電網(wǎng)潮流的計(jì)算及算例分析摘要隨著電力系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展，開(kāi)展潮流計(jì)算是未來(lái)必須要考慮的重難點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)潮流計(jì)算可以準(zhǔn)確的知道電網(wǎng)的運(yùn)行情況，并根據(jù)計(jì)算得到的結(jié)果分析配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，同時(shí)根據(jù)計(jì)算結(jié)果得到電流、電壓的數(shù)值。在本文中，我們將詳細(xì)分析電網(wǎng)潮流計(jì)算的原理和相關(guān)方法，了解它們的特性，比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)，并闡明潮流計(jì)算在電網(wǎng)中的重要性。由于配電線路的電阻和電抗較高，傳統(tǒng)的潮流計(jì)算也可能存在不收斂的問(wèn)題。本文詳細(xì)介紹了如何基于前推回代法來(lái)計(jì)算潮流。本文基于牛頓拉夫遜計(jì)算方法,介紹多種潮流計(jì)算方法的基本原理,基于IEEE13節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)、IEEE33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行算力分析，給出了原始數(shù)據(jù)和程序框圖，編寫了程序?qū)ο到y(tǒng)的流程進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果在清晰的界面上得到了體現(xiàn)。本文以表格的形式列出了數(shù)據(jù)結(jié)果。使用MATLAB軟件進(jìn)行實(shí)例仿真分析。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；潮流計(jì)算；MATLAB/Simulink仿真目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1潮流計(jì)算方法 11.1.1高斯-賽德?tīng)柕ㄔ?11.1.2牛頓-拉夫遜法原理 21.1.3P-Q分解法原理 31.2潮流計(jì)算的應(yīng)用 3第2章潮流計(jì)算原理 52.1牛頓-拉夫遜法概要 52.2基于直角坐標(biāo)形式的牛頓·拉夫遜潮流計(jì)算流程 6第3章潮流計(jì)算程序 103.1潮流程序主流程圖 103.2潮流程序主程序的設(shè)計(jì) 11第4章算例分析 124.1IEEE13節(jié)點(diǎn)實(shí)例 124.1.113節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù) 124.1.213節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)潮流計(jì)算圖表分析 134.2IEEE33節(jié)點(diǎn)實(shí)例 164.2.133節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù) 164.2.233節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)潮流計(jì)算圖表分析 18總結(jié) 21參考文獻(xiàn) 22第1章緒論電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是對(duì)復(fù)雜電力系統(tǒng)正常和故障條件下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)算。其目的是求取電力系統(tǒng)在給定運(yùn)行方式下的節(jié)點(diǎn)電壓和功率分布，用于檢查系統(tǒng)各元件是否超負(fù)荷、各節(jié)點(diǎn)電壓是否滿足要求、功率分布和分配是否合理以及功率損耗等，是電力系統(tǒng)計(jì)算分析中的一種最基本的運(yùn)算。電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算和一般交流電路計(jì)算的根本差別在于：后者已知和待求的是電壓和電流，而前者是電壓和功率。電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的研究自上世紀(jì)50年代起至今仍經(jīng)久不衰，如何在同時(shí)滿足可靠的收斂性、更快的計(jì)算速度、使用方式多變靈活的基礎(chǔ)上提出更好的計(jì)算法一直是全球?qū)W術(shù)界樂(lè)于探究的題目。從早期的高斯-賽德?tīng)柕ǖ脚ｎD-拉普森迭代法，再進(jìn)而到國(guó)內(nèi)外如今廣泛采用的PQ分解法，對(duì)于不同電網(wǎng)條件、不同的計(jì)算需求下的特殊計(jì)算，人們始終在研究更簡(jiǎn)便、收斂性更好、適用度更高的潮流計(jì)算法。1.1潮流計(jì)算方法1.1.1高斯-賽德?tīng)柕ㄔ聿捎酶咚?賽德?tīng)柗ㄟM(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)，直接迭代節(jié)點(diǎn)電壓方程。