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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備的容量
% 6、節(jié)點分類標號
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(請輸入功率基準值:SB=);
%UB=input(請輸入電壓基準值: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
%求導納矩陣
disp(導納矩陣 Y=);
disp(Y)
%----------------------------------------------------------
G=real(Y);B=imag(Y); %分解出導納陣的實部和虛部
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;
MATLAB潮流計算仿真
