牛拉法潮流计算程序

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1、%本程序的功能是用牛顿拉夫逊法进行潮流计算% B1 矩阵：1 、支路首端号；2 、末端号；3、支路阻抗；4、支路对地电纳%5 、支路的变比；6 、支路首端处于 K 侧为 1 ，1 侧为 0% B2 矩阵：1 、该节点发电机功率；2、该节点负荷功率；3、节点电压初始值%4 、 PV 节点电压 V 的给定值；5、节点所接的无功补偿设备的容量%6 、节点分类标号：1 为平衡节点（应为 1 号节点）； 2 为 PQ 节点% 3 为 PV 节点；clear;n=input(请输入节点数:n=);nl=input(请输入支路数:nl=);isb=input(请输入平衡母线节点号:isb=);pr=inpu

2、t(请输入误差精度:pr=);B1=input(请输入由各支路参数形成的矩阵:B1=);B2=input(请输入各节点参数形成的矩阵:B2=);Y=zeros(n);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n);sida=zeros(1,n);S1=zeros(nl);% % %for i=1:nl%支路数if B1(i,6)=0%左节点处于 1 侧p=B1(i,1);q=B1(i,2);else%左节点处于K侧p=B1(i,2);q=B1(i,1);endY(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i,3)*B1(i,5); %非对角元Y(q,p)=Y(p,q)

3、;%非对角元Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)A2)+B1(i,4)./2;%对角元 K 侧9Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2;%对角元1侧end%求导纳矩阵disp(导纳矩阵Y=);disp(Y)%G=real(Y);B=imag(Y); for i=1:n e(i)=real(B2(i,3); f(i)=imag(B2(i,3);V(i)=B2(i,4);endfor i=1:nS(i)=B2(i,1)-B2(i,2);B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5);%分解出导纳阵的实部和虚部%给定各节点初始电压的实部和虚部

4、%PV 节点电压给定模值%给定各节点注入功率%i 节点注入功率 SG-SL%i 节点无功补偿量end%=P=real(S);Q=imag(S);%分解出各节点注入的有功和无功功率ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0; %迭代次数ICT1、a；不满足收敛要求的节点数IT2while IT2=0% N0=2*n雅可比矩阵的阶数；N=N0+1扩展列IT2=0;a=a+1;for i=1:nif i=isb%非平衡节点C(i)=0;D(i)=0;for j1=1:nC(i)=C(i)+G(i,j1)*e(j1)-B(i,j1)*f(j1);%(Gij*ej-Bij*fj)D(i

5、)=D(i)+G(i,j1)*f(j1)+B(i,j1)*e(j1);%(Gij*fj+Bij*ej)endP1=C(i)*e(i)+f(i)*D(i);%节点功率 P 计算 ei 工(Gij*ej-Bij*fj)+fi 工(Gij*fj+Bij*ej)Q1=C(i)*f(i)-e(i)*D(i);%节点功率 Q 计算 fi 工(Gij*ej-Bij*fj)-ei工(Gij*fj+Bij*ej) %求i节点有功和无功功率P,Q的计算值V2=e(i)A2+f(i)A2;% 电压模平方%=以下针对非pv节点来求取功率差及Jacobi矩阵元素=if B2(i,6)=3%非 PV 节点DP=P(i)-

6、P1;%节点有功功率差DQ=Q(i)-Q1;%节点无功功率差%= 以上为除平衡节点外其它节点的功率计算 =%= 求取 Jacobi 矩阵 =for j1=1:nif j1=isb&j1=i%非平衡节点&非对角元X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);% dP/de=-dQ/dfX2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);% dP/df=dQ/deX3=X2;% X2=dp/df X3=dQ/deX4=-X1;% X1=dP/de X4=dQ/dfp=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;m=p+1;% X3=dQ/de J(p,

7、N)=DQ 节点无功功率差J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;% X1=dP/de J(m,N)=DP 节点有功功率差J(p,q)=X4;J(m,q)=X2;elseif j1=i&j1=isb% X4=dQ/df X2=dp/df%非平衡节点&对角元X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);% dP/deX2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);% dP/dfX3=D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i); % dQ/deX4=-C(i)+G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i);% dQ/df p=2*i

8、-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;% 扩展列AQ m=p+1;J(m,q)=X1;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,N)=DP;%扩 展列AP J(m,q)=X2;endendelse%=下面是针对PV节点来求取Jacobi矩阵的元素=DP=P(i)-P1;DV=V(i)A2-V2;% PV 节点有功误差% PV 节点电压误差%非平衡节点&非对角元for j1=1:nif j1=isb&j1=iX1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);% dP/deX2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);% dP/dfX5=0;X6=0;

9、p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV; % PV 节点电压误差 m=p+1;J(m,q)=X2;elseif j1=i&j1=isb%非平衡节点&对角元J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6; % PV 节点有功误差X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);% dP/deX2=-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; % PV 节点电压误差 m=p+1

10、;J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6; % PV 节点有功误差J(m,q)=X2;end end end end end %= 以 上 为 求 雅 可 比 矩 阵 的 各 个 元 素 及 扩 展 列 的 功 率 差 或 电 压 差for k=3:N0 % N0=2*n (从第三行开始，第一、二行是平衡节点)k1=k+1;N1=N;% N=N0+1 即 N=2*n+1 扩展列或AUfor k2=k1:N1% 从k+1列的Jacobi元素到扩展列的AP、AQ 或AUJ(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k);%用K行K列对角元素去除K行K列后的非对角元素进行

