基于牛頓拉夫遜法潮流計算的matlab實驗報告(含源程序和結果)

1、基于牛頓拉夫遜法潮流計算的matlab實驗報告一、 實驗目的和要求1.學習掌握matlab的基本用法2.應用MATLAB語言編寫具有一定通用性的牛頓-拉夫遜法潮流計算程序。要求：（1）潮流計算方法為牛頓-拉夫遜法。（2）編程語言為MATLAB。（3）程序具有較強通用性。二、程序流程圖1.程序流程圖開始形成節(jié)點導納矩陣輸入原始數據，節(jié)點重新編號設節(jié)點電壓初值，i=1,2,n,is置迭代次數P=0置節(jié)點號i=1計算雅克比矩陣元素按公式計算節(jié)點的，節(jié)點的，求解修正方程式，得，雅克比矩陣是否已全部形成？節(jié)點編號逆回，算平衡節(jié)點及PV節(jié)點功率求，迭代次數P=P+1i=i+1？潮流計算完成計算各節(jié)點電壓的

2、新值： 3、 求解問題及其結果1. 求解問題：IEEE-美國新英格蘭10機39節(jié)點測試系統(tǒng)1）系統(tǒng)單線圖2）系統(tǒng)參數1）系統(tǒng)容量基準值為100MVA。2) 負荷數據見表D-1表D-1 負荷 數據節(jié)點號有功（MW）無功（Mvar）節(jié)點號有功（MW）無功（Mvar）BUS- 3BUS- 4BUS- 7BUS- 8BUS- 12BUS- 15BUS- 16BUS- 18BUS- 20322.0500.0233.8522.08.5320.0329.0158.0680.02.4184.084.0176.088.0153.032.330.0103.0BUS- 21BUS- 23BUS- 24BUS- 25

3、BUS- 26BUS- 27BUS- 28BUS- 29BUS- 39274.0247.5308.0224.0139.0281.0206.0283.51104.0115.084.6-92.247.217.075.527.626.93）發(fā)電機數據見表D-2表D-2 發(fā)電機數據 發(fā)電機節(jié)點號有功（MW）無功（Mvar）電壓（p.u.）PVPQPQPVPVPQPVPVPVBUS-30BUS-32BUS-33BUS-34BUS-35BUS-36BUS-37BUS-38BUS-39250.00650.00632.00508.00650.00560.00540.00830.001000.00175.901

4、03.3596.881.047501.012301.049301.027801.026501.03000平衡節(jié)點BUS-310.0(電壓幅角)1.0（幅值）4）線路參數見表D-3表D-3 線路參數序號節(jié)點I節(jié)點JR(p.u.)X(p.u.)B/2(p.u.)LN1LN2LN3LN4LN5LN6LN7LN8LN9LN10LN11LN12LN13LN14LN15LN16LN17LN18LN19LN20LN21LN22LN23LN24LN25LN26LN27LN28LN29LN30LN31LN32LN33LN34BUS-2BUS-39BUS-3BUS-25BUS-4BUS-18BUS-5BUS-14

5、BUS-6BUS-8BUS-7BUS-11BUS-8BUS-9BUS-39BUS-11BUS-13BUS-14BUS-15BUS-16BUS-17BUS-19BUS-21BUS-24BUS-18BUS-27BUS-22BUS-23BUS-24BUS-26BUS-27BUS-28BUS-29BUS-29BUS-1BUS-1BUS-2BUS-2BUS-3BUS-3BUS-4BUS-4BUS-5BUS-5BUS-6BUS-6BUS-7BUS-8BUS-9BUS-10BUS-10BUS-13BUS-14BUS-15BUS-16BUS-16BUS-16BUS-16BUS-17BUS-17BUS-21BU