對(duì)節(jié)點(diǎn)電壓方程進(jìn)行了展開(kāi)，得到了節(jié)點(diǎn)電壓：展開(kāi)后得到移項(xiàng)以后得將上述公式進(jìn)一步展開(kāi)后，可以用高斯-賽德?tīng)柗椒ǖ蠼?。?duì)于具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，設(shè)節(jié)點(diǎn)1位平衡節(jié)點(diǎn)，為平衡節(jié)點(diǎn)的給定電壓，其余都是節(jié)點(diǎn)，：其中：為給定節(jié)點(diǎn)注入功率的共軛值、為迭代次數(shù)，上式是法標(biāo)準(zhǔn)迭代式，式中采用經(jīng)K次迭代后的值；而，當(dāng)時(shí)，采用次迭代后的值，當(dāng)，采用經(jīng)次迭代后的值。：先假設(shè)一組初值，將它們代入上式中，可解的、…，這就是第一次迭代。第一次迭代結(jié)束解得了一組所有（除平衡節(jié)點(diǎn)以外）。再將解得的這組代入上式中，可解的、…，這就是第二次迭代。第二次迭代結(jié)束時(shí)，解得了所有的如此循環(huán)不已，直至某次迭代后解得的與前一次迭代后解得的相差小于事先給定的允許誤差，即，迭代收斂計(jì)算結(jié)束。1.1.2牛頓-拉夫遜法原理在潮流計(jì)算中，電壓向量可以用直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)表示。在直角坐標(biāo)系中，節(jié)點(diǎn)電壓表示為：導(dǎo)納矩陣元素表示為：代入式中潮流計(jì)算的基本方程，寫出實(shí)部和虛部，得：令根據(jù)節(jié)點(diǎn)的分類，給出了節(jié)點(diǎn)的和，設(shè)第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的給定功率為和。則第i個(gè)節(jié)點(diǎn)功率偏差方程式（2.16）式可寫成：的有功功率和節(jié)點(diǎn)是給定的，設(shè)第點(diǎn)的給定有功功率為和電壓的初值為。則第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的方程可以寫成：平衡節(jié)點(diǎn)的電壓是根據(jù)上式給出修正方程式中為功率偏正量，J為雅可比矩陣，為電壓修正量，其中對(duì)上矩陣求偏導(dǎo)數(shù)獲得：導(dǎo)納矩陣元素表示為：代入所示的潮流計(jì)算的基本方程可以得：式中：=-表示節(jié)點(diǎn)i、j電壓的相角差。H為（n-1）×（n-1）階方陣，J為m×（n-1）階矩陣，N為（n-1）×m階矩陣，L為m×m階方陣，m為PQ節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。由上述表達(dá)式可知，具有以下特點(diǎn)：（1）每個(gè)元素是每個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓的函數(shù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓每次迭代都會(huì)改變，所以每個(gè)元素每次都會(huì)改變[7]；（2）；互導(dǎo)納，相應(yīng)的雅可比矩陣的非對(duì)角元素也為零，雅可比矩陣也是稀疏矩陣。牛頓法應(yīng)用于潮流計(jì)算時(shí)，如果初值給定的適當(dāng)，其收斂速度就會(huì)很快。一般情況下，只需次迭代就可以得到精確度很高的解，用牛頓法進(jìn)行迭代與電力系統(tǒng)的規(guī)模大小沒(méi)關(guān)系。牛頓法具有很高的可靠性和收斂性，但也存在計(jì)算量和所需內(nèi)存量都比較大的缺陷。1.1.3P-Q分解法原理由上文所述的分析可以得出，雖然牛頓-拉夫遜法的收斂速度很快，但是每一次計(jì)算都會(huì)重新生成雅可比矩陣且求解修正方程，這極大地提高了每一次迭代的運(yùn)算量。而P-Q分解法就是基于極坐標(biāo)的牛頓-拉夫遜算法的特點(diǎn)所建立的減少了運(yùn)算量的潮流計(jì)算方法。首先生成除平衡節(jié)點(diǎn)外的所有系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的電納矩陣，以及所有PQ節(jié)點(diǎn)的電納矩陣，利用高斯消去法創(chuàng)造上/下三角矩陣。再將所有PQ節(jié)點(diǎn)電壓設(shè)置為額定電壓，所有節(jié)點(diǎn)的相角設(shè)置為0，設(shè)置迭代次數(shù)。按照給定的電壓值和相角值計(jì)算結(jié)果，根據(jù)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣求解修正方程得到修正值，根據(jù)修正值修正設(shè)定的電壓給定值，根據(jù)給定誤差值判斷是否進(jìn)入下一次迭代，小于給定值則停止迭代，輸出結(jié)果。P-Q分解法相比于牛頓-拉夫遜法減少了每一次迭代所需的計(jì)算量，少去了每次迭代生成的雅可比矩陣，雖然每一次迭代的修正值相比于牛頓-拉夫遜法的修正值誤差要大，但是經(jīng)過(guò)次數(shù)更多的迭代后依然能夠滿足最初給定的誤差值大小，只要誤差值設(shè)定相同，兩種方法最后的計(jì)算精度則一定是一致的。