i⑨⑦-0.280321811543501-0.050039931868071i⑦⑧0.000000000000001-0.169107574348578i④⑨0.160584654044914-0.003213278586383i⑦⑨0.280321811543501+0.058033933169415i⑩⑨-0.053030229348927-0.042341724324605iEQ\o\ac(○,14)⑨-0.091606534224731-0.034740920350920i⑨⑩0.053162761731829+0.042693782996570iEQ\o\ac(○,11)⑩0.037089431368850+0.015938382662448i⑥EQ\o\ac(○,11)0.072629040722627+0.035068431743886i⑩EQ\o\ac(○,11)-0.036969769705058-0.015658267906024i⑥EQ\o\ac(○,12)0.090046144089316+0.019541336142539iEQ\o\ac(○,13)EQ\o\ac(○,12)-0.027977003482691-0.002243237480161i⑥EQ\o\ac(○,13)0.166919924222163+0.075987001324396iEQ\o\ac(○,12)EQ\