6、S-22BUS-23BUS-25BUS-26BUS-26BUS-26BUS-280.003500.001000.001300.007000.001300.001100.000800.000800.000200.000800.000600.000700.000400.002300.001000.000400.000400.000900.001800.000900.000700.001600.000800.000300.000700.001300.000800.000600.002200.003200.001400.004300.005700.001400.041100.025000.015100

7、.008600.021300.013300.012800.012900.002600.011200.009200.008200.004600.036300.025000.004300.004300.010100.021700.009400.008900.019500.013500.005900.008200.017300.014000.009600.035000.032300.014700.047400.062500.015100.349350.37500.128600.073000.110700.106900.067100.069100.021700.073800.056500.069450

8、.039000.190200.600000.036450.036450.086150.183000.085500.067100.152000.127400.034000.065950.160800.128250.092300.180500.256500.119800.390100.514500.12450LN35: BUS-4接有并聯(lián)電容器，B41.0000LN36: BUS-5接有并聯(lián)電容器，B42.00005)變壓器參數見表D-4表D-4 變壓器參數序號節(jié)點I節(jié)點JR(p.u.)X(p.u.)變比(%)TR37TR38TR39TR40TR41TR42TR43TR44TR45TR46TR47

9、TR48BUS-11BUS-13BUS-30BUS-31BUS-32BUS-34BUS-33BUS-35BUS-36BUS-37BUS-38BUS-20BUS-12BUS-12BUS-2BUS-6BUS-10BUS-20BUS-19BUS-22BUS-23BUS-25BUS-29BUS-190.001600.001600.000000.000000.000000.000900.000700.000000.000500.000600.000800.000700.043500.043500.018100.025000.020000.018000.014200.014300.027200.02320

10、0.015600.01380100.6100.6102.5107.0107.0100.9107.0102.5100.0102.5102.5106.0%IEEE-美國新英格蘭10機39節(jié)點測試系統(tǒng) % 1 2 3 4 5 6 % bus volt angle p q typebus= 1 1.0000 0.00 0.00 0.00 1 2 1.0000 0.00 0.00 0.00 1 3 1.0000 0.00 -3.22 -0.024 1 4 1.0000 0.00 -5.00 -1.84 1 5 1.0000 0.00 0.00 0.00 1 6 1.0000 0.00 0.00 0.00

11、 1 7 1.0000 0.00 -2.338 -0.84 1 8 1.0000 0.00 -5.22 -1.76 1 9 1.0000 0.00 0.00 0.00 1 10 1.0000 0.00 0.00 0.00 1 11 1.0000 0.00 0.00 0.00 1 12 1.0000 0.00 -0.085 -0.88 1 13 1.0000 0.00 0.00 0.00 1 14 1.0000 0.00 0.00 0.00 1 15 1.0000 0.00 -3.20 -1.53 1 16 1.0000 0.00 -3.29 -0.323 1 17 1.0000 0.00 0.

12、00 0.00 1 18 1.0000 0.00 -1.58 -0.30 1 19 1.0000 0.00 0.00 0.00 1 20 1.0000 0.00 -6.80 -1.03 1 21 1.0000 0.00 -2.74 -1.15 1 22 1.0000 0.00 0.00 0.00 1 23 1.0000 0.00 -2.475 -1.15 1 24 1.0000 0.00 -3.08 -0.922 1 25 1.0000 0.00 -2.24 -0.472 1 26 1.0000 0.00 -1.39 -0.17 1 27 1.0000 0.00 -2.81 -0.755 1

13、28 1.0000 0.00 -2.06 -0.276 1 29 1.0000 0.00 -2.835 -0.269 1 30 1.0475 0.00 2.50 0.00 2 31 1.0000 0.00 0.00 0.00 3 32 1.0000 0.00 6.50 1.759 1 33 1.0000 0.00 6.32 1.0335 1 34 1.0123 0.00 5.08 0.00 2 35 1.0493 0.00 6.50 0.00 2 36 1.0000 0.00 5.60 0.9688 1 37 1.0278 0.00 5.40 0.00 2 38 1.0265 0.00 8.3