1.2潮流計(jì)算的應(yīng)用潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中的基本功率計(jì)算，通過(guò)潮流計(jì)算可以檢查固定功率的運(yùn)行狀態(tài)，其主要任務(wù)是根據(jù)特定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件分析電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。這包括不同分支的總線的功率損耗和電壓以及功率分配。潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中一些最基本、最廣泛和最重要的基本電氣計(jì)算方式，也是電力系統(tǒng)計(jì)劃和操作中的重要組成。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活對(duì)于電力供應(yīng)在逐漸的增加，為了滿足人們的生活，保證社會(huì)建設(shè)發(fā)展的需要，我國(guó)開(kāi)展了大規(guī)模的配電網(wǎng)建設(shè)工作，通過(guò)改變?cè)瓉?lái)的配電網(wǎng)薄弱的環(huán)節(jié)，有力的保障了社會(huì)的電力供應(yīng)需要。而配電網(wǎng)的管理電力系統(tǒng)建設(shè)的重要難題，提高配電網(wǎng)穩(wěn)定性是現(xiàn)代化建設(shè)必不可少的一部分。隨著我國(guó)大力發(fā)展電力事業(yè)，投入更多的資源，花費(fèi)更多的精力加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)改革工作，并對(duì)電網(wǎng)問(wèn)題進(jìn)行大力研究，避免配電網(wǎng)故障引發(fā)大面積停電事故。

第2章潮流計(jì)算原理目前為止，對(duì)于潮流計(jì)算，普遍性認(rèn)為最可行的方法就是牛頓-拉夫遜法，早在50年代末期牛頓-拉夫遜法就開(kāi)始被學(xué)者發(fā)掘并大力應(yīng)用于電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中。通過(guò)高斯-賽德?tīng)柕ňC合后，相對(duì)于求修正方程，牛頓-拉夫遜法對(duì)比于其他算法有明顯優(yōu)勢(shì)。相較其他潮流及算法來(lái)說(shuō)，牛頓-拉夫遜法是最為簡(jiǎn)單且收斂性極好的計(jì)算法。2.1牛頓-拉夫遜法概要牛頓-拉夫遜法是求解非線性代數(shù)方程的一種有效的迭代計(jì)算方法，在牛頓-拉弗森法的每次迭代過(guò)程中，非線性問(wèn)題通過(guò)線性化逐漸逼近[8]。牛頓-拉夫遜法的基本原理是在解的某一鄰域內(nèi)的某一初始點(diǎn)出發(fā)，沿著該點(diǎn)的一階偏導(dǎo)數(shù)——雅可比矩陣，朝減小方程的殘差的方向前進(jìn)一步，在新的點(diǎn)上再計(jì)算殘差和雅可矩陣?yán)^續(xù)前進(jìn)，重復(fù)這一過(guò)程直到殘差達(dá)到收斂標(biāo)準(zhǔn)，即得到了非線性方程組的解。因?yàn)樵娇拷猓珜?dǎo)數(shù)的方向越準(zhǔn)，收斂速度也越快，所以牛頓法具有二階收斂特性。而所謂“某一鄰域”是指雅可比方向均指向解的范圍，否則可能走向非線性函數(shù)的其它極值點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)潮流由平電壓即各母線電壓(相角為0，幅值為1)啟動(dòng)即在此鄰域內(nèi)。對(duì)于非線性方程組F（x）：用牛頓-拉夫遜求解是，假定已給出各變量的初值x10，x20，…..xn將式（2-2）中的n個(gè)多元函數(shù)早初始值附近展成泰勒級(jí)數(shù)，并略去含有Δx式（2-3）是對(duì)于修正量Δx10如此反復(fù)迭代，在進(jìn)行第k+1次迭代時(shí)，從求解修正式方程：得到修正量Δx1k，Δxxk，…Δxnk，并對(duì)各變量進(jìn)行修正式（2-5）可以縮寫為：Fxk=—JkΔxk2.2牛頓·拉夫遜潮流求解過(guò)程

第3章潮流計(jì)算程序在現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下，潮流計(jì)算變得越來(lái)越復(fù)雜，原來(lái)的人工算法已經(jīng)無(wú)法滿足。現(xiàn)代潮流計(jì)算基本是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的。建立數(shù)學(xué)模型，由于潮流計(jì)算屬于穩(wěn)態(tài)分析的范圍，因此不涉及系統(tǒng)部件的動(dòng)態(tài)特性和過(guò)渡過(guò)程。因此，該數(shù)學(xué)模型不包含微分方程，是一個(gè)高階非線性方程。設(shè)置計(jì)算方法，潮流計(jì)算方法的第一個(gè)要求是能可靠地收斂并給出正確的解。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，潮流計(jì)算問(wèn)題的方程的階數(shù)也越來(lái)越高。目前常用的方法是牛頓的拉夫遜法。制定計(jì)算流程圖編寫程序。