基于内点法的最优潮流计算

基于连续潮流算法的可传输容量计算

2007年第22卷第2期电　力　学　报 Vol.22No.22007　(总第79期) J OURNAL OF EL ECTRIC POWER (Sum.79) 文章编号:　1005-6548(2007)02-0154-05 基于连续潮流算法的可传输容量计算Ξ 陈国通1,　吴杰康2,　张宏亮3,　盛刚伟2 (1.广西电网公司梧州供电局,广西梧州543002;　2.广西大学电气工程学院,广西南宁530004; 3.广西方元电力股份有限公司,广西南宁530028) Continuous Pow er Flow Method for Available T ransfer C apability Computation CHEN Guo2tong1,　WU Jie2kang2,　ZHAN G Hong2liang3,　SHEN G Gang2wei2 (1.Wuzhou Power Supply bureau,Guangxi Electric Net Company,Wuzhou543002,China; 2.Department of Electrical Engineering,Guangxi Univeristy,Nanning530004,China; 3.Guangxi Fangyuan Electric Co.Ltd.,Nanning530028,China) 摘　要:　对可传输容量进行了分析,探究了基于连续潮流算法的可传输容量计算方法。对正常运行和事故条件下电力系统母线之间、区域之间可传输容量计算进行了探讨和分析。在Matpower平台上编程,并与Matlab和Powerworld接口,实现了可传输容量计算的可视化,并可任意改变系统的运行方式、条件和参数,形成不同的运行状态(基本潮流),从而计算不同运行情况下母线间和区域间可传输容量。算例的仿真结果表明,在Matpower、Matlab和Powerworld3个平台上,可传输容量计算均具有灵活性、可行性和可视化。关键词:　电力系统;可传输容量;连续潮流中图分类号:　TM744　文献标识码:　A Abstract:　This paper based on continuous power flow method,proposes a method for computing avail2 able transfer capability by studying the capacity.In the proposed method,the available transfer capability between buses,zones and areas is studies under any condition of normal or contingent status of power sys2 tems.Interfacing Powerworld software,visual compu2 tation is accomplished,and interfacing Matlab soft2 ware,the operation modes,conditions and parameters of the visual power systems in Powerworld software are changed according to the needs of computating available transfercapability between buses and zones in any cases.An studying example of simulation is given to illustrate the flexibility feasibility and visual2 ization of the proposed method in the three platforms Matpower,Matlab and powerworld. K ey Words:　power systems;available transfer ca2 pability;continuous power flow 传输容量的计算对于系统的规划和运行都起到了关键性作用。对于规划人员和操作人员传输容量显得特别重要,规划者通过传输容量可以了解到系统的瓶颈,同样可以了解到什么样的系统具有 Ξ基金项目:　广西科学基金资助项目(桂科目0640028);广西壮族自治区教育厅资助项目(桂教科研[2005]47号);广西高校百名中青年学科带头人资助计划项目(RC20060808002);宁波市自然科学基金资助项目(2005A610013)。收稿日期:　2007202226 修回日期:　2007203205 作者简介:　陈国通(1965-),男,广西玉林人,高级工程师,电力系统运行与分析; 吴杰康(1965-),男,广西隆安人,工学博士,教授,电力系统智能测量和智能控制、电力系统智能仪表、电力市场; 张宏亮(1965-),男,广西宾阳人,高级工程师,电力系统运行与分析; 盛刚伟(1985-),男,浙江金华人,助理工程师,电力系统运行与分析。

基于内点法的最优潮流计算

基于内点法的最优潮流计算 Prepared on 24 November 2020

摘要内点法是一种能在可行域内部寻优的方法，即从初始内点出发，沿着中心路径方向在可行域内部直接走向最优解的方法。其中路径跟踪法是目前最具有发展潜力的一类内点算法，该方法鲁棒性强，对初值的选择不敏感，在目前电力系统优化问题中得到了广泛的应用。本文采用路径跟踪法进行最优求解，首先介绍了路径跟踪法的基本模型，并且结合具体算例，用编写的Matlab程序进行仿真分析，验证了该方法在最优潮流计算中的优越性能。关键词：最优潮流、内点法、路径跟踪法、仿真

