【配电网】基于MATLAB的Newton-Raphson法电力系统潮流计算

针对Newton-Raphson法能快速求解非线性方程组的特点及MATLAB软件在电气工程领域的广泛应用,本文通过理论推导得出适用于MATLAB程序设计的矩阵形式Newton-Raphson法,并以不同规模的IEEE节点系统为案例验证该方法的有效性。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

✅作者简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,修心和技术同步精进,matlab项目合作可私信。

🍎个人主页:Matlab科研工作室

🍊个人信条:格物致知。

更多Matlab仿真内容点击👇

智能优化算法  神经网络预测 雷达通信  无线传感器

信号处理 图像处理 路径规划 元胞自动机 无人机

⛄ 内容介绍

​针对Newton-Raphson法能够快速求解非线性方程组和MATLAB软件在电气工程领域的广泛应用,本文经过理论推导,得出符合MATLAB程序设计的矩阵形式Newton-Raphson法,并以IEEE9节点系统为例验证了本方法的可行性和有效性. 

⛄ 部分代码

function busdt = busdatas(num)

%         |Bus | Type | Vsp | theta | PGi | QGi | PLi | QLi | Qmin | Qmax |

busdat3 = [ 1     1    1.05     0     0      0     0      0      0      0;

            2     3    1.0      0     0      0    256.6 110.2    0      0;  

            3     3    1.0      0     0      0    138.6  45.2    0      0];

 % Ref Book: Power System Analysis by Hadi Saadat, Figure 6.9, Example 6.7

        

%         |Bus | Type | Vsp | theta | PGi | QGi | PLi | QLi | Qmin | Qmax |

busdat6 = [ 1     1    1.05     0     0.0    0    0      0      0      0;

            2     2    1.05     0     0.5    0    0      0    -0.5   1.0;

            3     2    1.07     0     0.6    0    0      0    -0.5   1.5;

            4     3    1.0      0     0.0    0    0.7    0.7     0     0;

            5     3    1.0      0     0.0    0    0.7    0.7     0     0;

            6     3    1.0      0     0.0    0    0.7    0.7     0     0 ];

%         |Bus | Type | Vsp | theta | PGi | QGi | PLi | QLi | Qmin | Qmax |

busdat9 = [ 1     1    1.04     0     0.0    0    0      0      0      0;

            2     2    1.025    0     163    0    0      0     -99    99;

            3     2    1.025    0     85     0    0      0     -99    99;

            4     3    1.0      0     0.0    0    0.0    0.0     0     0;

            5     3    1.0      0     0.0    0    125    50      0     0;

            6     3    1.0      0     0.0    0    90     30      0     0;

            7     3    1.0      0     0.0    0    0.0    0.0     0     0;

            8     3    1.0      0     0.0    0    100    35      0     0;

            9     3    1.0      0     0.0    0    0.0    0.0     0     0 ];

        

%         |Bus | Type | Vsp | theta | PGi | QGi | PLi | QLi |  Qmin | Qmax |

busdat14 = [1     1    1.060   0       0     0     0     0       0       0;

            2     2    1.045   0      40   42.4  21.7   12.7    -40     50;

            3     2    1.010   0       0   23.4  94.2   19.0     0      40;

            4     3    1.0     0       0     0   47.8   -3.9     0       0;

            5     3    1.0     0       0     0    7.6    1.6     0       0;

            6     2    1.070   0       0   12.2  11.2    7.5    -6      24;

            7     3    1.0     0       0     0    0.0    0.0     0       0;

            8     2    1.090   0       0   17.4   0.0    0.0    -6      24;

            9     3    1.0     0       0     0   29.5   16.6     0       0;

            10    3    1.0     0       0     0    9.0    5.8     0       0;

            11    3    1.0     0       0     0    3.5    1.8     0       0;

            12    3    1.0     0       0     0    6.1    1.6     0       0;

            13    3    1.0     0       0     0   13.5    5.8     0       0;

            14    3    1.0     0       0     0   14.9    5.0     0       0;];

        

 %         |Bus | Type | Vsp | theta | PGi | QGi | PLi | QLi |  Qmin | Qmax |

busdat30 = [1     1    1.06    0       0     0     0     0       0       0;

            2     2    1.043   0      40   50.0  21.7   12.7    -40     50;

            3     3    1.0     0       0     0    2.4    1.2     0       0;

            4     3    1.06    0       0     0    7.6    1.6     0       0;

            5     2    1.01    0       0   37.0  94.2   19.0    -40     40;

            6     3    1.0     0       0     0    0.0    0.0     0       0;

            7     3    1.0     0       0     0   22.8   10.9     0       0;

            8     2    1.01    0       0   37.3  30.0   30.0    -10     40;

            9     3    1.0     0       0     0    0.0    0.0     0       0;