無(wú)論使用哪種編程語(yǔ)言，其基本流程都是畫一個(gè)流程圖，根據(jù)所選的計(jì)算方法進(jìn)行循環(huán)得到最終的計(jì)算結(jié)果;根據(jù)系統(tǒng)的要求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。3.1潮流程序主流程圖根據(jù)上述內(nèi)容，利用MATLAB環(huán)境進(jìn)行編程，畫出程序框圖，便于清晰編程思路，程序框圖如下。圖3-1程序流程框圖3.2潮流程序主程序的設(shè)計(jì)首先初始化設(shè)置，clc,clear,closeall,指令清除matlab中的緩存和殘留數(shù)據(jù)，關(guān)閉所有圖形。jd設(shè)置牛拉法潮流計(jì)算迭代的精度。接著，輸入電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)node和支路數(shù)據(jù)branch。根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)得到系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)n和支路數(shù)l，根據(jù)支路阻抗數(shù)據(jù)得到系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y，并分開(kāi)得到實(shí)部G和虛部B。設(shè)置直角坐標(biāo)系牛拉法迭代的初值e和f，找到系統(tǒng)平衡節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)slack。接著開(kāi)始潮流迭代計(jì)算，首先根據(jù)潮流方程計(jì)算得到PQ節(jié)點(diǎn)的有功注入功率Pi和無(wú)功注入功率Qi，和PQ節(jié)點(diǎn)已知的節(jié)點(diǎn)注入有功、無(wú)功做差得到不平衡量DP和DQ；其次計(jì)算PV節(jié)點(diǎn)的有功注入功率Pi和節(jié)點(diǎn)電壓幅值的平方，和PV節(jié)點(diǎn)已知的有功功率和電壓幅值平方做差得到PV節(jié)點(diǎn)的不平衡量DP和DQ。將二者不平衡量整合為一個(gè)矩陣DPQ，并去除掉平衡節(jié)點(diǎn)所在行列，保證不平衡量矩陣DPQ的維數(shù)為2(n-1)。判斷不平衡量中最大值絕對(duì)值是否小于所設(shè)置的精度jd，若小于則說(shuō)明潮流收斂，跳出循環(huán)，得到潮流結(jié)果；若不小于則說(shuō)明還需繼續(xù)迭代，接著往下計(jì)算。根據(jù)公式計(jì)算雅可比矩陣，可以分開(kāi)計(jì)算子矩陣H、N、K、L，矩陣H表示DP/De，矩陣N表示DP/Df，矩陣K表示PQ節(jié)點(diǎn)的

DQ/De和PV節(jié)點(diǎn)的

DU/De，矩陣L表示PQ節(jié)點(diǎn)的

DQ/Df和PV節(jié)點(diǎn)的

DU/Df。將H、N、K、L四個(gè)矩陣整合得到雅可比矩陣jacobi，同樣刪除平衡節(jié)點(diǎn)所在行列，保證雅可比矩陣維數(shù)為2(n-1)*2(n-1)。由不平衡量DPQ和雅可比矩陣jacobi計(jì)算得到e和f的修正量delt，通過(guò)修正量修正變量e和f的值。將新的e和f值代入循環(huán)開(kāi)始重新計(jì)算，直至循環(huán)結(jié)束。迭代循環(huán)結(jié)束后，通過(guò)得到的e和f計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓幅值V和節(jié)點(diǎn)電壓相角rad。同樣通過(guò)公式可計(jì)算得到支路功率Sij和Sji。至此，潮流計(jì)算結(jié)果以得到，潮流計(jì)算流程完成。

第4章算例分析MATLAB作為一種常用的實(shí)驗(yàn)編程語(yǔ)言，有其自身的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)譬如語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，使用方便靈活，庫(kù)函數(shù)極其豐富。由于庫(kù)函數(shù)是由該領(lǐng)域的專家編寫的，用戶不必?fù)?dān)心函數(shù)的可靠性。且以矩陣為最小運(yùn)算單元，避免了用FORTRAN或C語(yǔ)言編寫矩陣運(yùn)算程序的麻煩。還包括運(yùn)算符豐富。由于MATLAB是用C語(yǔ)言編寫的，MATLAB提供的運(yùn)算符幾乎與C語(yǔ)言一樣多，靈活使用MATLAB運(yùn)算符會(huì)使程序非常簡(jiǎn)短。由于MATLAB不僅具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句（如for循環(huán)、while循環(huán)、break語(yǔ)句和if語(yǔ)句），而且具有面向?qū)ο缶幊痰奶攸c(diǎn)。程序限制不嚴(yán)，程序自由度大。具有非常好的可移植性，基本上程序不做修改的就可以在各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)上運(yùn)行。