MATLAB潮流計算仿真

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1、附錄A MATLAB程序 %本程序的功能是用牛頓——拉夫遜法進行潮流計算 % B1矩陣：1、支路首端號；2、末端號；3、支路阻抗；4、支路對地電納 % 5、支路的變比；6、支路首端處于K側(cè)為1，1側(cè)為0 % B2矩陣：1、該節(jié)點發(fā)電機功率；2、該節(jié)點負荷功率；3、節(jié)點電壓初始值 % 4、PV節(jié)點電壓V的給定值；5、節(jié)點所接的無功補償設(shè)備的容量 % 6、節(jié)點分類標(biāo)號 clear; n=10;%input(請輸入節(jié)點數(shù)：n=); nl=11;%input(請輸入支路數(shù)：nl=); isb=1;%input(請輸入平衡母線節(jié)點號

2、：isb=); pr=0.00001;%input(請輸入誤差精度：pr=); B1=[1 2 1.755e-2+4.155e-2i 0.26i 1 0; 1 4 3.159e-2+7.479e-2i 0.1215i 1 0; 1 6 3.159e-2+7.479e-2i 0.1215i 1 0; 2 3 3.68e-3+0.11135i 0 0.909 1; 4 5 3.68e-3+0.11135i 0 0.909 1; 4 6 2.808e-2+6.648e-2i 0.108i 1 0; 6 7 3.0865e-3+0.083

3、3i 0 0.909 1; 6 8 3.159e-2+7.479e-2i 0.1215i 1 0; 6 10 2.457e-2+5.817e-2i 0.0945i 1 0; 8 9 3.0865e-3+0.0833i 0 0.909 1; 8 10 2.808e-2+6.648e-2i 0.108i 1 0];%input(請輸入由支路參數(shù)形成的矩陣： B1=); B2=[0 0 1.05 1.05 0 1; 0 0 1 0 0 2; 0 0.6+0.3718i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0

4、.4+0.247i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.35+0.2169i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 0.5+0.3099i 1 0 0 2; 0.8 0 1.05 1.05 0 3];%input(請輸入各節(jié)點參數(shù)形成的矩陣： B2=); Y=zeros(n);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n);sida=zeros(1,n);S1=zeros(nl); %－－－－－－－修改部分－－－－－－－－－－－－ ym=0; SB=100;UB=220; %ym=

5、input(您輸入的參數(shù)是標(biāo)么值？（若不是則輸入一個不為零的數(shù)值）); if ym~=0 %SB=input(請輸入功率基準(zhǔn)值:SB=); %UB=input(請輸入電壓基準(zhǔn)值:UB=); YB=SB./UB./UB; BB1=B1; BB2=B2; for i=1:nl B1(i,3)=B1(i,3)*YB; B1(i,4)=B1(i,4)./YB; end disp(B1矩陣B1=); disp(B1) for i=1:n B2(i,1

6、)=B2(i,1)./SB; B2(i,2)=B2(i,2)./SB; B2(i,3)=B2(i,3)./UB; B2(i,4)=B2(i,4)./UB; B2(i,5)=B2(i,5)./SB; end disp(B2矩陣B2=); disp(B2) end % % %--------------------------------------------------- for i=1:nl %支路數(shù) if B1(i,

7、6)==0 %左節(jié)點處于低壓側(cè) p=B1(i,1);q=B1(i,2); else p=B1(i,2);q=B1(i,1); end Y(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i,3)*B1(i,5)); %非對角元 Y(q,p)=Y(p,q); Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)^2)+B1(i,4)./2; %對角元K側(cè) Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2;

8、 %對角元1側(cè) end %求導(dǎo)納矩陣 disp(導(dǎo)納矩陣 Y=); disp(Y) %---------------------------------------------------------- G=real(Y);B=imag(Y); %分解出導(dǎo)納陣的實部和虛部 for i=1:n %給定各節(jié)點初始電壓的實部和虛部 e(i)=real(B2(i,3)); f(i)=imag(B2(i,3)); V(i)=B2(i,4); %PV節(jié)