0、引言电力系统最优潮流，简称OPF（Optimal Power Flow）。OPF问题是一个复杂的非线性规划问题，要求满足待定的电力系统运行和安全约束条件下，通过调整系统中可利用控制手段实现预定目标最优的系统稳定运行状态。针对不同的应用，OPF模型课以选择不同的控制变量、状态变量集合，不同的目标函数，以及不同的约束条件，其数学模型可描述为确定一组最优控制变量u，以使目标函数取极小值，并且满足如下等式和不等式。 {min u f(x,u) S.t.?(x,u)=0 g(x,u)≤0 （0-1）其中min u f(x,u)为优化的目标函数，可以表示系统运行成本最小、或者系统运行网损最小。S.t.?(x,u)=0为等式约束，表示满足系统稳定运行的功率平衡。g(x,u)≤0为不等式约束，表示电源有功出力的上下界约束、节点电压上下线约束、线路传输功率上下线约束等等。电力系统最优潮流算法大致可以分为两类：经典算法和智能算法。其中经典算法主要是指以简化梯度法、牛顿法、内点法和解耦法为代表的基于线性规划和非线性规划以及解耦原则的算法，是研究最多的最优潮流算法, 这类算法的特点是以一阶或二阶梯度作为寻找最优解的主要信息。智能算法主要是指遗传算法和模拟退火发等，这类算法的特点是不以梯度作为寻优信息，属于非导数的优化方法。因此经典算法的优点是能按目标函数的导数信息确定搜索方向，计算速度快，算法比较成熟，结果可信度高。缺点是对目标函数及约束条件有一定的限

电力系统潮流计算详解

首先声明一下，这些是从网站上转载的，不是本人上编写的基于MATLAB的电力系统潮流计算 %简单潮流计算的小程序，相关的原始数据数据数据输入格式如下： %B1是支路参数矩阵，第一列和第二列是节点编号。节点编号由小到大编写%对于含有变压器的支路，第一列为低压侧节点编号，第二列为高压侧节点%编号，将变压器的串联阻抗置于低压侧处理。 %第三列为支路的串列阻抗参数。 %第四列为支路的对地导纳参数。 %第五烈为含变压器支路的变压器的变比 %第六列为变压器是否是否含有变压器的参数，其中“1”为含有变压器，%“0”为不含有变压器。 %B2为节点参数矩阵，其中第一列为节点注入发电功率参数；第二列为节点%负荷功率参数；第三列为节点电压参数；第六列为节点类型参数，其中 %“1”为平衡节点，“2”为PQ节点，“3”为PV节点参数。 %X为节点号和对地参数矩阵。其中第一列为节点编号，第二列为节点对地%参数。 n=input('请输入节点数:n='); n1=input('请输入支路数:n1='); isb=input('请输入平衡节点号:isb='); pr=input('请输入误差精度:pr='); B1=input('请输入支路参数:B1='); B2=input('请输入节点参数:B2='); X=input('节点号和对地参数:X='); Y=zeros(n); Times=1; %置迭代次数为初始值 %创建节点导纳矩阵 for i=1:n1 if B1(i,6)==0 %不含变压器的支路 p=B1(i,1); q=B1(i,2); Y(p,q)=Y(p,q)-1/B1(i,3); Y(q,p)=Y(p,q); Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4); Y(q,q)=Y(q,q)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4); else %含有变压器的支路 p=B1(i,1); q=B1(i,2); Y(p,q)=Y(p,q)-1/(B1(i,3)*B1(i,5)); Y(q,p)=Y(p,q); Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3); Y(q,q)=Y(q,q)+1/(B1(i,5)^2*B1(i,3)); end