4.1IEEE13節(jié)點(diǎn)實(shí)例4.1.113節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)圖4-113節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖13節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)系統(tǒng)中含有12條支路，各支路電阻(Ω)及電抗(Ω)的參數(shù)如表4-1所示：表4-1系統(tǒng)支路阻抗參數(shù)支路電阻(Ω)電抗(Ω)1-23.3673.6852-32.3562.5413-41.1451.284-54.5243.042-60.8561.146-72.7452.9652-83.7434.2518-92.2372.7563-104.144.6963-111.3281.76311-122.4362.8664-133.5213.966表4-2系統(tǒng)負(fù)荷參數(shù)節(jié)點(diǎn)編號(hào)節(jié)點(diǎn)類型節(jié)點(diǎn)初始電壓(kV)有功功率(MW)無(wú)功功率(Mvar)1根節(jié)點(diǎn)10.4002中間節(jié)點(diǎn)10.00.03420.03013中間節(jié)點(diǎn)10.00.06930.06424中間節(jié)點(diǎn)10.00.08450.07635葉節(jié)點(diǎn)10.00.02950.02616中間節(jié)點(diǎn)10.00.04740.04097葉節(jié)點(diǎn)10.00.11760.09578中間節(jié)點(diǎn)10.00.09460.08579葉節(jié)點(diǎn)10.00.09160.085910葉節(jié)點(diǎn)10.00.02710.022911中間節(jié)點(diǎn)10.00.06960.064312葉節(jié)點(diǎn)10.00.06760.057913葉節(jié)點(diǎn)10.00.02980.02424.1.213節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)潮流計(jì)算圖表分析因潮流計(jì)算的過(guò)程較為復(fù)雜，本章通過(guò)對(duì)軟件進(jìn)行編程運(yùn)行，圖4-1展示13節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)配電網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)提前提供的已知參數(shù)來(lái)進(jìn)行對(duì)節(jié)點(diǎn)電壓幅值反復(fù)迭代進(jìn)行圖像分析。圖4-2展示運(yùn)用牛拉法進(jìn)行的潮流計(jì)算結(jié)果截取其中第13個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值變化，通過(guò)圖象可以清晰觀察到節(jié)點(diǎn)電壓進(jìn)行了12次迭代后仍沒(méi)有明顯收斂的跡象，穩(wěn)定性很差。圖4-2第13處節(jié)點(diǎn)的電壓幅值變化圖（牛拉法）圖4-3第13處節(jié)點(diǎn)電壓幅值比較圖根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中表4-1和表4-2所給阻抗參數(shù)以及各支路阻抗參數(shù)通過(guò)潮流計(jì)算求解出各節(jié)點(diǎn)電壓的幅值和相角及對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的功率值。如表3-3、3-4所示。表4-3各節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角節(jié)點(diǎn)電壓幅值電壓相角110.4000029.87950.301139.69910.401149.66520.425059.63770.443869.84920.343179.78720.394289101112139.73269.68709.67649.65789.62359.64440.38990.42660.42090.44980.48230.4452表4-4各節(jié)點(diǎn)功率節(jié)點(diǎn)有功功率(MVA)無(wú)功功率（Mvar）10.81160.727820.77460.687430.37870.337540.14390.126750.02950.026160.16570.137370.11760.095780.18660.17219101112130.09160.02710.13740.06760.02980.08590.02290.12240.05790.02424.2IEEE33節(jié)點(diǎn)實(shí)例4.2.133節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)圖4-433節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖如圖4-4所示，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)共包含33個(gè)節(jié)點(diǎn)，但在編號(hào)時(shí)是從0開(kāi)始，因而在計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓幅值及功率應(yīng)對(duì)編號(hào)準(zhǔn)確定義，以下表4-5、表4-6、表4-7、表4-8都是33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中所包含的原始參數(shù)數(shù)據(jù)，在進(jìn)行潮流計(jì)算分析時(shí)應(yīng)當(dāng)提前對(duì)其參數(shù)進(jìn)行提供。