课题组前期培训任务一二阶段826zm阅.docx
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课题组前期培训任务一二阶段826zm阅
课题组前期培训任务一
————潮流计算阶段二
作者刘珏麟
指导老师颜伟余娟赵霞
培养单位电气工程学院
学科专业电力系统及其自动化
二○一三年八月
目录
1)数据结构设计:
将铭牌参数作为原始输入数据,将潮流结果以有名值形式输出3
3)程序步骤和流程框图的设计4
4)程序代码的编写4
5)计算结果12
1)数据结构设计:
将铭牌参数作为原始输入数据,将潮流结果以有名值形式输出
(1)baseMVA为一个标量,用来设置系统基准容量,如100MVA
(2)bus为一个矩阵,用来设置电网中各母线参数。
矩阵的每一行对应于一个单一的母线,列的数据格式为,bus_i,type,Pd,Qd,baseKV。
bus_i用来设置母线编号
type用来设置母线类型,1为PQ节点母线,2为PV节点母线,3为平衡节点母线
Pd和Qd用来设置注入负荷的有功功率和无功功率
baseKV用来设置该母线基准电压
(3)gen为一个矩阵,用来设置接入电网中的发电机参数。
矩阵每一行都对应于一个单一发电机,列的数据结构为bus,Pg,Qg,Vg
bus用来设置母线编号
Pg和Qg用来设置接入发电机的有功功率和无功功率(MVA)
Vg用来设置接入发电机的工作电压(kV)
(4)line为一个矩阵,用来设置电网中的电力线路参数。
矩阵每一行都对应于一条电力线路,列的数据结构为fbus,tbus,r,x,b,l
fbus和tbus用来设置该支路起始节点编号和终止节点编号
r、x、b用来设置该支路的单位长度的电阻(Ω/km)、电抗(Ω/km)和导纳(S/km),l用来表示电力线路的长度(km)
(4)line为一个矩阵,用来设置电网中含变压器支路的参数。
矩阵每一行都对应于一条含变压器支路,列的数据结构为fbus,tbus,Pk,uk,P0,I0,UN,SN
fbus和tbus用来设置该支路起始节点编号和终止节点编号
Pk和uk分别表示变压器的短路损耗(kW)和短路电压百分值,用于计算电阻RT和电抗XT
P0和I0分别表示变压器的空载损耗(kW)和空载电流百分值,用于计算电导GT和电纳BT
UN和SN分别表示变压器的额定电压(kV)和额定容量(MVA)
附:
变量名命名设计:
节点信息:
bus
发电机铭牌参数:
gen
线路铭牌参数:
line
变压器铭牌参数:
transform
节点导纳矩阵:
Y
不平衡功率:
detaPQ
雅可比矩阵:
Jacobian
不平衡电压:
detaU
电压:
U、angle
平衡节点功率:
S6
支路功率:
S
支路损耗:
detaS
3)程序步骤和流程框图的设计
4)程序代码的编写
%%系统基准电压
baseMVA=100;
%%母线参数
%节点编号节点类型注入负荷的有功功率注入负荷的无功功率基准电压
bus=[
120015.75;
21100100220;
3100220;
4110080110;
51201510;
6300220;
7100220;
];
%%generatordata
%busPgQgVg
gen=[
1150015.75;
600220;
];
%line=[fbustbusrxblbaseKV]
line=[
620.0530.43i1.0e-006*2.94i40220
630.0530.43i1.0e-006*2.94i50220
230.0530.43i1.0e-006*2.94i30220
];
%transform=[fbustbusPkukP0I0UNSNbaseKV]
transform=[
12665.214i189.60.299i15.7524615.75
73638.912.9i74.750.0444i220180220
471258.2i00121180110
57163.123i0010.59010
];
%PO?
I0?
?