            10    3    1.0     0       0   19.0   5.8    2.0     0       0;

            11    2    1.082   0       0   16.2   0.0    0.0    -6      24;

            12    3    1.0     0       0     0   11.2    7.5     0       0;

            13    2    1.071   0       0   10.6   0.0    0.0    -6      24;

            14    3    1.0     0       0     0    6.2    1.6     0       0;

            15    3    1.0     0       0     0    8.2    2.5     0       0;

            16    3    1.0     0       0     0    3.5    1.8     0       0;

            17    3    1.0     0       0     0    9.0    5.8     0       0;

            18    3    1.0     0       0     0    3.2    0.9     0       0;

            19    3    1.0     0       0     0    9.5    3.4     0       0;

            20    3    1.0     0       0     0    2.2    0.7     0       0;

            21    3    1.0     0       0     0   17.5   11.2     0       0;

            22    3    1.0     0       0     0    0.0    0.0     0       0;

            23    3    1.0     0       0     0    3.2    1.6     0       0;

            24    3    1.0     0       0    4.3   8.7    6.7     0       0;

            25    3    1.0     0       0     0    0.0    0.0     0       0;

            26    3    1.0     0       0     0    3.5    2.3     0       0;

            27    3    1.0     0       0     0    0.0    0.0     0       0;

            28    3    1.0     0       0     0    0.0    0.0     0       0;

            29    3    1.0     0       0     0    2.4    0.9     0       0;

            30    3    1.0     0       0     0   10.6    1.9     0       0 ];

 %         |Bus | Type | Vsp | theta | PGi |  QGi | PLi |  QLi |  Qmin |  Qmax |

busdat57 = [1     1     1.040    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

            2     2     1.010    0     3.0   88.0   0.0    -0.8   50.0   -17.0;  

            3     2     0.985    0    41.0   21.0  40.0    -1.0   60.0   -10.0;  

            4     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;  

            5     3     1.000    0    13.0    4.0   0.0     0.0    0.0     0.0;  

            6     2     0.980    0    75.0    2.0   0.0     0.8   25.0    -8.0;   

            7     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

            8     2     1.005    0   150.0   22.0 450.0    62.1  200.0  -140.0;   

            9     2     0.980    0   121.0   26.0   0.0     2.2    9.0    -3.0;   

           10     3     1.000    0     5.0    2.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           11     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           12     2     1.015    0   377.0   24.0 310.0   128.5  155.0  -150.0;   

           13     3     1.000    0    18.0    2.3   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           14     3     1.000    0    10.5    5.3   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           15     3     1.000    0    22.0    5.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           16     3     1.000    0    43.0    3.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           17     3     1.000    0    42.0    8.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           18     3     1.000    0    27.2    9.8   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           19     3     1.000    0     3.3    0.6   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           20     3     1.000    0     2.3    1.0   0.0     0.0    0.0     0.0;  

           21     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           22     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           23     3     1.000    0     6.3    2.1   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           24     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           25     3     1.000    0     6.3    3.2   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           26     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           27     3     1.000    0     9.3    0.5   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           28     3     1.000    0     4.6    2.3   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           29     3     1.000    0    17.0    2.6   0.0     0.0    0.0     0.0;  

           30     3     1.000    0     3.6    1.8   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           31     3     1.000    0     5.8    2.9   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           32     3     1.000    0     1.6    0.8   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           33     3     1.000    0     3.8    1.9   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           34     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           35     3     1.000    0     6.0    3.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           36     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           37     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           38     3     1.000    0    14.0    7.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           39     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           40     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           41     3     1.000    0     6.3    3.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           42     3     1.000    0     7.1    4.4   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           43     3     1.000    0     2.0    1.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           44     3     1.000    0    12.0    1.8   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           45     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;  

           46     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           47     3     1.000    0    29.7   11.6   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           48     3     1.000    0     0.0    0.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           49     3     1.000    0    18.0    8.5   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           50     3     1.000    0    21.0   10.5   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           51     3     1.000    0    18.0    5.3   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           52     3     1.000    0     4.9    2.2   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           53     3     1.000    0    20.0   10.0   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           54     3     1.000    0     4.1    1.4   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           55     3     1.000    0     6.8    3.4   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           56     3     1.000    0     7.6    2.2   0.0     0.0    0.0     0.0;   

           57     3     1.000    0     6.7    2.0   0.0     0.0    0.0     0.0];

   

%             | Bus  | Type |  Vsp  | theta |   PGi   |  QGi   |   PLi   | QLi  | Qmin |   Qmax |

busdat118 = [    1      1     0.955   10.67     51.0     27.0      0.0     0.0     -5.0      15.0

                 2      3     1.000   11.22     20.0      9.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                 3      3     1.000   11.56     39.0     10.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                 4      2     0.998   15.28     30.0     12.0     -9.0     0.0   -300.0     300.0