表4-5系統(tǒng)支路阻抗參數(shù)支路電阻(Ω)電抗(Ω)0-10.09220.0471-20.49300.25112-30.36600.18643-40.38110.19414-50.81900.70703-60.18720.61886-70.71140.23517-81.03000.74008-91.04400.74009-100.19660.065010-110.37440.123811-121.46801.155012-130.54160.712913-140.59100.5260支路電阻(Ω)電抗(Ω)14-150.74630.545013-161.28901.72101-180.16400.156518-191.50421.355419-200.40950.478420-210.70890.93732-220.45120.308322-230.89800.709123-240.89600.70113-250.20300.103423-260.28420.144726-271.05900.933727-280.80420.700628-290.50750.258529-300.97440.963030-310.31050.361931-320.34100.5362表4-6系統(tǒng)支路功率損耗支路有功損耗(MW)無(wú)功損耗(Mvar)23-240.0001930985650.0001510953173-250.0004129133330.00021032137323-260.0005292020320.00026944241426-270.001798788740.0015859575527-280.001247701030.0010869675928-290.000620971540.00031629781929-300.0002548438540.00025186230730-310.00003410827540.000039754540631-320.000002107403490.00000327667252表4-7系統(tǒng)負(fù)荷參數(shù)節(jié)點(diǎn)編號(hào)節(jié)點(diǎn)類型節(jié)點(diǎn)初始電壓(kV)有功功率(MW)無(wú)功功率(Mvar)0根節(jié)點(diǎn)10.5001中間節(jié)點(diǎn)100.1000.0602中間節(jié)點(diǎn)100.0900.0403中間節(jié)點(diǎn)100.1200.0804中間節(jié)點(diǎn)100.0600.0305中間節(jié)點(diǎn)100.0600.0206中間節(jié)點(diǎn)100.2000.1007中間節(jié)點(diǎn)100.2000.1008中間節(jié)點(diǎn)100.0600.0209中間節(jié)點(diǎn)100.0600.02010中間節(jié)點(diǎn)100.0450.030節(jié)點(diǎn)編號(hào)節(jié)點(diǎn)類型節(jié)點(diǎn)初始電壓(kV)有功功率(MW)無(wú)功功率(Mvar)11中間節(jié)點(diǎn)100.0600.03512中間節(jié)點(diǎn)100.0600.03513中間節(jié)點(diǎn)100.1200.08014中間節(jié)點(diǎn)100.0600.01015中間節(jié)點(diǎn)100.0600.02016中間節(jié)點(diǎn)100.0600.02017葉節(jié)點(diǎn)100.0900.04018中間節(jié)點(diǎn)100.0900.04019中間節(jié)點(diǎn)100.0900.04020中間節(jié)點(diǎn)100.0900.04021葉節(jié)點(diǎn)100.0900.04022中間節(jié)點(diǎn)100.9000.05023中間節(jié)點(diǎn)100.4200.20024葉節(jié)點(diǎn)100.4200.20025中間節(jié)點(diǎn)100.0600.02526中間節(jié)點(diǎn)100.0600.02527中間節(jié)點(diǎn)100.0600.02028中間節(jié)點(diǎn)100.1200.07029中間節(jié)點(diǎn)100.2000.60030中間節(jié)點(diǎn)100.1500.07031中間節(jié)點(diǎn)100.2100.10032葉節(jié)點(diǎn)100.0600.040表4-8系統(tǒng)支路功率損耗支路有功損耗(MV)無(wú)功損耗(Mvar)0-10.00188805670.0009624584051-20.008041311960.004095686482-30.003135484850.001596869883-40.002954598370.001504821684-50.006051103420.00522360213-60.000301504110.0009966385866-70.0007654909450.0002529757117-80.0006653090130.0004779898-90.0005676458170.0004023543