基于辅助问题原理及内点法的分区并行最优潮流算法

第40卷　第4期2006年4月西　安　交　通　大　学　学　报 J OU RNAL O F XI′AN J IAO TON G U N IV ERSIT Y Vol.40　№4 Ap r.2006 基于辅助问题原理及内点法的分区并行最优潮流算法商小乐,李建华,刘　锐,李　夏 (西安交通大学电气工程学院,710049,西安) 摘要:针对大电网在最优化问题计算中存在计算时间长、矩阵维数高等问题,按照电力系统的实际地理分布,在某些联络线处将整个电网分解为多个相对独立的子系统,子系统间通过边界节点产生的约束条件进行协调,建立了一个基于辅助问题原理(A PP)的多分区并行最优潮流计算模型.应用A PP方法,将大电网最优潮流问题转化为多个规模相对较小子系统的并行协调优化问题,在每个子系统中采用跟踪中心轨迹内点法求解子系统的优化问题.测试算例的计算结果表明,该算法减少了整个问题的矩阵维数,降低了问题的求解难度,具有较强的收敛性、快速性和实用性. 关键词:最优潮流;多分区;辅助问题原理;并行计算;内点法中图分类号:TM744　文献标识码:A　文章编号:0253Ο987X(2006)04Ο0468Ο05 Paralleled Optimal Pow er Flow Algorithm B ased on Auxiliary Problem Principle and Interior Point Algorithm Shang Xiaole,Li Jianhua,Liu Rui,Li Xia (School of Electrical Engineering,Xi′an Jiaotong University,Xi′an710049,China) Abstract:To solve t he difficulties of long comp uting period and huge mat rix dimensions in t he t raditional large scale optimal power flow(O PF)algorit hms,a complex power system is decom2 posed into several logical independent subsystems geograp hically,which are coordinated via re2 st rictions of t he jointed borders.A dist ributed processing model based on subsystem decomposi2 tion and auxiliary problem p rinciple(A PP)met hod is p roposed,where t he large scale system O PF p roblem is decompo sed into several parallel coordinating subsystem optimization ones and solved wit h t he interior point algorit hm.It is demonst rated t hat t he algorit hm rapidly reduces t he dimensions and t he calculation complexity of overall OPF problem wit h higher efficiency and con2 vergence. K eyw ords:optimal power flow;subsystem decompo sition;auxiliary problem p rinciple;parallel comp utation;interior point algorit hm 随着电力系统规模不断扩大和对在线实时分析要求的不断提高,传统算法在计算速度上已经无法满足需求,人工智能算法虽然可以得到较好的优化解,但计算速度缓慢.此外,传统算法和人工智能算法目前都面临着大系统所带来的维数灾难问题,快速、稳定的最优潮流算法已经成为大规模电力系统计算与运行控制的关键.近年来,并行算法正逐渐应用到各种科学计算当中.在电力系统计算方面,并行算法也有了一些应用[1Ο4],这些方法采用服务器/客户端结构,主从进程之间存在大量数据交换,造成了数据收集和发送时的瓶颈.文献[5Ο7]提出了一种新的并行计算方法,它应用辅助问题原理[8],将一个整体的最优化问题分解为多个相对独立的子问题,并采用并行迭代求解子问题的方式来完成对整个问题的求解,为电力系统并行优化计算提供了一种新思路. 本文所讨论的是基于辅助问题原理(A PP)方法及跟踪中心轨迹内点法的分区并行最优潮流算法, 收稿日期:2005Ο09Ο16.　作者简介:商小乐(1982～),男,硕士生;李建华(联系人),女,教授.

基于MATLAB的电力系统潮流计算

基于MATLAB的电力系统潮流计算 %简单潮流计算的小程序，相关的原始数据数据数据输入格式如下： %B1是支路参数矩阵，第一列和第二列是节点编号。节点编号由小到大编写%对于含有变压器的支路，第一列为低压侧节点编号，第二列为高压侧节点%编号，将变压器的串联阻抗置于低压侧处理。 %第三列为支路的串列阻抗参数。 %第四列为支路的对地导纳参数。 %第五烈为含变压器支路的变压器的变比 %第六列为变压器是否是否含有变压器的参数，其中“1”为含有变压器，%“0”为不含有变压器。 %B2为节点参数矩阵，其中第一列为节点注入发电功率参数；第二列为节点%负荷功率参数；第三列为节点电压参数；第六列为节点类型参数，其中 %“1”为平衡节点，“2”为PQ节点，“3”为PV节点参数。 %X为节点号和对地参数矩阵。其中第一列为节点编号，第二列为节点对地%参数。 n=input('请输入节点数:n='); n1=input('请输入支路数:n1='); isb=input('请输入平衡节点号:isb='); pr=input('请输入误差精度:pr='); B1=input('请输入支路参数:B1='); B2=input('请输入节点参数:B2='); X=input('节点号和对地参数:X='); Y=zeros(n); Times=1; %置迭代次数为初始值 %创建节点导纳矩阵 for i=1:n1 if B1(i,6)==0 %不含变压器的支路 p=B1(i,1); q=B1(i,2); Y(p,q)=Y(p,q)-1/B1(i,3); Y(q,p)=Y(p,q); Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4); Y(q,q)=Y(q,q)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4); else %含有变压器的支路 p=B1(i,1); q=B1(i,2); Y(p,q)=Y(p,q)-1/(B1(i,3)*B1(i,5)); Y(q,p)=Y(p,q); Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3);