9、點電壓給定模值 end for i=1:n %給定各節(jié)點注入功率 S(i)=B2(i,1)-B2(i,2); %i節(jié)點注入功率SG-SL B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5); %i節(jié)點無功補償量 end %=================================================================== P=real(S);Q=imag(S); ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0; while IT2~=0

10、 IT2=0;a=a+1; for i=1:n if i~=isb %非平衡節(jié)點 C(i)=0;D(i)=0; for j1=1:n C(i)=C(i)+G(i,j1)*e(j1)-B(i,j1)*f(j1);%Σ(Gij*ej-Bij*fj) D(i)=D(i)+G(i,j1)*f(j1)+B(i,j1)*e(j1);%Σ(Gij*fj+Bij*ej) end

11、 P1=C(i)*e(i)+f(i)*D(i);%節(jié)點功率P計算eiΣ(Gij*ej-Bij*fj)+fiΣ(Gij*fj+Bij*ej) Q1=C(i)*f(i)-e(i)*D(i);%節(jié)點功率Q計算fiΣ(Gij*ej-Bij*fj)-eiΣ(Gij*fj+Bij*ej) %求P,Q V2=e(i)^2+f(i)^2; %電壓模平方 %========= 以下針對非PV節(jié)點來求取功率差及Jacobi矩陣元素 ========= if B2(

12、i,6)~=3 %非PV節(jié)點 DP=P(i)-P1; %節(jié)點有功功率差 DQ=Q(i)-Q1; %節(jié)點無功功率差 %=============== 以上為除平衡節(jié)點外其它節(jié)點的功率計算 ================= %================= 求取Jacobi矩陣 =================== for j1=1:n if j1~=

13、isb&j1~=i %非平衡節(jié)點&非對角元 X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i); % dP/de=-dQ/df X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i); % dP/df=dQ/de X3=X2; % X2=dp/df X3=dQ/de X4=-X1; % X1=dP/d

14、e X4=dQ/df p=2*i-1;q=2*j1-1; J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;m=p+1; J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1; J(p,q)=X4;J(m,q)=X2; elseif j1==i&j1~=isb %非平衡節(jié)點&對角元 X1=-C(i

15、)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);% dP/de X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);% dP/df X3=D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i); % dQ/de X4=-C(i)+G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i);% dQ/df p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;%擴展列△Q

16、 m=p+1; J(m,q)=X1;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,N)=DP;%擴展列△P J(m,q)=X2; end end else %=============== 下面是針對PV節(jié)點來求取Jacobi矩陣的元素 =========== DP=P(i)-P1; %

17、PV節(jié)點有功誤差 DV=V(i)^2-V2; % PV節(jié)點電壓誤差 for j1=1:n if j1~=isb&j1~=i %非平衡節(jié)點&非對角元 X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i); % dP/de X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i); % dP/df

18、 X5=0;X6=0; p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV; m=p+1; J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6; J(m,q)=X2; elseif j1==i&j1~=isb %非平衡節(jié)點&對角元

19、 X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);% dP/de X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);% dP/df X5=-2*e(i); X6=-2*f(i); p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV; m=p+1; J

20、(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6; J(m,q)=X2; end end end end end %========= 以上為求雅可比矩陣的各個元素 ===================== for k=3:N0 % N0=2*n （從第三行開始，第一、二行是平衡節(jié)點） k1=k+1;N1=N;

21、 % N=N0+1 即 N=2*n+1擴展列△P、△Q for k2=k1:N1 % 擴展列△P、△Q J(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k); % 非對角元規(guī)格化 end J(k,k)=1; % 對角元規(guī)格化 if k~=3 % 不是第三行 %=============================

22、=============================== k4=k-1; for k3=3:k4 % 用k3行從第三行開始到當(dāng)前行前的k4行消去 for k2=k1:N1 % k3行后各行下三角元素 J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去運算 end J(k3,k)=0; end

23、 if k==N0 break; end %========================================== for k3=k1:N0 for k2=k1:N1 J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去運算 end J(k3,k)=0; end

24、 else for k3=k1:N0 for k2=k1:N1 J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去運算 end J(k3,k)=0; end end end %====上面是用線性變換方式將Jacobi矩陣化成單位矩陣===== for k=3:2:N0-1

