以网络分割为基础之辐射网状配电潮流程序之研究(附件)
随着现代工业、商业、服务业和农业的进一步发展以及人民生活条件日益优越，电力的供应和消耗已然侵入到社会生产、人民生活的每一个角落，生产生活对电力的需求量越来越大。而辐射状配电网日趋复杂，若采用传统的方法计算，工作量大且复杂，不能适应快速发展的社会，是故急需一种简单快速的潮流计算方法。MATLAB以矩阵计算为基础，以其完善的可视化图形表现能力和便携的程序设计能力，成为最具发展前景的语言。因此，本课题将MATLAB计算方法导入辐射状配电网潮流计算中，提出了以网络分割为基础的计算方法。关键词 MATLAB，配电网，潮流计算，矩阵，辐射状
目 录
1 引言 1
1.1 配电网潮流发展的背景及意义 1
1.2 潮流计算发展史 2
1.3 课题的主要内容及工作安排 4
2 配电网潮流的计算 4
2.1网络拓扑结构 4
2.2 前推回推法 4
2.3 MATLAB编程 7
2.3.1 MATLAB矩阵运算 9
2.3.2 标幺化 9
2.3.3 模块化程序设计 10
3 网络分割法 11
3.1 分割方法 11
3.2 分割后计算思路 11
4 结果及分析 12
4.1 验证对象系统说明 12
4.2 两种方法运行结果 14
4.3 分割法运行结果 16
4.4 分析对比 19
结论 21
致谢 22
参考文献 23
附录 25
附录一：一些子程序 25
附录二：前推回推法程序 26
附录三：分割法程序 28
1 引言
配电网潮流发展的背景及意义
由于我国经济的飞速发展以及人民生活水平的不断提高，电力的供应和需求己遍及到社会生产、人民生活的各个层面，社会对电力的需求量在日益增加。同时，产业结构的调整，电力市场的逐步形成以及电价机制的完善，也对电网的经济性和可靠性提出了更高的要求。
在现代电力系统中，大型的发电厂通常远离负荷中心，发电厂输送的电能 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
，一般要通过高压或超高压输电网络送到负荷中心，然后在负荷中心由电压等级较低的网络把电能分送到不同电压等级的用户。这种在电力网中主要起分配电能作用的网络称为配电网络。配电网按所在的地域或服务对象划分，由城市配电网和农村配电网两部分组成。向一个城市及其郊区分配和供应电能的电力网叫城市配电网。城市配电网连同为其提供电源的输电线路及变电所，统称为城市电力网，简称城网。供应县(县级市)范围内的农村、乡镇、县城用电的电力网，叫做农村配电网，简称农网。配电网按电压等级分，有高压配电网(35110KV)、中压配电网(6IOKV)和低压配电网(220380V)。城网可分为220KV的配电网，35KV的高压配电网，1 OKV中压配电网和380/220V低压配电网(王明俊等，1998)。
配电网络通常包括配电变电站、一次配电线路、二次配电线路、配电变压器、继电保护设施等，是连接发、输电系统与用户的重要环节。城市配电网是城市现代化建设的重要基础设施之一，是现代化城市必不可少的电能供应系统。其建设的好坏直接影响到城市经济的发展的快慢、人民生活水平的提高、投资环境的优化等。当前，国家对电力系统改革工作非常重视，在电力工业中引入竞争机制，并且开展电力市场建设。对配电网问题进行研究，大幅度提高供电质量和可靠性，对提高电力公司的经济效益与竞争力、降低电网电能损耗、节约能源具有重大的现实意义[1]。
我国经济快速发展，对配电网的要求逐渐提高，以至中低配电网可靠性低下，不能很好适应需求的问题越发明显。城市电力销售中大部分的市长份额都由中低压配电网承担，但其突出的问题，发展难以跟上时代的步伐，以至广为人怨。这些问题主要有以下几个方面：一是过于频繁的停电；二是停电时间较长；三是不稳定的电压供给；四是报装时间长。要想解决上述的棘手问题，就必须拥有及时而又准确的潮流分析数据，从而需要更有效率，简单可靠的计算及分析方法。配电网常见的计算方法是根据已知的网络结构和运行条件，求出整个网络的运行状态，其中包括母线的电压、网络中的功率分布和功率损耗等[2]。潮流计算是电力系统中最重要的基础计算，是电力系统运行、规划以及安全性、可靠性分析和优化的基础，也是各种电磁暂态和机电暂态分析的基础和出发点。伴随着网络系统的结构日益复杂和完善，电力系统潮流计算因其是基本计算，也在不断发展和改进。
潮流计算是电力系统的各种计算的基础，同时它又是研究电力系统的一项重要分析功能，是进行故障计算，继电保护鉴定，安全分析的工具。电力系统潮流计算是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用电力系统潮流计算来定量的比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。
然而，计算过程中难免存在各种问题，例如牛顿法的可靠收敛必须有一个良好的启动初值。如果初值选择不当，算法有可能出现问题，PQ分解法因为特殊的约束条件只能应用于配电网分析中，现阶段对于辐射状配电网的潮流计算，前推回推法的应用最为广泛，但对于多节点多分支的系统，其计算过程较为复杂。本文针对现有潮流计算存在的问题，尝试提出一种运行快速，占用cpu较少的算法，从一定程度上弥补现有潮流计算的缺陷，促进配电网的进一步发展[7]。
潮流计算发展史