14、0 0.00 2 39 1.0300 0.00 -1.04 0.00 2; % 1 2 3 4 5 6 7% line: from bus to bus R, X, G, B/2 Kline= 2 10.00350 0.04110 0 0.34935 0; 39 10.00100 0.02500 0 0.37500 0; 3 20.00130 0.01510 0 0.12860 0; 25 20.00700 0.00860 0 0.07300 0; 4 30.00130 0.02130 0 0.11070 0; 18 30.00110 0.01330 0 0.10690 0; 5 40.000

15、80 0.01280 0 0.06710 0; 14 40.00080 0.01290 0 0.06910 0; 6 50.00020 0.00260 0 0.02170 0; 8 50.00080 0.01120 0 0.07380 0; 7 60.00060 0.00920 0 0.05650 0; 11 60.00070 0.00820 0 0.06945 0; 8 70.00040 0.00460 0 0.03900 0; 9 80.00230 0.03630 0 0.19020 0; 39 90.00100 0.02500 0 0.60000 0; 11 100.00040 0.00

16、430 0 0.03645 0; 13 100.00040 0.00430 0 0.03645 0; 14 130.00090 0.01010 0 0.08615 0; 15 140.00180 0.02170 0 0.18300 0; 16 150.00090 0.00940 0 0.08550 0; 17 160.00070 0.00890 0 0.06710 0; 19 160.00160 0.01950 0 0.15200 0; 21 160.00080 0.01350 0 0.12740 0; 24 160.00030 0.00590 0 0.03400 0; 18 170.0007

17、0 0.00820 0 0.06595 0; 27 170.00130 0.01730 0 0.16080 0; 22 210.00080 0.01400 0 0.12825 0; 23 220.00060 0.00960 0 0.09230 0; 24 230.00220 0.03500 0 0.18050 0; 26 250.00320 0.03230 0 0.25650 0; 27 260.00140 0.01470 0 0.11980 0; 28 260.00430 0.04740 0 0.39010 0; 29 260.00570 0.06250 0 0.51450 0; 29 28

18、0.00140 0.01510 0 0.12450 0; 4 0 0 0 0 1.0000 0; 5 0 0 0 0 2.0000 0; 11 120.00160 0.04350 0 0 100.60000/100; 13 120.00160 0.04350 0 0 100.60000/100; 30 20.00000 0.01810 0 0 102.50000/100 ; 31 60.00000 0.02500 0 0 107.00000/100 ; 32 100.00000 0.02000 0 0 107.00000/100 ; 34 200.00090 0.01800 0 0 100.9

19、0000/100 ; 33 190.00070 0.01420 0 0 107.00000/100 ; 35 220.00000 0.01430 0 0 102.50000/100 ; 36 230.00050 0.02720 0 0 100.00000/100 ; 37 250.00060 0.02320 0 0 102.50000/100 ; 38 290.00080 0.01560 0 0 102.50000/100 ; 20 190.00070 0.01380 0 0 106.00000/100 ;計算結果牛頓拉夫遜法潮流計算結果 節(jié)點計算結果： n節(jié)點 節(jié)點電壓 節(jié)點相角（角度） 節(jié)

20、點注入功率 1 1. -8. 0. + j 0. 2 1. -6. 0. + j 0. 3 1. -9. -3. + j -0. 4 1. -10. -5. + j -1. 5 1. -8. 0. + j 0. 6 1. -8. 0. + j 0. 7 1. -10. -2. + j -0. 8 1. -10. -5. + j -1. 9 1. -10. 0. + j 0.10 1. -6. 0. + j 0.11 1. -6. 0. + j 0.12 1. -6. -0. + j -0.13 1. -6. 0. + j 0.14 1. -8. 0. + j 0.15 1. -8. -3. +