fbus
%?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
%bus
P=-bus(:
3)/baseMVA;
Q=-bus(:
4)/baseMVA;
%generator
P
(1)=gen(1,2)/baseMVA;
P(6)=gen(2,2)/baseMVA;
Q
(1)=gen(1,3)/baseMVA;
Q(6)=gen(2,3)/baseMVA;
%line
RL=zeros(3,1);
XL=zeros(3,1);
ZL=zeros(3,1);
YL=zeros(3,1);
fori=1:
3
RL(i)=line(i,3)*line(i,6)*(baseMVA/(line(i,7)^2));
XL(i)=line(i,4)*line(i,6)*(baseMVA/(line(i,7)^2));
YL(i)=0.5*line(i,5)*line(i,6)*((line(i,7)^2)/baseMVA);
ZL(i)=RL(i)+XL(i);
end
%transform
RT=zeros(4,1);
XT=zeros(4,1);
ZT=zeros(4,1);
GT=zeros(4,1);
BT=zeros(4,1);
YT=zeros(4,1);
K=zeros(4,1);
RT
(1)=((transform(1,3)*(transform(1,7)^2))/(1000*(transform(1,8)^2)))*(baseMVA/(transform(1,9)^2));
XT
(1)=((transform(1,4)*(transform(1,7)^2))/(100*transform(1,8)))*(baseMVA/(transform(1,9)^2));
GT
(1)=(transform(1,5)/(1000*(transform(1,7)^2)))*((transform(1,9)^2)/baseMVA);
BT
(1)=((transform(1,6)*transform(1,8))/(100*(transform(1,7)^2)))*((transform(1,9)^2)/baseMVA);
K
(1)=transform(1,7)/transform(1,9);
Pk12=transform(2,3)*((transform(2,8)/transform(3,8))^2);
Pk23=transform(3,3)*((transform(2,8)/min(transform(3,8),transform(4,8)))^2);
Pk31=transform(4,3)*((transform(3,8)/transform(4,8))^2);
transform(2,3)=0.5*(Pk12+Pk31-Pk23);
transform(3,3)=0.5*(Pk12+Pk23-Pk31);
transform(4,3)=0.5*(Pk23+Pk31-Pk12);
Vk12=transform(2,4);
Vk23=transform(3,4);
Vk31=transform(4,4);
transform(2,4)=0.5*(Vk12+Vk31-Vk23);
transform(3,4)=0.5*(Vk12+Vk23-Vk31);
transform(4,4)=0.5*(Vk23+Vk31-Vk12);
fori=2:
4
RT(i)=(transform(i,3)*baseMVA)/(1000*(transform(2,8)^2));
XT(i)=(transform(i,4)*baseMVA)/(100*transform(2,8));
K(i)=transform(i,7)/transform(i,9);
end
GT
(2)=transform(2,5)/(1000*baseMVA);
BT
(2)=(transform(2,6)*transform(2,8))/(100*baseMVA);
fori=1:
4
ZT(i)=RT(i)+XT(i);
end
fori=1:
2
YT(i)=GT(i)-BT(i);
end
%?
?
?
PI?
?
?
yt12=1/(K
(1)*ZT
(1));
yt11=(K
(1)-1)/(K
(1)*ZT
(1));
yt22=(1-K
(1))/((K
(1)^2)*ZT
(1));
yt37=1/(K
(2)*ZT
(2));
yt33=(K
(2)-1)/(K
(2)*ZT
(2));
yt377=(1-K
(2))/((K
(2)^2)*ZT
(2));
yt47=1/(K(3)*ZT(3));
yt477=(K(3)-1)/(K(3)*ZT(3));
yt44=(1-K(3))/((K(3)^2)*ZT(3));
yt57=1/(K(4)*ZT(4));
yt577=(K(4)-1)/(K(4)*ZT(4));
yt55=(1-K(4))/((K(4)^2)*ZT(4));
%?
?
?
?
?
?
%Y11,Y12
y10=YT
(1)+yt11;
y12=yt12;
Y(1,1)=y10+y12;
Y(1,2)=-y12;
Y(2,1)=-y12;
%Y22,Y23,Y26
y20=yt22+YL
(1)+YL
(2);
y23=1/ZL
(1);
y26=1/ZL
(2);
Y(2,2)=y20+y12+y23+y26;
Y(2,3)=-y23;
Y(3,2)=-y23;
Y(2,6)=-y26;
Y(6,2)=-y26;
%Y33,Y36,Y37
y30=yt33+YL
(1)+YL(3);
y36=1/ZL(3);
y37=yt37;
Y(3,3)=y30+y23+y36+y37;
Y(3,6)=-y36;
Y(6,3)=-y36;
Y(3,7)=-y37;
Y(7,3)=-y37;
%Y44,Y47
y40=yt44;
y47=yt47;
Y(4,4)=y40+y47;
Y(4,7)=-y47;
Y(7,4)=-y47;
%Y55,Y57
y50=yt55;
y57=yt57;
Y(5,5)=y50+y57;
Y(5,7)=-y57;
Y(7,5)=-y57;
%Y66
y60=YL
(2)+YL(3);
Y(6,6)=y60+y26+y36;
%Y77
y70=yt377+yt477+yt577+YT
(2);
Y(7,7)=y70+y37+y47+y57;
%?
?
?
?
?
?
?
G=real(Y);
B=imag(Y);
U=[1;1;1;1;1;1;1];
angle=[0;0;0;0;0;0;0];
%?
?
?
?
?