用matlab电力系统潮流计算

题目：潮流计算与matlab 教学单位电气信息学院姓名学号年级专业电气工程及其自动化指导教师职称副教授

摘要电力系统稳态分析包括潮流计算和静态安全分析。本文主要运用的事潮流计算，潮流计算是电力网络设计与运行中最基本的运算，对电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到各种电网各节点的电压，并求得网络的潮流及网络中的各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。本位就是运用潮流计算具体分析，并有MATLAB仿真。关键词：电力系统潮流计算 MATLAB Abstract Electric power system steady flow calculation and analysis of the static safety analysis. This paper, by means of the calculation, flow calculation is the trend of the power network design and operation of the most basic operations of electric power network, various design scheme and the operation ways to tide computation, can get all kinds of each node of the power grid voltage and seek the trend of the network and the network of the components of the power loss, and getting electric power. The standard is to use the power flow calculation and analysis, the specific have MATLAB simulation. Key words: Power system; Flow calculation; MATLAB simulation

基于内点法的含暂态稳定约束的最优潮流计算

第26卷　第13期2002年7月10日电　力　系　统　自　动　化A utom ati on of E lectric Pow er System s V o l .26　N o.13July 10,2002 基于内点法的含暂态稳定约束的最优潮流计算袁　越1,久保川淳司2,佐佐木博司1,宋永华3 (1.广岛大学,日本;2.广岛工业大学,日本;31西安交通大学电力工程系,陕西省西安市710049) 摘要:建立了含暂态稳定约束的最优潮流的数学模型,模型中考虑了多个预想事故。提出了一种基于原—对偶内点法的含暂态稳定约束的最优潮流算法。通过充分开发修正矩阵的稀疏性,并在求解时采用稀疏技巧,开发出了高性能的计算程序。在日本60H z 电力网的10机模型系统的优化计算结果表明,所提算法不仅具有强大的处理等式约束和不等式约束的能力,而且具有良好的收敛性,能够有效地解决考虑多个预想事故时的含暂态稳定约束的最优潮流问题。关键词:最优潮流;原—对偶内点法;暂态稳定分析中图分类号:TM 711;TM 744 收稿日期:2002201228。 0　引言自从20世纪60年代法国的Carpen tier 提出最初的最优潮流模型以来,广大学者对最优潮流问题进行了大量的研究。然而,由于传统的最优潮流没有考虑暂态稳定约束,在其得出的最优运行方式下系统可能会遇到暂态稳定性问题。特别是在电力市场化运营机制下,系统不可能再在保守的方式下运行,如何能够把系统的安全性和经济性融为一体,就显得更为重要。为此,近年来,关于包含暂态稳定约束的最优潮流(SCO PF )的研究引起了各国学者广泛的兴趣。迄今为止,对于包含暂稳约束的最优潮流,提出了两种求解方法:一种是在传统的最优潮流中直接加入暂稳约束条件,然后采用与一般的最优潮流问题相同的算法来求解[1,2];另一种方法是基于Euclidean 空间变换,把一个含有大量约束的SCO PF 优化问题转换为与一般的最优潮流相同规模的优化问题[3]。在本文中,我们称第1种方法为SCO PF 求解的“直接法”,第2种方法为SCO PF 求解的“间接法”。“间接法”的长处在于降低了优化问题的规模,而“直接法”则具有可以借鉴和采用各种发展成熟的暂态稳定分析方法的优点。目前,包含暂稳约束的最优潮流还处于发展阶段,特别是“间接法”才得到小系统的验证。此外,所有关于SCO PF 的研究还仅局限于考虑一个预想事故。显然,如果求取整个系统的既安全又经济的运行方式,仅考虑一个预想事故是不够的。为此,本文建立了考虑多个预想事故时SCO PF 的数学模型,并且提出了一种求解方法。从数学表达式来看,SCO PF 问题属于非线性规划问题。实际上,任何求解一般的最优潮流的算法都可以用于求解SCO PF 问题。不同于文献[1～3]中的算法,本文提出了一种基于原—对偶内点法的SCO PF 求解算法。作为一种功能强大的优化算法,它已经成功地解决了许多带大量约束的大规模电力系统的优化问题[4,5]。事实上,本文研究表明,原—对偶内点法在求解考虑多个预想事故的SCO PF 问题上同样可以达到令人满意的性能。 1　含暂态稳定约束的最优潮流模型本文采用多机电力系统的经典数学模型,各发电机用x d ′后的恒定电势E ′来模拟,负荷用恒定阻抗模型。发电机的转子运动方程为[6]: 　 ? i =Ξi -Ξ0 M i Ξ i =Ξ0(-D i Ξi +P m i -P e i ) (1) 　P e i =E i ′2 G ii ′+ ∑ n g j =1 j ≠i E i ′E j ′B ij ′sin (?i -?j )+ E i ′E j ′G ij ′co s (?i - ?j ) 式中:i ∈S G ;S G 为发电机节点集合;P e i 为发电机的电磁功率;Y ij ′=G ij ′+j B ij ′ (i ,j =1,2,…,n g )为发电机内电势节点的自导纳(i =j )和互导纳(i ≠j )。为便于表示发电机的摇摆特性,取系统的惯性中心(CO I )作为参考。CO I 的角度定义为[7]: ?CO I = ∑n g i =1 M i ?i ∑n g i =1 M i (2) 1.1　目标函数本文采用发电燃料总费用作为目标函数,机组的燃料特性采用二次函数关系式: 4 1