                 5      3     1.000   15.73      0.0      0.0      0.0    -0.40     0.0       0.0

                 6      2     0.990   13.00     52.0     22.0      0.0     0.0    -13.0      50.0

                 7      3     1.000   12.56     19.0      2.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                 8      2     1.015   20.77      0.0      0.0    -28.0     0.0   -300.0     300.0

                 9      3     1.000   28.02      0.0      0.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                10      2     1.050   35.61      0.0      0.0    450.0     0.0   -147.0     200.0

                11      3     1.000   12.72     70.0     23.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                12      2     0.990   12.20     47.0     10.0     85.0     0.0    -35.0     120.0

                13      3     1.000   11.35     34.0     16.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                14      3     1.000   11.50     14.0      1.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                15      2     0.970   11.23     90.0     30.0      0.0     0.0    -10.0      30.0

                16      3     1.000   11.91     25.0     10.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                17      3     1.000   13.74     11.0      3.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                18      2     0.973   11.53     60.0     34.0      0.0     0.0    -16.0      50.0

                19      2     0.963   11.05     45.0     25.0      0.0     0.0     -8.0      24.0

                20      3     1.000   11.93     18.0      3.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                21      3     1.000   13.52     14.0      8.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                22      3     1.000   16.08     10.0      5.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                23      3     1.000   21.00      7.0      3.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                24      2     0.992   20.89      0.0      0.0    -13.0     0.0   -300.0     300.0

                25      2     1.050   27.93      0.0      0.0    220.0     0.0    -47.0     140.0

                26      2     1.015   29.71      0.0      0.0    314.0     0.0  -1000.0    1000.0

                27      2     0.968   15.35     62.0     13.0     -9.0     0.0   -300.0     300.0

                28      3     1.000   13.62     17.0      7.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                29      3     1.000   12.63     24.0      4.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                30      3     1.000   18.79      0.0      0.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                31      2     0.967   12.75     43.0     27.0      7.0     0.0    -300.0     300.0

                32      2     0.964   14.80     59.0     23.0      0.0     0.0    -14.0     -42.0

                33      3     1.000   10.63     23.0      9.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                34      2     0.986   11.30     59.0     26.0      0.0   -0.14     -8.0      24.0

                35      3     1.000   10.87     33.0      9.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                36      2     0.980   10.87     31.0     17.0      0.0     0.0     -8.0      24.0

                37      3     1.000   11.77      0.0      0.0      0.0     0.25     0.0       0.0

                38      3     1.000   16.91      0.0      0.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                39      3     1.000    8.41     27.0     11.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                40      2     0.970    7.35     20.0     23.0    -46.0     0.0   -300.0     300.0

                41      3     1.000    6.92     37.0     10.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                42      2     0.985    8.53     37.0     23.0    -59.0     0.0   -300.0     300.0

                43      3     1.000   11.28     18.0      7.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                44      3     1.000   13.82     16.0      8.0      0.0    -0.10     0.0       0.0

                45      3     1.000   15.67     53.0     22.0      0.0    -0.10     0.0       0.0

                46      2     1.005   18.49     28.0     10.0     19.0    -0.10  -100.0     100.0

                47      3     1.000   20.73     34.0      0.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                48      3     1.000   19.93     20.0     11.0      0.0    -0.15     0.0       0.0

                49      2     1.025   20.94     87.0     30.0    204.0     0.0    -85.0     210.0

                50      3     1.000   18.90     17.0      4.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                51      3     1.000   16.28     17.0      8.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                52      3     1.000   15.32     18.0      5.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                53      3     1.000   14.35     23.0     11.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                54      2     0.955   15.26    113.0     32.0     48.0     0.0   -300.0     300.0

                55      2     0.952   14.97     63.0     22.0      0.0     0.0     -8.0      23.0

                56      2     0.954   15.16     84.0     18.0      0.0     0.0     -8.0      15.0

                57      3     1.000   16.36     12.0      3.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                58      3     1.000   15.51     12.0      3.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                59      2     0.985   19.37    277.0    113.0    155.0     0.0    -60.0     180.0

                60      3     1.000   23.15     78.0      3.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                61      2     0.995   24.04      0.0      0.0    160.0     0.0   -100.0     300.0

                62      2     0.998   23.43     77.0     14.0      0.0     0.0    -20.0      20.0

                63      3     1.000   22.75      0.0      0.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                64      3     1.000   24.52      0.0      0.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                65      2     1.005   27.65      0.0      0.0    391.0     0.0    -67.0     200.0

                66      2     1.050   27.48     39.0     18.0    392.0     0.0    -67.0     200.0

                67      3     1.000   24.84     28.0      7.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                68      3     1.000   27.55      0.0      0.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                69      2     1.035   30.00      0.0      0.0    516.4     0.0   -300.0     300.0