?
?
fortime=1:
20
PQ=zeros(11,1);
P=zeros(7,1);Q=zeros(7,1);k=0;
fori=1:
7
ifbus(i,2)==1
forj=1:
7
P(i)=P(i)+U(i).*U(j).*(G(i,j).*cos(angle(i)-angle(j))+B(i,j).*sin(angle(i)-angle(j)));
Q(i)=Q(i)+U(i).*U(j).*(G(i,j).*sin(angle(i)-angle(j))-B(i,j).*cos(angle(i)-angle(j)));
end
PQ(k+1)=P(i);
PQ(k+2)=Q(i);
k=k+2;
elseifbus(i,2)==2
forj=1:
7
P(i)=P(i)+U(i).*U(j).*(G(i,j).*cos(angle(i)-angle(j))+B(i,j).*sin(angle(i)-angle(j)));
end
PQ(k+1)=P(i);
k=k+1;
elseifbus(i,2)==3
continue
end
end
Initial=[1.5;-1;-1;0;0;-1;-0.8;-0.2;-0.15;0;0];
detaPQ=Initial-PQ;
%?
?
?
?
?
H=zeros(7,7);
N=zeros(7,7);
J=zeros(7,7);
L=zeros(7,7);
fori=1:
7
forj=1:
7
ifi~=j;
H(i,j)=U(i).*U(j).*(G(i,j).*sin(angle(i)-angle(j))-B(i,j).*cos(angle(i)-angle(j)));
N(i,j)=U(i).*U(j).*(G(i,j).*cos(angle(i)-angle(j))+B(i,j).*sin(angle(i)-angle(j)));
J(i,j)=-U(i).*U(j).*(G(i,j).*cos(angle(i)-angle(j))+B(i,j).*sin(angle(i)-angle(j)));
L(i,j)=U(i).*U(j).*(G(i,j).*sin(angle(i)-angle(j))-B(i,j).*cos(angle(i)-angle(j)));
end
end
end
fori=1:
7
s=0;
q=0;
forj=1:
7
ifi~=j;
s=s+U(i).*U(j).*(G(i,j).*sin(angle(i)-angle(j))-B(i,j).*cos(angle(i)-angle(j)));
q=q+U(i).*U(j).*(G(i,j).*cos(angle(i)-angle(j))+B(i,j).*sin(angle(i)-angle(j)));
end
end
H(i,i)=-s;
N(i,i)=q+2*(U(i)^2)*G(i,i);
J(i,i)=q;
L(i,i)=s-2*(U(i)^2)*B(i,i);
end
H(6,:
)=[];H(:
6)=[];N(6,:
)=[];N(:
6)=[];J(6,:
)=[];J(:
6)=[];L(6,:
)=[];L(:
6)=[];
Jacobian=zeros(12,12);
fori=1:
2:
11
forj=1:
2:
11
Jacobian(i,j)=H(fix((i+2)/2),fix((j+2)/2));
Jacobian(i,j+1)=N(fix((i+2)/2),fix((j+2)/2));
Jacobian(i+1,j)=J(fix((i+2)/2),fix((j+2)/2));
Jacobian(i+1,j+1)=L(fix((i+2)/2),fix((j+2)/2));
end
end
fori=1:
7
ifbus(i,2)==2
Jacobian(2*i,:
)=[];Jacobian(:
2*i)=[];
end
end
%?
?
?
?
?
?
detaU=inv(Jacobian)*detaPQ;
fori=3:
2:
11
detaU(i)=detaU(i)*U(fix((i+2)/2));
end
k=0;
fori=1:
7
ifbus(i,2)==1
angle(i)=angle(i)+detaU(k+1);
U(i)=U(i)+detaU(k+2);
k=k+2;
elseifbus(i,2)==2
angle(i)=angle(i)+detaU(k+1);
k=k+1;
elseifbus(i,2)==3
continue
end
end
ifmax(abs(detaU))<1.0e-006
break
end
end
UY=zeros(1,7);
fori=1:
7
UY(i)=U(i)*bus(i,5);
end
theta=angle*180/pi;
disp('bus_iUangle');
DIAN_YA=cat(2,bus(:
1),UY',theta)
%?
?
?
?
?
?
y0(1,1)=y10;y0(1,2)=yt22;y0(2,1)=YL
(1);y0(2,2)=YL
(1);y0(3,1)=YL
(2);y0(3,2)=YL
(2);
y0(4,1)=YL(3);y0(4,2)=YL(3);y0(5,1)=yt33;y0(5,2)=yt377+YT
(2);y0(6,1)=yt44;y0(6,2)=yt477+YT
(2);
y0(7,1)=yt55;y0(7,2)=yt577+YT
(2);
y(1,2)=y12;y(2,1)=y12;
y(2,3)=y23;y(3,2)=y23;
y(2,6)=y26;y(6,2)=y26;
y(3,6)=y36;y(6,3)=y36;
y(3,7)=y37;y(7,3)=y37;
y(4,7)=y47;y(7,4)=y47;
y(5,7)=y57;y(7,5)=y57;
%?