11、规格化endJ(k,k)=1;%对角元规格化K行K列对角元素赋1%= 回 代 运 算if k=3% 不是第三行 k 3k4=k-1;for k3=3:k4%用k3行从第三行开始到当前行的前一行k4行消去for k2=k1:N1%k3 行后各行上三角元素J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去运算(当前行 k 列元素消为 0) end %用当前行K2列元素减去当前行k列元素乘以第k行K2列元素J(k3,k)=0; %当前行第k列元素已消为0endif k=N0%若已到最后一行break;end%= 前代运算 = for k3=k1:N0 % 从 k+1 行到 2

12、*n 最后一行for k2=k1:N1% 从k+1列到扩展列消去k+1行后各行下三角元素J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);% 消去运算end %用当前行K2列元素减去当前行k列元素乘以第k行K2列元素J(k3,k)=0; %当前行第k列元素已消为0endelse%是第三行 k=3%= 第三行 k=3 的前代运算for k3=k1:N0%从第四行到 2n 行(最后一行)for k2=k1:N1%从第四列到 2n+1 列(即扩展列)J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去运算(当前行 3 列元素消为 0) end %用当前行K2列

13、元素减去当前行3列元素乘以第三行K2列元素 J(k3,k)=0; %当前行第3列元素已消为0endendend%=上面是用线性变换方式高斯消去法将Jacobi矩阵化成单位矩阵=for k=3:2:N0-1L=(k+1)./2;e(L)=e(L)-J(k,N);%修改节点电压实部k1=k+1;f(L)=f(L)-J(k1,N);%修改节点电压虚部end%修改节点电压for k=3:N0DET=abs(J(k,N);if DET=pr%电压偏差量是否满足要求IT2=IT2+1; %不满足要求的节点数加 1endendICT2(a)=IT2;%不满足要求的节点数ICT1=ICT1+1;%迭代次数en

14、d%用高斯消去法解w=-J*Vdisp(迭代次数：);disp(ICT1);disp(没有达到精度要求的个数：);disp(ICT2);for k=1:nV(k)=sqrt(e(k)A2+f(kF2);%计算各节点电压的模值sida(k)=atan(f(k)./e(k)*180./pi;%计算各节点电压的角度E(k)=e(k)+f(k)*j;%将各节点电压用复数表示end%= 计算各输出量 = disp(各节点的实际电压标幺值E为(节点号从小到大排列)：); disp(E);%显示各节点的实际电压标幺值E用复数表示disp();disp(各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列)：); dis

15、p(V);%显示各节点的电压大小V的模值disp();disp(各节点的电压相角sida为(节点号从小到大排列)：); disp(sida);%显示各节点的电压相角for p=1:nC(p)=0;for q=1:nC(p)=C(p)+conj(Y(p,q)*conj(E(q); %计算各节点的注入电流的共轭值endS(p)=E(p)*C(p);%计算各节点的功率 S = 电压 X 注入电流的共轭值end disp(各节点的功率S为(节点号从小到大排列)：); disp(S);%显示各节点的注入功率disp();disp(各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一致)：);for i=1:n

16、lp=B1(i,1);q=B1(i,2);if B1(i,6)=0Si(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); elseSi(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); end disp(Si(p,q); SSi(p,q)=Si(p,q);Z

17、F=S(,num2str(p),num2str(q),)=,num2str(SSi(p,q); disp(ZF);disp();enddisp(各条支路的末端功率Sj为(顺序同您输入B1时一致)：);for i=1:nlp=B1(i,1);q=B1(i,2);if B1(i,6)=0Sj(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);elseSj(q,p)=E(q)*(conj(E(q)*conj(B1(i,4)./2)+(

18、conj(E(q)*B1(i,5).-conj(E(p)*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5);Sjy(i)=Sj(q,p);enddisp(Sj(q,p);SSj(q,p)=Sj(q,p);ZF=S(,num2str(q),num2str(p),)=,num2str(SSj(q,p);disp(ZF);disp();enddisp(各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一致)：);for i=1:nlp=B1(i,1);q=B1(i,2);DS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p);disp(DS(i);DDS(i)=DS(i);ZF=DS(,num2str(p),num2

19、str(q),)=,num2str(DDS(i);disp(ZF);disp();end figure(1);subplot(1,2,1);plot(V);xlabel(节点号);ylabel(电压标幺值); grid on;subplot(1,2,2); plot(sida);xlabel(节点号);ylabel(电压角度); grid on;figure(2); subplot(2,2,1);P=real(S);Q=imag(S);bar(P);xlabel(节点号);ylabel(节点注入有功); grid on;subplot(2,2,2);bar(Q);xlabel(节点号);ylabel(节点注入无功); grid on;subplot(2,2,3);P1=real(Siz);Q1=imag(Siz);bar(P1);xlabel(支路号);ylabel(支路首端注入有功); grid on;subplot(2,2,4);bar(Q1);xlabel(支路号);ylabel(支路首端注入无功); grid on;