基于内点法的最优潮流计算

基于内点法的最优潮流计算 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

第三章简单电力系统的潮流计算汇总

第一章简单电力系统的分析和计算一、基本要求掌握电力线路中的电压降落和功率损耗的计算、变压器中的电压降落和功率损耗的计算；掌握辐射形网络的潮流分布计算；掌握简单环形网络的潮流分布计算；了解电力网络的简化。二、重点内容 1、电力线路中的电压降落和功率损耗图3-1中，设线路末端电压为2U 、末端功率为222~jQ P S +=，则（1）计算电力线路中的功率损耗 ① 线路末端导纳支路的功率损耗： 222 2* 222~U B j U Y S Y -=?? ? ??=? ……………（3-1）则阻抗支路末端的功率为： 222~~~Y S S S ?+=' ② 线路阻抗支路中的功率损耗： ()jX R U Q P Z I S Z +'+'==?2 2 22222 ~ ……（3-2）则阻抗支路始端的功率为： Z S S S ~ ~~21?+'=' ③ 线路始端导纳支路的功率损耗： 2121* 122~U B j U Y S Y -=?? ? ??=? …………（3-3）则线路始端的功率为： 111~ ~~Y S S S ?+'= ~~~图3-3 变压器的电压和功率 ~2 ? U （2）计算电力线路中的电压降落选取2U 为参考向量，如图3-2。线路始端电压 U j U U U δ+?+=2 1 其中 2 2 2U X Q R P U '+'= ? ； 222U R Q X P U '-'=δ ……………（3-4）则线路始端电压的大小： ()()2 221U U U U δ+?+= ………………（3-5）一般可采用近似计算： 2 2 2221U X Q R P U U U U '+'+ =?+≈ ………………（3-6）

电力系统概率潮流计算的计算方法与比较毕业设计任务书

毕业设计（论文）任务书信息与电气工程系电工电子基础教研室系（教研室）主任:（签名）年月日学生姓名:学号:专业:电气工程及其自动化 1 设计（论文）题目及专题：电力系统概率潮流计算的计算方法与比较 2 学生设计（论文）时间：自 2020年1月9日开始至 2020年5月 25日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料： [1]陈倪.电力系统概率潮流计算[D].东南大学,1990. [2]戴小青. 电力系统概率潮流新算法及其应用[D].华北电力大学(北京),2006. [3] 张建芬,王克文,宗秀红,谢志棠.几种概率潮流模型的准确性比较分析[J].郑州大学学报(工学版),2003(04):32-36. [4]DING Ming, LI Shenghu, HUANG Kai. Probabilistic load flow analysis based on Monte-Carlo simulation [J]. Power System Technology, 2007, 25(11):10-14. [5]MORALES J M,BARINGO L,CONEJO A J, et al. Probabilistic power flowwith correlated wind sources[J]. IET Generation, Transmission & Distribution, 2010, 4(5):641-651. [6]代景龙,韦化,鲍海波,等. 基于无迹变换含分布式电源系统的随机潮流[J]. 电力自动化设备, 2016, 36(3):86-93. [7]张衡,程浩忠,曾平良,等. 分位数拟合的点估计法随机潮流在输电网规划中的应用[J]. 电力自动化设备, 2018, 38(11):43-49. [8]方斯顿,程浩忠,徐国栋,等. 基于Nataf变换和准蒙特卡洛模拟的随机潮流计算[J]. 电力自动化设备, 2015, 35(8):38-44. 4 设计（论文）应完成的主要内容：（1）电力系统概率潮流概述；（2）基于蒙特卡洛法的概率潮流计算；（3）基于累积量法的概率潮流计算；（4）基于点估计法的概率潮流计算；（5）基于无迹变换法的概率潮流计算；（6）各种计算方法的比较分析。