?
?
?
?
?
S6=0;
j=sqrt(-1);
ud=U.*cos(angle)+U.*sin(angle)*j;
forj=1:
7
S6=S6+ud(6)*conj(Y(6,j))*conj(ud(j));
end
disp('S6');
VOJDY=S6*baseMVA
%?
?
?
?
sft=[12;23;26;36;37;47;57;];
S=zeros(7,2);
S(1,1)=ud
(1)*(conj(ud
(1))*conj(y0(1,1))+(conj(ud
(1))-conj(ud
(2)))*conj(y(1,2)));
S(1,2)=ud
(2)*(conj(ud
(2))*conj(y0(1,2))+(conj(ud
(2))-conj(ud
(1)))*conj(y(2,1)));
S(2,1)=ud
(2)*(conj(ud
(2))*conj(y0(2,1))+(conj(ud
(2))-conj(ud(3)))*conj(y(2,3)));
S(2,2)=ud(3)*(conj(ud(3))*conj(y0(2,2))+(conj(ud(3))-conj(ud
(2)))*conj(y(3,2)));
S(3,1)=ud
(2)*(conj(ud
(2))*conj(y0(3,1))+(conj(ud
(2))-conj(ud(6)))*conj(y(2,6)));
S(3,2)=ud(6)*(conj(ud(6))*conj(y0(3,2))+(conj(ud(6))-conj(ud
(2)))*conj(y(6,2)));
S(4,1)=ud(3)*(conj(ud(3))*conj(y0(4,1))+(conj(ud(3))-conj(ud(6)))*conj(y(3,6)));
S(4,2)=ud(6)*(conj(ud(6))*conj(y0(4,2))+(conj(ud(6))-conj(ud(3)))*conj(y(6,3)));
S(5,1)=ud(3)*(conj(ud(3))*conj(y0(5,1))+(conj(ud(3))-conj(ud(7)))*conj(y(3,7)));
S(5,2)=ud(7)*(conj(ud(7))*conj(y0(5,2))+(conj(ud(7))-conj(ud(3)))*conj(y(7,3)));
S(6,1)=ud(4)*(conj(ud(4))*conj(y0(6,1))+(conj(ud(4))-conj(ud(7)))*conj(y(4,7)));
S(6,2)=ud(7)*(conj(ud(7))*conj(y0(6,2))+(conj(ud(7))-conj(ud(4)))*conj(y(7,4)));
S(7,1)=ud(3)*(conj(ud(5))*conj(y0(7,1))+(conj(ud(5))-conj(ud(7)))*conj(y(5,7)));
S(7,2)=ud(7)*(conj(ud(7))*conj(y0(7,2))+(conj(ud(7))-conj(ud(5)))*conj(y(7,5)));
SY=S*baseMVA;
fori=1:
7
detaS(i)=S(i,1)+S(i,2);
end
disp('fbustbusSaSbdetaS')
XLGLV=cat(2,sft,SY,detaS')
5)计算结果
bus
1
2
3
4
5
6
7
U(kV)
15.75
213.8276
212.8945
106.6733
9.1208
220
193.0907
angle(°)
5.1735
0.1755
-0.8995
-6.6388
-7.8292
0
-7.0741
平衡节点功率:
71.981+j170.23
支路功率:
S12=150+j53.6348MVA
S21=-1.4953-j0.3853MVA
S23=50.38+j3.168MVA
S32=-50.26-j7.55iMVA
S26=-0.8482-j64.6333MVA
S62=1.06589+j59.4811MVA
S36=-70.3309-j110.1478MVA
S63=70.9148+j110.7513MVA
S37=120.5929+j117.701MVA
S73=-120.165-j94.3074MVA
S47=-100–j79.9996MVA
S74=100.2161+j78.9475MVA
S57=-19.1445-j18.3587MVA
S75=20.06415+j15.4826MVA
支路损耗:
detaS12=0.4671+j15.1006MVA
detaS23=0.1193-j4.3858MVA
detaS26=0.2176-j5.1522MVA
detaS36=0.5838+j0.6035MVA
detaS37=0.4279+j23.3936MVA
detaS47=0.2160-j1.0521MVA
detaS57=0.9196-j2.8760MVA
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