电力系统潮流计算属于稳态分析范畴，不涉及系统元件的动态特性和过渡过程。因此其数学模型不包含微分方程，是一组高阶非线性方程[3]。非线性代数方程组的解法离不开迭代，因此，潮流计算方法首先要求它是能可靠的收敛，并给出正确答案。随着电力系统规模的不断扩大，潮流问题的方程式阶数越来越高，目前已达到几千阶甚至上万阶，对这样规模的方程式并不是采用任何数学方法都能保证给出正确答案的。这种情况促使电力系统的研究人员不断寻求新的更可靠的计算方法。
目 录
1 引言 1
1.1 配电网潮流发展的背景及意义 1
1.2 潮流计算发展史 2
1.3 课题的主要内容及工作安排 4
2 配电网潮流的计算 4
2.1网络拓扑结构 4
2.2 前推回推法 4
2.3 MATLAB编程 7
2.3.1 MATLAB矩阵运算 9
2.3.2 标幺化 9
2.3.3 模块化程序设计 10
3 网络分割法 11
3.1 分割方法 11
3.2 分割后计算思路 11
4 结果及分析 12
4.1 验证对象系统说明 12
4.2 两种方法运行结果 14
4.3 分割法运行结果 16
4.4 分析对比 19
结论 21
致谢 22
参考文献 23
附录 25
附录一：一些子程序 25
附录二：前推回推法程序 26
附录三：分割法程序 28
1 引言
配电网潮流发展的背景及意义
由于我国经济的飞速发展以及人民生活水平的不断提高，电力的供应和需求己遍及到社会生产、人民生活的各个层面，社会对电力的需求量在日益增加。同时，产业结构的调整，电力市场的逐步形成以及电价机制的完善，也对电网的经济性和可靠性提出了更高的要求。
在现代电力系统中，大型的发电厂通常远离负荷中心，发电厂输送的电能 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
，一般要通过高压或超高压输电网络送到负荷中心，然后在负荷中心由电压等级较低的网络把电能分送到不同电压等级的用户。这种在电力网中主要起分配电能作用的网络称为配电网络。配电网按所在的地域或服务对象划分，由城市配电网和农村配电网两部分组成。向一个城市及其郊区分配和供应电能的电力网叫城市配电网。城市配电网连同为其提供电源的输电线路及变电所，统称为城市电力网，简称城网。供应县(县级市)范围内的农村、乡镇、县城用电的电力网，叫做农村配电网，简称农网。配电网按电压等级分，有高压配电网(35110KV)、中压配电网(6IOKV)和低压配电网(220380V)。城网可分为220KV的配电网，35KV的高压配电网，1 OKV中压配电网和380/220V低压配电网(王明俊等，1998)。
配电网络通常包括配电变电站、一次配电线路、二次配电线路、配电变压器、继电保护设施等，是连接发、输电系统与用户的重要环节。城市配电网是城市现代化建设的重要基础设施之一，是现代化城市必不可少的电能供应系统。其建设的好坏直接影响到城市经济的发展的快慢、人民生活水平的提高、投资环境的优化等。当前，国家对电力系统改革工作非常重视，在电力工业中引入竞争机制，并且开展电力市场建设。对配电网问题进行研究，大幅度提高供电质量和可靠性，对提高电力公司的经济效益与竞争力、降低电网电能损耗、节约能源具有重大的现实意义[1]。
我国经济快速发展，对配电网的要求逐渐提高，以至中低配电网可靠性低下，不能很好适应需求的问题越发明显。城市电力销售中大部分的市长份额都由中低压配电网承担，但其突出的问题，发展难以跟上时代的步伐，以至广为人怨。这些问题主要有以下几个方面：一是过于频繁的停电；二是停电时间较长；三是不稳定的电压供给；四是报装时间长。要想解决上述的棘手问题，就必须拥有及时而又准确的潮流分析数据，从而需要更有效率，简单可靠的计算及分析方法。配电网常见的计算方法是根据已知的网络结构和运行条件，求出整个网络的运行状态，其中包括母线的电压、网络中的功率分布和功率损耗等[2]。潮流计算是电力系统中最重要的基础计算，是电力系统运行、规划以及安全性、可靠性分析和优化的基础，也是各种电磁暂态和机电暂态分析的基础和出发点。伴随着网络系统的结构日益复杂和完善，电力系统潮流计算因其是基本计算，也在不断发展和改进。
潮流计算是电力系统的各种计算的基础，同时它又是研究电力系统的一项重要分析功能，是进行故障计算，继电保护鉴定，安全分析的工具。电力系统潮流计算是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用电力系统潮流计算来定量的比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。
然而，计算过程中难免存在各种问题，例如牛顿法的可靠收敛必须有一个良好的启动初值。如果初值选择不当，算法有可能出现问题，PQ分解法因为特殊的约束条件只能应用于配电网分析中，现阶段对于辐射状配电网的潮流计算，前推回推法的应用最为广泛，但对于多节点多分支的系统，其计算过程较为复杂。本文针对现有潮流计算存在的问题，尝试提出一种运行快速，占用cpu较少的算法，从一定程度上弥补现有潮流计算的缺陷，促进配电网的进一步发展[7]。
潮流计算发展史
电力系统潮流计算属于稳态分析范畴，不涉及系统元件的动态特性和过渡过程。因此其数学模型不包含微分方程，是一组高阶非线性方程[3]。非线性代数方程组的解法离不开迭代，因此，潮流计算方法首先要求它是能可靠的收敛，并给出正确答案。随着电力系统规模的不断扩大，潮流问题的方程式阶数越来越高，目前已达到几千阶甚至上万阶，对这样规模的方程式并不是采用任何数学方法都能保证给出正确答案的。这种情况促使电力系统的研究人员不断寻求新的更可靠的计算方法。
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