电力系统概率潮流算法综述_刘宇

ＤＯＩ：１０．７５００／ＡＥＰＳ２０１３１０１４０１７电力系统概率潮流算法综述刘　宇１，２，高　山１，２，杨胜春３，姚建国３（１．东南大学电气工程学院，江苏省南京市２１００１８；２．江苏省智能电网技术与装备重点实验室，东南大学，江苏省南京市２１００１８；３．中国电力科学研究院（南京），江苏省南京市２１０００３）摘要：概率潮流是解决电力系统不确定因素的重要基础。随着间歇性能源的发展与电力系统随机性的提升，概率潮流在近些年来得到了广泛的研究。文中以算法的原理与优缺点为立足点，对电力系统概率潮流算法研究进行综述。首先，对概率潮流的研究问题进行阐述，简要介绍了概率潮流理论的发展、计算模型分类以及评价指标，并简述了概率潮流在电力系统中的应用情况。然后，按照算法的不同原理将概率潮流算法进行分类，基于不同类别的方法对实际应用的具体算法进行详细分析，分别介绍了不同算法的原理步骤以及优劣性和适用性，并针对各类方法进行了算法总体评价和发展趋势分析。最后，结合电力系统的最新发展要求对概率潮流算法的研究方向做出展望。关键词：不确定性；概率潮流；相关性；模拟采样；近似计算收稿日期：２０１３－１０－１４；修回日期：２０１４－０７－０１。国家高技术研究发展计划（８６３计划）资助项目（２０１１ＡＡ０５Ａ１０５）；国家电网公司科技项目（ＤＺ７１－１３－０３６）；北京市自然科学基金资助项目（３１３２０３５）。０　引言在传统电力系统分析中，负荷的波动、电网运行方式的变化和发电机的停运等因素造成了电力系统一定程度上的不确定性。随着电力工业的发展，以太阳能和风能等为代表的新能源接入电网，给电网带来了明显的间歇性和随机性；微网、分布式电源和电动汽车等配电网新概念的发展，大大增强了电源、负荷与电网之间的互动性［１］，其直接结果导致了电力系统的不确定性显著增加，用于电力系统分析的概率潮流算法的研究日益重要。１９７４年，Ｂｏｒｋｏｗａｋａ提出概率潮流计算方法［２］，用以解决电力系统中诸多不确定因素。在随后四十年的时间里，概率潮流理论与方法得到了发展。与其几乎同时出现的随机潮流［３］和概率潮流相互补充融合，逐渐形成处理电力系统不确定因素的体系：一般认为对于电力系统短期不确定因素采用随机潮流处理，而对于长期的具备规律性的不确定因素采用概率潮流处理，后者更趋向于概率分布的计算。概率潮流计算的提出与发展，其最显著的意义是在进行电力系统分析时，考虑了系统各种不确定因素的随机性，从而使得计算分析更加贴合实际电网的运行状态。概率潮流的研究问题，主要集中在３个层面：系统模型、计算模型和计算方法。系统元件的不确定性是引入概率潮流的根本原因，主要体现在发电机、负荷、输电线路和变压器的随机性。近些年，随着可再生能源并网规模的日益提高和电力用户的市场行为日趋突出，发电机和负荷的功率模型越发复杂。文献［４］提出Ｋ均值聚类负荷模型，对研究时段内具有相近特征的系统负荷状态进行分析归类，构成多个等值负荷水平，实现了复杂负荷模型的快速计算。就概率潮流计算模型而言，以四大类模型为主。Ｂｏｒｋｏｗａｋａ基于简化的直流模型［２］提出了概率潮流计算方法。为了提高潮流计算的精度，Ａｌｌａｎ分别在１９７６年和１９８１年提出了线性化交流模型［５］和分段线性化交流模型［６］，Ｓｏｋｉｅｒａｊｓｋｉ在１９７８年提出保留非线性的交流模型［７］。目前概率潮流的计算方法都是基于这４种模型进行。对概率潮流算法的研究是概率潮流分析中的热点，具备广阔的研究空间与研究意义。一种性能良好的概率潮流计算方法应满足以下指标［８］：①能够求出输出随机变量的数字特征（包括均值和方差）及概率分布；②能够处理多个随机变量间的相关性； ③满足实用化要求，结果具有足够精度的情况下尽量减少计算时间；④满足通用性要求，对输入变量的数学模型不应有太高要求。这４项指标构成概率潮流算法研究的重点和难点，专家学者们从一方面或多方面入手展开研究，形成了当前的多种概率潮流 — ７２１—第３８卷　第２３期２０１４年１２月１０日Ｖｏｌ．３８　Ｎｏ．２３Ｄｅｃ．１０，２０１４

