PowerWorld仿真与电力系统潮流计算（牛顿拉夫逊法和高斯赛德尔法）（Matlab实现）

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💥第一部分——内容介绍

1 概述

       最初，电力系统潮流计算是通过人工手算的。后来为了适应电力系统日益发展的需要，计算机网络已经形成，为了电力系统的潮流计算提供了物质基础。电力系统潮流计算是电力系统分析计算中最基本的内容，也是的电力系统运行及设计中必不可少的工具。根据系统给定的运行条件、网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线电压的幅值及相角、各元件中流过的功率、整个系统的功率损耗等。

      本文通过介绍基于牛顿拉夫逊法和高斯赛德尔法的潮流计算，在MATLAB中对牛顿拉夫逊法的算法进行了验证，并且用PowerWorld搭建了简单的电力系统模型，对MATLAB结果加以验证，更加形象地了解实际电力系统中潮流的分布情况。

2 主要任务

（1）在电气工程领域，潮流计算、短路计算、稳定计算俗称电力系统的三大计算。

（2）高压输电网潮流的计算机算法程序设计（PQ分解法、牛顿-拉夫逊法）

（3）或中压配电网潮流的计算机算法程序设计（前推后代法、同伦延拓法等）

（4）或电力系统短路故障的计算机算法程序设计（要求不限）

3 主要内容

（1）根据电力系统网络推导电力网络数学模型，写出节点导纳矩阵；

（2）赋予各节点电压变量（直角坐标系形式）初值后，求解不平衡量；

（3）形成雅可比矩阵；

（4）求解修正量后，重新修改初值，从2开始重新循环计算；

（5）求解的电压变量达到所要求的精度时，再计算各支路功率分布、功率损耗和平衡节点功率;

（6）上机编程调试；连调； 

（7）计算分析给定系统潮流分析并与手工计算结果作比较分析。 

4 案例分析

如图2-1所示，该系统由两台发电机、两台变压器、三条交流输电线路以及三个负荷组成的一个具有5节点的环网，其中节点1、2、3均为PQ节点，节点4为PV节点，节点5为平衡节点。图中参数均用标幺值表示，母线1、2、3基准电压为230kV，母线4、5基准电压为13.8kV，基准功率为100MVA。

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5 PowerWorld仿真

5.1 正常工作

       搭建一个基于PowerWorldd的复杂模型，如图所示，同时也表征着其正常运行状态下的潮流分布情况。

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 5.2 负荷增加

       当节点Five上的负荷增加至530MW时，系统的潮流发生较大改变，如图所示，多条线路处于过负荷运行状态下，电压水平也降低了很多，说明在过负荷下会严重影响系统的电压水平。

          ​

5.3 发电机出力增加

        当节点Six上的发电机有功出力增加至800MW时，系统的潮流发生较大改变，如图所示，多条线路处于过负荷运行状态下，电压水平也稍有降低。

       ​

 6 MATLAB编程实例

6.1 潮流计算程序流程图

   基于牛顿-拉夫逊法的潮流计算程序流程图如图所示。

                              ​

6.2 参考文献 

文章中一些内容引自网络，会注明出处或引用为参考文献，难免有未尽之处，如有不妥，请随时联系删除。(文章内容仅供参考，具体效果以运行结果为准)

6.3 Matlab代码实现

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