基于牛頓拉夫遜法的兩種潮流計(jì)算方法課件.pptx

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1、復(fù)雜潮流計(jì)算的兩種計(jì)算方法匯報(bào)人：************學(xué)院Twomethodsofcomplexpowerflowcalculation2019年12月目錄01020304content潮流計(jì)算的牛拉法MATPOWER運(yùn)行結(jié)果對(duì)比總結(jié)牛頓-拉夫遜法01牛頓-拉夫遜法的實(shí)質(zhì)就是求解非線性代數(shù)方程，其求解方法就是將非線性方程變成線性方程來(lái)進(jìn)行求解，是一種連續(xù)的反復(fù)的線性化過(guò)程，通常將這種過(guò)程稱(chēng)之為逐次線性化。牛頓法中迭代次數(shù)和系統(tǒng)的大小是相互獨(dú)立的，但其每一步迭代需要更多的計(jì)算。由于在潮流計(jì)算中電壓控制節(jié)點(diǎn)的有功功率和電壓幅值是已知的，潮流方程將以極坐標(biāo)形式給出。牛頓-拉夫遜法01在取

2、初始值x0之后，在這個(gè)基礎(chǔ)上，找到比x0更接近的方程的跟，一步一步的迭代，從而找到更接近方程根的近似跟。牛頓迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大優(yōu)點(diǎn)是在方程f(x)=0的單根附近具有平方收斂，而且該法還可以用來(lái)求方程的重根、復(fù)根。潮流計(jì)算中初始值一般設(shè)定為額定電壓。01牛頓-拉夫遜法電力系統(tǒng)潮流計(jì)算，一般來(lái)說(shuō)，各個(gè)母線所供負(fù)荷的功率是已知的，各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓是未知的（平衡節(jié)點(diǎn)外）可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，然后由節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣列寫(xiě)功率方程，由于功率方程里功率是已知的，電壓的幅值和相角是未知的，這樣潮流計(jì)算的問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為求解非線性方程組的問(wèn)題了。對(duì)功率平衡方程求偏導(dǎo)，得出對(duì)應(yīng)的雅可比矩

3、陣，給未知節(jié)點(diǎn)賦電壓初值。將初值帶入功率平衡方程，得到功率不平衡量，這樣由功率不平衡量、雅可比矩陣、節(jié)點(diǎn)電壓不平衡量（未知的）構(gòu)成了修正方程。求解修正方程，得到節(jié)點(diǎn)電壓不平衡量，之前的節(jié)點(diǎn)電壓加上不平衡量構(gòu)成新的節(jié)點(diǎn)電壓，再帶入原來(lái)的功率平衡方程繼續(xù)生成雅克比矩陣，電壓不平衡量，不斷迭代直到滿足精確度值達(dá)到收斂。01牛頓-拉夫遜法01實(shí)驗(yàn)電路圖系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)5為功率平衡節(jié)點(diǎn)，U5=1.06θ5=0，節(jié)點(diǎn)1、2、3、4為PQ節(jié)點(diǎn)。允許誤差為10^-5。GG512340.06+j0.180.01+j0.030.08+j0.240.06+j0.180.02+j0.060.45+j0.150.4+

4、j0.050.6+j0.10.08+j0.240.04+j0.12-0.2-j0.201實(shí)驗(yàn)步驟1.輸入原始數(shù)據(jù)，求導(dǎo)納矩陣01實(shí)驗(yàn)步驟2、賦予初值3、計(jì)算?P，?Q01實(shí)驗(yàn)步驟4、根據(jù)?P,?Q是否滿足精確度，不滿足的話求雅可比矩陣當(dāng)i≠j時(shí)當(dāng)i=j時(shí)01實(shí)驗(yàn)步驟5、求各節(jié)點(diǎn)?e，?U，再加入到之前的e和U中繼續(xù)迭代01實(shí)驗(yàn)步驟6、求各節(jié)點(diǎn)流入功率、電流01實(shí)驗(yàn)結(jié)果節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣最后一次迭代生成的雅可比矩陣各節(jié)點(diǎn)電壓幅值各節(jié)點(diǎn)電壓虛部值迭代次數(shù)各節(jié)點(diǎn)流入凈功率01牛頓-拉夫遜法實(shí)驗(yàn)牛頓拉夫遜法算法具有很好的收斂性，收斂速度快。如果在運(yùn)算時(shí)找到一個(gè)好的初值，該算法就會(huì)平方性收斂。如果選擇

5、不恰當(dāng)?shù)某踔?，可能就?huì)不收斂或收斂到一個(gè)無(wú)法求出的解。但是，由于每次迭代都需要用到重新生成雅克比矩陣，所以計(jì)算量較大，需要的內(nèi)存空間也比較多。MATPOWER軟件是基于MATLAB語(yǔ)言編寫(xiě)的電力系統(tǒng)潮流和最優(yōu)潮流計(jì)算軟件,可以在MATLAB5.0或以上版本的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境中使用和運(yùn)行。MATPOWER所用的所有數(shù)據(jù)文件均為MATLAB的M文件或者M(jìn)AT文件,用來(lái)定義和返回變量:baseMVA、bus、branch、gen等。bus變量是一個(gè)矩陣,用來(lái)設(shè)置電網(wǎng)中各母線參數(shù),其格式為:bus_i、type、Pd、Qd、Gs、Bs、area、Vm、Va、baseKV、zone、Vmax、Vmi

6、n。bus_i用來(lái)設(shè)置母線編號(hào),范圍為1～29997。type用來(lái)設(shè)置母線類(lèi)型,1為PQ節(jié)點(diǎn)母線,2為PV節(jié)點(diǎn)母線,3為平衡(參考)節(jié)點(diǎn)母線。02MATPOWERPd和Qd用來(lái)設(shè)置母線注入負(fù)荷的有功和無(wú)功功率。Gs、Bs用來(lái)設(shè)置與母線并聯(lián)電導(dǎo)和電納。baseKV用來(lái)設(shè)置該母線基準(zhǔn)電壓。Vm和Va用來(lái)設(shè)置母線電壓的幅值、相位初值。Vmax和Vmin用來(lái)設(shè)置工作時(shí)母線最高、最低電壓幅值。area和zone用來(lái)設(shè)置電網(wǎng)斷面號(hào)和省耗分區(qū)號(hào),一般都設(shè)置為1,前者可設(shè)置范圍為1～100,后者可設(shè)置范圍為1～999。Vm和Va用來(lái)設(shè)置母線電壓的幅值、相位初值。Vmax和Vmin用來(lái)設(shè)置工作時(shí)母線最高

7、、最低電壓幅值。area和zone用來(lái)設(shè)置電網(wǎng)斷面號(hào)和省耗分區(qū)號(hào),一般都設(shè)置為1,前者可設(shè)置范圍為1～100,后者可設(shè)置范圍為1～999。02MATPOWER02MATPOWER實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息支路信息%bus_itypePdQdGsBsareaVmmpc.bus=[11-20-200011010011.10.94;2145150011010011.10.94;314050011010011.10.94;4160100011010011.10.94