摘 要：潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行的基本計(jì)算，可將網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)電壓和功率計(jì)算出來，繼而進(jìn)行損耗的計(jì)算。通過潮流計(jì)算可以檢測和預(yù)知電力系統(tǒng)中負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化，從而保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。文章以電力系統(tǒng)五節(jié)點(diǎn)潮流算例為基礎(chǔ)，應(yīng)用牛頓潮流計(jì)算方法，構(gòu)建基于Matlab的程序與仿真，并對程序與仿真結(jié)果進(jìn)行對比。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)五節(jié)點(diǎn)；程序與仿真；牛頓潮流計(jì)算

引言

潮流計(jì)算是在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)的一種運(yùn)算，由系統(tǒng)賦予的運(yùn)行條件和整體結(jié)構(gòu)來確定整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的狀況。同時(shí)它也是電力系統(tǒng)應(yīng)用最基本和最廣泛的電氣計(jì)算。較早的時(shí)候大多數(shù)的人用高斯——賽德爾迭代法求解潮流，因?yàn)樗谶\(yùn)算的時(shí)候內(nèi)部儲(chǔ)存量比較小，但其收斂性卻一般，所以在這以后人們就選用阻抗法，經(jīng)過修改和運(yùn)算方式的改進(jìn)后，牛頓法就成為人們應(yīng)用潮流計(jì)算的常用方法，其主要的特點(diǎn)就是將方程的非線性化變?yōu)榉匠痰木€性化。文章重點(diǎn)以牛頓潮流計(jì)算作為潮流計(jì)算的方法，在Matlab中應(yīng)用電力系統(tǒng)五節(jié)點(diǎn)算例進(jìn)行仿真對比分析。

1 牛頓法潮流計(jì)算

簡言之，其核心就是把非線性方程式的求解過程變?yōu)橄鄬?yīng)的線性求解的過程。在牛頓潮流計(jì)算中形成雅克比矩陣之后，在此基礎(chǔ)上建立相對應(yīng)的修正方程，它的基本計(jì)算流程為：1.求解各個(gè)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納，并組成相對應(yīng)的矩陣YB；2、設(shè)置各個(gè)節(jié)點(diǎn)的初始值ei（0）、fi（0）；3、把各個(gè)節(jié)點(diǎn)的初始電壓值帶入式中求解修正方程式中的非平衡量ΔPi（0）、ΔQi（0）、Ui（0）2 ；4、求雅克比矩陣各元素Nij、Nij、Jij、Lij與Rij、Sij；5、求解修正量Δei（0）、Δfi（0）；6、再次計(jì)算各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓；7、在之前的基礎(chǔ)上迭代；8、求解線路上的功率以及平衡節(jié)點(diǎn)的功率。其中節(jié)點(diǎn)電壓可采用直角坐標(biāo)形式或者極坐標(biāo)的形式。

在牛頓潮流計(jì)算的修正方程處理的方式上能聯(lián)系修正方程式的求解，求解過程能采取形成、消元、儲(chǔ)存同時(shí)進(jìn)行的方式。另外節(jié)點(diǎn)編號也能做有關(guān)的優(yōu)化，其優(yōu)化法通常有三種，它們?yōu)殪o態(tài)法、半動(dòng)態(tài)法和動(dòng)態(tài)法。

牛頓潮流算法擁有很多優(yōu)勢，例如它在潮流計(jì)算過程中的收斂速度較快，初始值選取性也比較好，并且收斂更為精準(zhǔn)。它的迭代次數(shù)與所運(yùn)算的系統(tǒng)范圍基本上沒有關(guān)聯(lián)。它還具有收斂的可靠性，對于病態(tài)系統(tǒng)也能可靠收斂。收斂的可靠性一般取決于一個(gè)比較好的啟動(dòng)初始值，假若初始值選擇不恰當(dāng)，算法也就不能夠準(zhǔn)確的收斂。

2 基于Matlab建立仿真

五節(jié)點(diǎn)等值網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

這里PV節(jié)點(diǎn)為5，PQ節(jié)點(diǎn)分別為2，3，4，而平衡節(jié)點(diǎn)為1。這里的發(fā)電機(jī)側(cè)電壓為10kv，其線路側(cè)電壓為110kv，變壓器的容量規(guī)定為100MV·A。相關(guān)的數(shù)據(jù)設(shè)置參考了文獻(xiàn)[2]。

3 結(jié)果對比分析

程序與模型仿真數(shù)據(jù)對比（表3）。

通過Matlab的模型與程序仿真得出了幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對比模型與程序仿真結(jié)果中多數(shù)數(shù)據(jù)相差不大，仿真結(jié)果基本正確。

參考文獻(xiàn)

[1]郭麗萍，顧秀芳.電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)及示例分析[M].水利水電出版社，2011.

[2]于群，曹娜.MATLAB/Simulink電力系統(tǒng)建模與仿真[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3]劉衛(wèi)國.MATLAB程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].高等教育出版社，2006.

[4]陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M].中國電力出版社，2013.

[5]于永源，楊綺雯.電力系統(tǒng)分析[M].中國電力出版社，2007.

[6]劉天琪.現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析理論與方法[M].中國電力出版社，2007.