电力系统潮流计算课程设计(终极版)

目录摘要................................................. - 1 - 1.设计意义与要求..................................... - 2 - 1.1设计意义 ...................................... - 2 - 1.2设计要求（具体题目）........................... - 2 - 2.题目解析........................................... - 3 - 2.1设计思路 ...................................... - 3 - 2.2详细设计 ...................................... - 4 - 2.2.1节点类型.................................. - 4 - 2.2.2待求量 ................................... - 4 - 2.2.3导纳矩阵.................................. - 4 - 2.2.4潮流方程.................................. - 5 - 2.2.5牛顿—拉夫逊算法.......................... - 6 - 2.2.5.1牛顿算法数学原理：................... - 6 - 2.2.5.2修正方程............................. - 7 - 2.2.5.3收敛条件............................. - 9 - 3.结果分析.......................................... - 10 - 4.小结.............................................. - 11 - 参考文献............................................ - 12 -

电力系统最优潮流计算实验指导书110331

《电力系统稳态分析计算机方法》实验指导书实验二最优潮流计算实验 1.实验目的：电力系统系统分析是研究电力系统运行和规划方案最重要和最基本的手段，其任务就是格局给定的发电运行方式和接线方式及其电力系统的稳态运行状况，包括各个母线的电压和流过每个元件中的功率。其包括电力系统潮流分析和静态安全分析，而电力系统潮流分析针对电力系统各正常运行方式，潮流计算是指对电力系统正常运行状况的分析和计算。通常需要已知系统参数和条件，给定一些初始条件，从而计算出系统运行的电压和功率等。本实验接触的是最优潮流计算，其问题是一个复杂的非线性规划问题，要求满足特定的电力系统运行和安全约束条件，通过调整系统中可利用的控制手段实现预定目标最优的系统稳定运行状态。实验采用简化梯度法最优潮流流算法，对这种潮流计算程序的编制与调试，获得电力系统中各节点电压，为进一步进行电力系统分析作准备。通过实验教学加深学生对电力系统潮流计算原理的理解和计算，初步学会运用计算机知识解决电力系统的问题，掌握潮流计算的过程及其特点。熟悉各种常用应用软件，熟悉硬件设备的使用方法，加强编制调试计算机程序的能力，提高工程计算的能力，学习如何将理论知识和实际工程问题结合起来。 2．实验器材：计算机、软件（已安装，包括各类编程软件C语言、C++、VB、VC等、应用软件MATLAB等）、移动存储设备（学生自备，软盘、

U盘等） 3.实验内容：一、最优潮流的概念最优潮流(Optimal Power Flow，OPF)是指当系统的结构参数和负荷情况都已给定时，调节可利用的控制变量(如发电机输出功率、可调变压器抽头等)来找到能满足所有运行约束条件的，并使系统的某一性能指标(如发电成本或网络损耗)达到最优值下的潮流分布。经典最优潮流常常在满足可行性约束和安全性约束的条件下追求最小运行费用，或者最小网损、最小负荷、最高电压水平等等。二、最优潮流的变量：最优潮流的变量分为控制变量（u）及状态变量（x）。一般常用的控制变量有：（1）除平衡节点外，其它发电机的有功出力；（2）所有发电机节点及具有可调无功补偿设备节点的电压模值；（3）移相器抽头位置（4）带负荷调压变压器的变比。（5）并联电抗器/电容器容量状态变量常见的有：（1）除平衡节点外，其它所有节点的电压相角；（2）除发电机节点以及具有可调无功补偿设备节点之外，其它所有节点的电压模值。

电力系统潮流计算

信息工程学系 2011-2012学年度下学期电力系统分析课程设计题目:电力系统潮流计算专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：钟建伟 2012年3月10日