25、 L=(k+1)./2; e(L)=e(L)-J(k,N); %修改節(jié)點電壓實部 k1=k+1; f(L)=f(L)-J(k1,N); %修改節(jié)點電壓虛部 end %------修改節(jié)點電壓----------- for k=3:N0 DET=abs(J(k,N)); if DET>=pr %電壓偏差量是否滿足要求 IT2=IT2+1; %不滿足要求的節(jié)點數(shù)加1 end

26、 end ICT2(a)=IT2; ICT1=ICT1+1; end %用高斯消去法解"w=-J*V" disp(迭代次數(shù)：); disp(ICT1); disp(沒有達到精度要求的個數(shù)：); disp(ICT2); for k=1:n V(k)=sqrt(e(k)^2+f(k)^2); sida(k)=atan(f(k)./e(k))*180./pi; E(k)=e(k)+f(k)*j; end %=============== 計算各輸出量 =========================== dis

27、p(各節(jié)點的實際電壓標(biāo)幺值E為(節(jié)點號從小到大排列)：); disp(E); EE=E*UB; disp(EE); disp(-----------------------------------------------------); disp(各節(jié)點的電壓大小V為(節(jié)點號從小到大排列)：); disp(V); VV=V*UB; disp(VV); disp(-----------------------------------------------------); disp(各節(jié)點的電壓相角sida為(節(jié)點號從小到大排列)：); disp(sida); for p

28、=1:n C(p)=0; for q=1:n C(p)=C(p)+conj(Y(p,q))*conj(E(q)); end S(p)=E(p)*C(p); end disp(各節(jié)點的功率S為(節(jié)點號從小到大排列)：); disp(S); disp(~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~); SS=S*SB; disp(SS); disp(-----------------------------------------------------); disp(各條支路的首端功率Si為(順序

29、同您輸入B1時一致)：); for i=1:nl p=B1(i,1);q=B1(i,2); if B1(i,6)==0 Si(p,q)=E(p)*(conj(E(p))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(p)*B1(i,5))-conj(E(q)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5)))); Siz(i)=Si(p,q); else Si(p,q)=E(p)*(conj(E(p))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(p

30、)./B1(i,5))-conj(E(q)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5)))); Siz(i)=Si(p,q); end disp(Si(p,q)); SSi(p,q)=Si(p,q)*SB; ZF=[S(,num2str(p),,,num2str(q),)=,num2str(SSi(p,q))]; disp(ZF); %disp(SSi(p,q)); disp(-----------------------------------------------------

31、); end disp(各條支路的末端功率Sj為(順序同您輸入B1時一致)：); for i=1:nl p=B1(i,1);q=B1(i,2); if B1(i,6)==0 Sj(q,p)=E(q)*(conj(E(q))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(q)./B1(i,5))-conj(E(p)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5)))); Sjy(i)=Sj(q,p); else Sj(q,p)=E(q)*(conj(E(q))*conj(B1(i,4)./2)+(conj

32、(E(q)*B1(i,5))-conj(E(p)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5)))); Sjy(i)=Sj(q,p); end disp(Sj(q,p)); SSj(q,p)=Sj(q,p)*SB; ZF=[S(,num2str(q),,,num2str(p),)=,num2str(SSj(q,p))]; disp(ZF); %disp(SSj(q,p)); disp(-----------------------------------------------------); e

33、nd disp(各條支路的功率損耗DS為(順序同您輸入B1時一致)：); for i=1:nl p=B1(i,1);q=B1(i,2); DS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p); disp(DS(i)); DDS(i)=DS(i)*SB; ZF=[DS(,num2str(p),,,num2str(q),)=,num2str(DDS(i))]; disp(ZF); %disp(DDS(i)); disp(-----------------------------------------------------); end figure(1); subplot(2,2,1); plot(V); xlabel(節(jié)點號);ylabel(電壓標(biāo)幺值); grid on; subplot(2,2,2); plot(sida); xlabel(節(jié)點號);ylabel(電壓角度); grid on; subplot(2,2,3); bar(real(S)); ylabel(節(jié)點注入有功); grid on; subplot(2,2,4); bar(Siz); ylabel(支路首端無功); grid on;