MATLAB潮流計(jì)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(jìn)行潮流計(jì)算 % B1矩陣:1、支路首端號(hào);2、末端號(hào);3、支路阻抗;4、支路對(duì)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(diǎn)發(fā)電機(jī)功率;2、該節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率;3、節(jié)點(diǎn)電壓初始值 % 4、PV節(jié)點(diǎn)電壓V的給定值;5、節(jié)點(diǎn)所接的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的容量 % 6、節(jié)點(diǎn)分類標(biāo)號(hào) clear; n=10;%input(請(qǐng)輸入節(jié)點(diǎn)數(shù):n=); nl=11;%input(請(qǐng)輸入支路數(shù):nl=); isb=1;%input(請(qǐng)輸入平衡母線節(jié)點(diǎn)號(hào)
2、:isb=); pr=0.00001;%input(請(qǐng)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(qǐng)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(qǐng)輸入各節(jié)點(diǎn)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(gè)不為零的數(shù)值)); if ym~=0 %SB=input(請(qǐng)輸入功率基準(zhǔn)值:SB=); %UB=input(請(qǐng)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(diǎn)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(duì)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(duì)角元K側(cè) Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2;
8、 %對(duì)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(shí)部和虛部 for i=1:n %給定各節(jié)點(diǎn)初始電壓的實(shí)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(diǎn)電壓給定模值 end for i=1:n %給定各節(jié)點(diǎn)注入功率 S(i)=B2(i,1)-B2(i,2); %i節(jié)點(diǎn)注入功率SG-SL B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5); %i節(jié)點(diǎn)無(wú)功補(bǔ)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(diǎn) 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(diǎn)功率P計(jì)算eiΣ(Gij*ej-Bij*fj)+fiΣ(Gij*fj+Bij*ej) Q1=C(i)*f(i)-e(i)*D(i);%節(jié)點(diǎn)功率Q計(jì)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(duì)非PV節(jié)點(diǎn)來(lái)求取功率差及Jacobi矩陣元素 ========= if B2(
12、i,6)~=3 %非PV節(jié)點(diǎn) DP=P(i)-P1; %節(jié)點(diǎn)有功功率差 DQ=Q(i)-Q1; %節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率差 %=============== 以上為除平衡節(jié)點(diǎn)外其它節(jié)點(diǎn)的功率計(jì)算 ================= %================= 求取Jacobi矩陣 =================== for j1=1:n if j1~=
13、isb&j1~=i %非平衡節(jié)點(diǎn)&非對(duì)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(diǎn)&對(duì)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(kuò)展列△Q
16、 m=p+1; J(m,q)=X1;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,N)=DP;%擴(kuò)展列△P J(m,q)=X2; end end else %=============== 下面是針對(duì)PV節(jié)點(diǎn)來(lái)求取Jacobi矩陣的元素 =========== DP=P(i)-P1; %
17、PV節(jié)點(diǎn)有功誤差 DV=V(i)^2-V2; % PV節(jié)點(diǎn)電壓誤差 for j1=1:n if j1~=isb&j1~=i %非平衡節(jié)點(diǎn)&非對(duì)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(diǎn)&對(duì)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(gè)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(diǎn)) k1=k+1;N1=N;
21、 % N=N0+1 即 N=2*n+1擴(kuò)展列△P、△Q for k2=k1:N1 % 擴(kuò)展列△P、△Q J(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k); % 非對(duì)角元規(guī)格化 end J(k,k)=1; % 對(duì)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(diǎn)電壓實(shí)部 k1=k+1; f(L)=f(L)-J(k1,N); %修改節(jié)點(diǎn)電壓虛部 end %------修改節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(méi)有達(dá)到精度要求的個(gè)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(jì)算各輸出量 =========================== dis
27、p(各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓標(biāo)幺值E為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列):); disp(E); EE=E*UB; disp(EE); disp(-----------------------------------------------------); disp(各節(jié)點(diǎn)的電壓大小V為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列):); disp(V); VV=V*UB; disp(VV); disp(-----------------------------------------------------); disp(各節(jié)點(diǎn)的電壓相角sida為(節(jié)點(diǎn)號(hào)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(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)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(shí)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(shí)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(shí)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(diǎn)號(hào));ylabel(電壓標(biāo)幺值); grid on; subplot(2,2,2); plot(sida); xlabel(節(jié)點(diǎn)號(hào));ylabel(電壓角度); grid on; subplot(2,2,3); bar(real(S)); ylabel(節(jié)點(diǎn)注入有功); grid on; subplot(2,2,4); bar(Siz); ylabel(支路首端無(wú)功); grid on;
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