信息工程学院课程设计任务书

目录 1 任务提出与方案论证 (4) 1.1潮流计算的定义、用途和意义 (4) 1.2 运用软件仿真计算 (5) 2 总体设计 (7) 2.1潮流计算设计原始数据 (7) 2.2总体电路设计 (8) 3 详细设计 (10)

3.1数据计算 (10) 3.2 软件仿真 (14) 4 总结 (24) 5参考文献 (25)

1任务提出与方案论证 1.1潮流计算的定义、用途和意义 1.1.1潮流计算的定义潮流计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。 1.1.2潮流计算的用途电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。

电力系统潮流计算代码

附录程序的主要代码： n=input('请输入节点数n='); na=input('请输入支路数na='); isb=input('请输入平衡节点母线号isb='); jd=input('请输入误差精度jd='); B1=input('请输入由支路参数形成的矩阵B1='); B2=input('请输入由节点参数形成的矩阵B2='); L=input('请输入由节点号及其对地阻抗形成的矩阵L='); nb=input('请输入P-Q节点数nb='); Y=zeros(n);Z=zeros(n);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n); O=zeros(1,n); for i=1:na if B1(i,6)==0 a=B1(i,1);b=B1(i,2); else a=B1(i,2);b=B1(i,1); end Y(a,b)=Y(a,b)-1./(B1(i,3)*B1(i,5)); Z(a,b)=Z(a,b)-1./(B1(i,3)); Y(b,a)=Y(a,b); Z(b,a)=Z(a,b); Y(b,b)=Y(b,b)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)^2)+B1(i,4)./2; Z(b,b)=Z(b,b)+1./(B1(i,3)); Y(a,a)=Y(a,a)+1./(B1(i,3))+B1(i,4)./2; Z(a,a)=Z(a,a)+1./(B1(i,3)); end G=real(Y);B=imag(Z);CI=imag(Y); for i=1:n S(i)=B2(i,1)-B2(i,2); CI(i,i)=CI(i,i)+B2(i,5); end P=real(S);Q=imag(S); for i=1:n e(i)=real(B2(i,3)); f(i)=imag(B2(i,3)); V(i)=B2(i,4); end for i=1:n if B2(i,6)==2 V(i)=sqrt(e(i)^2+f(i)^2); O(i)=atan(f(i)./e(i)); end

电力系统分析潮流计算例题

电力系统的潮流计算西安交通大学自动化学院 2012.10 3．1 电网结构如图3—11所示，其额定电压为10KV 。已知各节点的负荷功率及参数： MVA j S )2.03.0(2 +=， MVA j S )3.05.0(3+=， MVA j S )15.02.0(4+= Ω+=)4.22.1(12j Z ，Ω+=)0.20.1(23j Z ，Ω+=)0.35.1(24j Z 试求电压和功率分布。解：（1）先假设各节点电压均为额定电压，求线路始端功率。 0068.00034.0)21(103.05.0)(2 2223232232323j j jX R V Q P S N +=++=++=?0019.00009.0)35.1(10 15.02.0)(2 2 224242242424j j jX R V Q P S N +=++=++=?

则： 3068.05034.023323j S S S +=?+= 1519.02009.024424j S S S +=?+= 6587.00043.122423' 12 j S S S S +=++= 又 0346 .00173.0)4.22.1( 106587.00043.1)(2 2 212122'12'1212j j jX R V Q P S N +=++=++=? 故： 6933.00216.112'1212 j S S S +=?+= （2）再用已知的线路始端电压kV V 5.101 =及上述求得的线路始端功率 12 S ，求出线路各点电压。

kV V X Q R P V 2752.05 .104.26933.02.10216.1)(11212121212=?+?=+=? kV V V V 2248.101212=?-≈ kV V V V kV V X Q R P V 1508.100740.0) (24242 2424242424=?-≈?=+=? kV V V V kV V X Q R P V 1156.101092.0) (23232 2323232323=?-≈?=+=? （3）根据上述求得的线路各点电压，重新计算各线路的功率损耗和线路始端功率。 0066.00033.0)21(12.103.05.02 2 223j j S +=++=? 0018.00009.0)35.1(15 .1015.02.02 2 224j j S +=++=? 故 3066.05033.023323j S S S +=?+= 1518.02009.024424j S S S +=?+= 则 6584.00042.122423' 12 j S S S S +=++= 又 0331.00166.0)4.22.1(22 .106584.00042.12 2 212j j S +=++=? 从而可得线路始端功率 6915.00208.112 j S +=