159-100.00008837855090.000029219765110-110.0001408016930.000046557824811-120.0004267291430.00033574397812-130.0001168014770.00015374404113-140.00005726947250.000050970799614-150.0000451971510.000033006093113-160.00004044359390.000053998002416-170.000008542933820.000006698967231-180.00002354967440.0000224727076支路有功損耗(MV)無(wú)功損耗(Mvar)18-190.0001218786810.00010982207419-200.00001476150780.000017245190120-210.000006394560320.000008454819272-220.0004759921140.00032524017922-230.0007701608320.00060815261323-240.0001930985650.0001510953173-250.0004129133330.00021032137323-260.0005292020320.00026944241426-270.001798788740.0015859575527-280.001247701030.0010869675928-290.000620971540.00031629781929-300.0002548438540.00025186230730-310.00003410827540.000039754540631-320.000002107403490.000003276672524.2.233節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)潮流計(jì)算圖表分析通過(guò)使用編程語(yǔ)言在對(duì)33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行潮流計(jì)算，得到的各節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角如表4-9所示，并通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)32處電壓所迭代后的電壓進(jìn)行圖象分析，在圖3-7中表示各節(jié)點(diǎn)的電壓幅值，可以清晰觀察到節(jié)點(diǎn)17為平衡節(jié)點(diǎn)。表4-9各節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角節(jié)點(diǎn)電壓幅值電壓相角010.50000110.45190.0003210.3795-0.0072310.2542-0.0058410.1296-0.004459.8221-0.008369.7673-0.014479.6912-0.013389.5924-0.015399.5007-0.0170109.4872-0.0168119.4635-0.0165129.3669-0.0189139.3311-0.0211149.3087-0.0221159.2871-0.0227169.2550-0.0248節(jié)點(diǎn)電壓幅值電壓相角179.2454-0.02511810.44380.00011910.3890-0.00162010.3782-0.00212110.3684-0.00272210.3248-0.00802310.2230-0.01022410.1722-0.0113259.7873-0.0074269.7406-0.0063278.56100.1017288.41530.1042298.35210.1078308.27810.1049318.26180.1041328.25550.1047圖4-7配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓幅值圖4-8第33處節(jié)點(diǎn)的電壓幅值變化圖如圖4-8所示，在配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中選取第33處節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，圖中電壓迭代次數(shù)為24次，由圖觀察潮流計(jì)算結(jié)果通過(guò)迭代已達(dá)到收斂，因配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在33個(gè)節(jié)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，通過(guò)牛拉法通過(guò)對(duì)電壓迭代，將電壓幅值最終趨于穩(wěn)定。

總結(jié)電力潮流計(jì)算的主要目的是幫助工程師在電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、研發(fā)、參數(shù)配置和元器件選型的過(guò)程中更好地理解系統(tǒng)本身的性能；也是輔助工程師對(duì)理想的給定條件下的電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一個(gè)軟件端的基礎(chǔ)驗(yàn)證。使用MATLAB的Simulink模塊