                70      2     0.984   22.58     66.0     20.0      0.0     0.0    -10.0      32.0

                71      3     1.000   22.15      0.0      0.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                72      2     0.980   20.98      0.0      0.0    -12.0     0.0   -100.0     100.0

                73      2     0.991   21.94      0.0      0.0     -6.0     0.0   -100.0     100.0

                74      2     0.958   21.64     68.0     27.0      0.0    -0.12    -6.0       9.0

                75      3     1.000   22.91     47.0     11.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                76      2     0.943   21.77     68.0     36.0      0.0     0.0     -8.0      23.0

                77      2     1.006   26.72     61.0     28.0      0.0     0.0    -20.0      70.0

                78      3     1.000   26.42     71.0     26.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                79      3     1.000   26.72     39.0     32.0      0.0    -0.20     0.0       0.0

                80      2     1.040   28.96    130.0     26.0    477.0     0.0   -165.0     280.0

                81      3     1.000   28.10      0.0      0.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                82      3     1.000   27.24     54.0     27.0      0.0    -0.20     0.0       0.0

                83      3     1.000   28.42     20.0     10.0      0.0    -0.10     0.0       0.0

                84      3     1.000   30.95     11.0      7.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                85      2     0.985   32.51     24.0     15.0      0.0     0.0     -8.0      23.0

                86      3     1.000   31.14     21.0     10.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                87      2     1.015   31.40      0.0      0.0      4.0     0.0   -100.0    1000.0

                88      3     1.000   35.64     48.0     10.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                89      2     1.005   39.69      0.0      0.0    607.0     0.0   -210.0     300.0

                90      2     0.985   33.29     78.0     42.0    -85.0     0.0   -300.0     300.0

                91      2     0.980   33.31      0.0      0.0    -10.0     0.0   -100.0     100.0

                92      2     0.993   33.80     65.0     10.0      0.0     0.0     -3.0       9.0

                93      3     1.000   30.79     12.0      7.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                94      3     1.000   28.64     30.0     16.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                95      3     1.000   27.67     42.0     31.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                96      3     1.000   27.51     38.0     15.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                97      3     1.000   27.88     15.0      9.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                98      3     1.000   27.40     34.0      8.0      0.0     0.0      0.0       0.0

                99      3     1.000   27.04      0.0      0.0    -42.0     0.0   -100.0     100.0

               100      2     1.017   28.03     37.0     18.0    252.0     0.0    -50.0     155.0

               101      3     1.000   29.61     22.0     15.0      0.0     0.0      0.0       0.0

               102      3     1.000   32.30      5.0      3.0      0.0     0.0      0.0       0.0

               103      2     1.001   24.44     23.0     16.0     40.0     0.0    -15.0      40.0

               104      2     0.971   21.69     38.0     25.0      0.0     0.0     -8.0      23.0

               105      2     0.965   20.57     31.0     26.0      0.0    -0.20    -8.0      23.0

               106      3     1.000   20.32     43.0     16.0      0.0     0.0      0.0       0.0

               107      2     0.952   17.53     28.0     12.0    -22.0    -0.06  -200.0     200.0

               108      3     1.000   19.38      2.0      1.0      0.0     0.0      0.0       0.0

               109      3     1.000   18.93      8.0      3.0      0.0     0.0      0.0       0.0

               110      2     0.973   18.09     39.0     30.0      0.0    -0.06    -8.0      23.0

               111      2     0.980   19.74      0.0      0.0     36.0     0.0   -100.0    1000.0

               112      2     0.975   14.99     25.0     13.0    -43.0     0.0   -100.0    1000.0

               113      2     0.993   13.74      0.0      0.0     -6.0     0.0   -100.0     200.0

               114      3     1.000   14.46      8.0      3.0      0.0     0.0      0.0       0.0

               115      3     1.000   14.46     22.0      7.0      0.0     0.0      0.0       0.0

               116      2     1.005   27.12      0.0      0.0   -184.0     0.0  -1000.0    1000.0

               117      3     1.000   10.67     20.0      8.0      0.0     0.0      0.0       0.0

               118      3     1.000   21.92     33.0     15.0      0.0     0.0      0.0       0.0   ];

        

switch num

    case 3

        busdt = busdat3;

    case 6

        busdt = busdat6;

    case 9

        busdt = busdat9;

    case 14

        busdt = busdat14;

    case 30

        busdt = busdat30;

    case 57

        busdt = busdat57;

    case 118

        busdt = busdat118;

end

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

[1]张随涵, 刘白杨. 基于MATLAB的Newton-Raphson法电力系统潮流计算[J]. 科技传播, 2016(4):2.

❤️ 关注我领取海量matlab电子书和数学建模资料

❤️部分理论引用网络文献,若有侵权联系博主删除

 

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

matlab科研助手

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值