21、 j -1.16 1. -7. -3. + j -0.17 1. -8. 0. + j 0.18 1. -8. -1. + j -0.19 1. -2. 0. + j 0.20 0. -3. -6. + j -1.21 1. -4. -2. + j -1.22 1. -0. 0. + j 0.23 1. -0. -2. + j -1.24 1. -6. -3. + j -0.25 1. -4. -2. + j -0.26 1. -6. -1. + j -0.27 1. -8. -2. + j -0.28 1. -2. -2. + j -0.29 1. 0. -2. + j -0.30 1. 1

22、. 6. + j 1.31 0. 2. 6. + j 1.32 1. 7. 5. + j 0.33 1. -3. 2. + j 1.34 1. 1. 5. + j 1.35 1. 4. 6. + j 2.36 1. 1. 5. + j -0.37 1. 7. 8. + j 0.38 1. -10. -1. + j -2.39 1. 0. 5. + j 1.線路計算結果：n節(jié)點I 節(jié)點J 線路功率S(I,J) 線路功率S(J,I) 線路損耗dS(I,J) 2 1 1. + j -0. -1. + j -0. 0. + j -0.39 1 6. + j -2. -6. + j 2. 0. + j

23、0. 3 2 -3. + j -0. 3. + j 0. 0. + j -0.25 2 2. + j -1. -2. + j 0. 0. + j -0. 4 3 -0. + j -0. 0. + j 0. 0. + j -0.18 3 0. + j -0. -0. + j 0. 0. + j -0. 5 4 1. + j 0. -1. + j -0. 0. + j -0.14 4 2. + j -0. -2. + j 0. 0. + j -0. 6 5 4. + j -0. -4. + j 0. 0. + j 0. 8 5 -3. + j -1. 3. + j 0. 0. + j -0. 7

24、6 -4. + j -0. 4. + j 1. 0. + j 0.11 6 3. + j -0. -3. + j 0. 0. + j -0. 8 7 -1. + j -0. 1. + j 0. 0. + j -0. 9 8 0. + j 0. -0. + j -0. 0. + j -0.39 9 7. + j -1. -7. + j 2. 0. + j 0.11 10 -3. + j -0. 3. + j 0. 0. + j -0.13 10 -3. + j -0. 3. + j 0. 0. + j -0.14 13 -2. + j -0. 2. + j 0. 0. + j -0.15 14

25、-0. + j -0. 0. + j 0. 0. + j -0.16 15 2. + j 0. -2. + j -0. 0. + j -0.17 16 -2. + j 0. 2. + j -1. 0. + j -0.19 16 4. + j 0. -4. + j -0. 0. + j 0.21 16 3. + j -0. -3. + j 0. 0. + j -0.24 16 0. + j -0. -0. + j 0. 0. + j -0.18 17 -1. + j 0. 1. + j -0. 0. + j -0.27 17 -0. + j 0. 0. + j -0. 0. + j -0.22

26、21 6. + j 1. -6. + j -0. 0. + j 0.23 22 -0. + j -1. 0. + j 0. 0. + j -0.24 23 -3. + j -0. 3. + j 0. 0. + j 0.26 25 -0. + j -0. 0. + j -0. 0. + j -0.27 26 -2. + j -0. 2. + j 0. 0. + j -0.28 26 1. + j -0. -1. + j -0. 0. + j -0.29 26 1. + j -0. -1. + j -0. 0. + j -0.29 28 3. + j -0. -3. + j 0. 0. + j -

27、0. 4 0 0. + j -1. 0. + j 0. 0. + j -1. 5 0 0. + j -2. 0. + j 0. 0. + j -2.11 12 0. + j 0. -0. + j -0. 0. + j 0.13 12 0. + j 0. -0. + j -0. 0. + j 0.30 2 7. + j -0. -7. + j 1. 0. + j 1.31 6 7. + j 1. -7. + j 0. 0. + j 1.32 10 12. + j 5. -12. + j -2. 0. + j 3.34 20 5. + j 1. -5. + j -1. 0. + j 0.33 19

