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课程设计指导书 题目： 基于MATLAB的电力系统潮流计算 学 院 电气工程学院 专 业 电 班 级 指导人数 指导老师：  一、课题的内容和要求： Newton法求解潮流方程。通过本次设计，理解和掌握现代电力系统潮流计算的内容和方法，从而具备分析和计算系统动态稳定和静态稳定的基础。 设计要求： 用Matlab语言编一个潮流计算程序并调试通过。所编制的潮流程序应满足如下几点要求： 计算方法可靠，收敛性好；占用较少的计算机内存；计算速度高。 分别算出IEEE4节点系统及IEEE30节点系统算例的结果。 课程设计报告要求： 说明潮流计算的原理。 附上程序框图及每一框图的详细功能说明。 附上算例的潮流计算结果。 附上计算程序。 二、设计的n个节点的电力系统，根据电路理论，我们可以列出节点电流方程为： （1） 这里,代表节点导纳矩阵第i行第j列的元素,为节点j电压,为节点i的注入电流。 将 代入（1）式并整理为： （2） 令：代入（2）式并左、右取共轭得： （3） 分开虚、实部，注意到：,可得极坐标形式的节点功率方程如下： （4） 其中：。 这里值得指出的是，Pi和Qi是节点注入功率，一般情况下它等于： i=1,2…,n (5) 式中：PGi，PLi和 QGi ，QLi分别代表发电机及负荷的有功功率和无功功率。 当节点注入功率Pi ，Qi给定时，节点功率方程（4）共有2n个方程，理论上恰好可以求解出2n个变量，即Vi 和δi (i=1,2,…,n)。但考虑到电力系统运行的特点，潮流计算并不直接求解上述2n个方程，而是将节点分成三种类型，定出各自的已知量和待求量，再统一进行求解。这三种节点类型分别为： 1）平衡节点： 在潮流计算中只设一个平衡节点s，即它的电压幅值为给定值，相位为零度，即该节点的电压方向作为参考方向。平衡节点的待求量是节点注入和，实际上，整个系统的功率平衡是由这一节点完成的。 2）. PQ节点： 潮流计算中有大量的这一类节点，即它的节点功率给定，待求量为Vi，δi。只要可以给定功率的发电厂或负荷节点，均可处理为PQ节点。 3）. PV节点： 在实际电力系统中PV节点对应于有一定无功功率储备的发电厂电压母线和有无功补偿设备的变电站母线。这类节点的给定量为有功Pi和电压幅值Vi ，待求量为电压相角δi 和节点无功Qi 。 2． 用Newton法解潮流方程 假定将节点功率方程（4）表示为： f(x) = 0 (6) 则： 其Newton修正方程为： （7） （8） 称Jacobian矩阵，它的元素可由下式计算： 将修正方程写成矩阵形式为： （9） 应该注意到：（9）式中平衡节点以及PV节点的无功不平衡量（即分量）所对应的行和列全为零（主对角元素除外），但为了方便编写程序，我们仍利用（9）式的形式，此时应作如下变动： 假设节点2为PV节点，可得： 同理：若假定节点2为平衡节点，则有如下结构： 作为一般情况，则应同时考虑PV节点和平衡节点的情况形成修正方程。 3.潮流计算的框图 如下框图表示了潮流计算的一般步骤: 4．数据文件的结构 为了计算电力系统潮流，我们必须将待计算系统的网络参数（即：线路、变压器和接地支路参数）及运行参数（即：各节点注入功率、节点数量、平衡节点位置、PV节点的状）输入计算机。通常，这些参数以文本的格式存储在计算机的磁盘里，它们按如下格式排列： 节点数，平衡节点，平衡节点电压，计算精度 0 线路参数 格式 序号,节点i,节点j，r，x，b/2 0 变压器参数 格式 序号,节点i,节点j，r，x，k0 0 接地支路参数 格式 序号，节点I，Gi，Bi 0 节点功率数据 格式 序号,节点i，PGi,QGi,PDi ,QDi 0 PV节点数据 格式 序号,节点i,电压Vi， 0 对于如图4节点电力系统，