28、 -1. + j 5. 1. + j -4. 0. + j 0.35 22 6. + j 2. -6. + j -1. 0. + j 0.36 23 1. + j -0. -1. + j 0. 0. + j 0.37 25 9. + j 0. -9. + j 1. 0. + j 2.38 29 -12. + j 2. 12. + j 0. 0. + j 2.20 19 -1. + j 0. 1. + j -0. 0. + j 0. 結果分析：此程序的運行結果和試驗程序給出的結果是一致的。說明程序無誤，但在精確度上有微小差異，這主要是和導納矩陣的精確度以及顯示精度有關。心得：本程序分模塊進行，先

29、是排序，再是求導納陣，然后求雅閣比，再進行迭代運算，程序本身很簡潔明了，運行的時候只需要在matlab里輸入main就行了，然后打開BUS和line所在的.m文件，結果就會自動存在result文件中了，通過編寫牛頓拉夫遜法matlab潮流計算程序復習了潮流計算的知識，也實現了計算機算法附錄：實驗源程序：Main函數：cleardfile,pathname=uigetfile(*.m,Select Data File);if pathname = 0 error( you must select a valid data file)else lfile =length(dfile); % str

30、ip off .m eval(dfile(1:lfile-2);end nb,mb=size(bus);nl,ml=size(line); % 計算bus和line矩陣的行數和列數 bus,line,nPQ,nPV,nodenum = Num(bus,line); % 對節(jié)點重新排序的子程序Y = y(bus,line) % 計算節(jié)點導納矩陣的子程序myf = fopen(Result.m,w);fprintf(myf,計算結果);fclose(myf); % 在當前目錄下生成“Result.m”文件，寫入節(jié)點導納矩陣 format long EPS = 1.0e-10; % 設定誤差精度fo

31、r t = 1:100 % 開始迭代計算，設定最大迭代次數為100，以便不收斂情況下及時跳出dP,dQ = dPQ(Y,bus,nPQ,nPV); % 計算功率偏差dP和dQ的子程序J = Jac(bus,Y,nPQ); % 計算雅克比矩陣的子程序UD = zeros(nPQ,nPQ);for i = 1:nPQUD(i,i) = bus(i,2); % 生成電壓對角矩陣 endenddAngU = JdP;dQ;dAng = dAngU(1:nb-1,1); % 計算相角修正量dU = UD*(dAngU(nb:nb+nPQ-1,1); % 計算電壓修正量bus(1:nPQ,2) = bus

32、(1:nPQ,2) - dU; % 修正電壓bus(1:nb-1,3) = bus(1:nb-1,3) - dAng; % 修正相角 if (max(abs(dU)EPS)&(max(abs(dAng)0 % 變壓器線路: Zt和Ym為折算到i側的值,K在j側Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+Yt/K/K;Y(I,J)=Y(I,J)-Yt/K;Y(J,I)=Y(I,J);endif K0 % 變壓器線路: Zt和Ym為折算到K側的值,K在i側Y(I,I)=Y(I,I)+Yt+Ym;Y(J,J)=Y(J,J)+K*K*Yt;Y(I,J)=Y(I,J)+K*Yt;Y(J,I)=Y(I,J);endenddPQ.m 作用為計算功率偏差function dP,dQ =dPQ(Y,bus,nPQ,nPV) % nPQ、nPV為相應節(jié)點個數n = nPQ + nPV +1; % 總節(jié)點個數dP = bus(1:n-1,4);dQ = bus(1:nPQ,5); % 對dP和dQ賦初值 PV節(jié)點不需計算dQ 平衡節(jié)點不參與計算for i = 1:n-1 for j = 1:n dP(i,1) = dP(i,1)-bus(i,2)*bus(j,2)*(real(Y(i,j)*cos(bus(i,3)-bus(j,3)+imag(Y(i,j)