潮流计算开题报告

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潮流计算开题报告

　　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。

　　MatlAB的潮流计算建模与仿真开题报告

　　选题的意义和目的

　　潮流计算是电力系统最简单却非常重要的分析计算，可以用来研究系统规划和运行中提出的各种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求;对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。

　　可是传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面，结果显示不直观，难于与其他分析功能集成，网络原始数据输入工作量大且易于出错。随着计算机技术的飞速发展，结合电力系统的特点及图形化潮流计算软件的开发设计思想和总体结构，而应用MATLAB软件可以很好的改善这方面的问题。该系统的主要特点是操作简单，图形界面直观，运行稳定.计算准确。计算中，算法做了一些改进，提高了计算速度，各个类型的有效封装又使程序具有很好的模块性.可维护性和可重用性。

　　课题研究现状(含文献综述)

　　电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行的一向基本运算，可以确定系统的电压分布和功率分布，以及网络中的功率分布和损耗。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求;对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。

　　潮流计算既是对电力系统规划设计和运行方式的合理性、可靠性和经济性进行定量分析的依据，又是电力系统静态和暂态稳定计算的基础。利用电子计算机进行潮流计算从20世纪50年代中期就已经开始,经历了以节点导纳为基础的高斯-赛德尔迭代法，求解非线性方程式的典型方法——牛顿拉夫逊法，以及其改进方法快速解耦PQ分解法。

　　近20多年来，潮流算法的研究仍然非常活跃，但是大多数研究都是围绕改进牛顿法和PQ分解法进行的。此外，随着人工智能理论的发展，遗传算法、人工神经网络、模糊算法也逐渐被引入潮流计算。但是，到目前为止这些模型和算法还不能取代牛顿法和PQ分解法的地位。对潮流计算的要求可以归纳为下面几点：(1)算法的可靠性或收敛性

　　(2)计算速度和内存占用量

　　(3)计算的方便性和灵活性。随着时代电力系统大系统、强非线性与多元件的.特点日益突出，其计算量与计算复杂程度急剧增加，旧的计算机软件在处理潮流计算时，其速度已经无法满足大电网模拟和实时控制的仿真要求。MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。

　　它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和分析数据、开发与实现算法、创建用户界面模型、连接其他编程语言的程序和应用程序。借助其语言、工具和内置数学函数，可以探求多种方法，比电子表格或传统编程语言(如 C/C++ 或 Java)更快地求取结果。MATLAB 应用广泛，其中包括信号处理和通信、图像和视频处理、控制系统、测试和测量、计算金融学及计算生物学等众多应用领域。在各行业和学术机构中，有一百多万工程师和科学家使用 MATLAB 这一技术计算语言。MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能一体的科学计算语言。

　　MATLAB计算机软件功能强大，在编写程序时MATLAB语言允许用户以数学形式的语言编写程序，比BASIC语言和FORTRAN语言等更为接近书写的数学表达格式，而且其程序易调试。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB编程，工作量将大幅度减少。利用MATLAB语言来进行电力系统潮流计算的方法，编程简便、运算效率高并符合人们的思维习惯，计算结果能满足工程计算需要，同时验证了方法的有效性，为解决大电网的潮流计算问题开辟了新思路。

　　课题内容及研究思路

　　对目前常用潮流计算方法进行分析如牛顿-拉夫逊法，先建立潮流计算的数学模型，主要包括导纳矩阵的原理及计算方法、潮流计算的基本方程、潮流系统的节点分类、潮流计算的约束条件这几方面。其次对牛顿-拉夫逊法的基本原理、求解过程、程序框图进行概述。最后通过MATLAB软件进行矩阵的生成、运算以及牛顿—拉夫逊法潮流计算程序。用牛顿-拉夫逊法把准备好的原始数据，建立仿真模型，分析仿真结果，完成设计说明书。

　　课题重点、难点

　　现代电力系统大系统、强非线性与多元件的特点日益突出,其计算量与计算复杂度急剧增加，而牛顿-拉夫逊法是求解非线性代数方程有效的迭代计算。牛顿-拉夫逊法需要进行大量的数值计算。自导纳和互导纳的确定方法、节点导纳矩阵的性质、非标准变比变压器等值电路以及电力系统节点分类等都比较容易弄混。MATLAB设计中，原始数据的填写格式是很关键的一个环节，它与程序使用的方便性和灵活性有着直接的关系。输入的数据量比较多，要细心，否则会大大增加工作量。

　　论文提纲

　　电力系统潮流计算概述

　　1.1电力系统简介

　　1.2潮流计算简介

　　1.3潮流计算的意义及其发展

　　2、潮流计算的数学模型

　　2.1导纳矩阵的原理及计算方法

　　2.1.1自导纳和互导纳的确定方法

　　2.1.2节点导纳矩阵的性质及意义

　　2.1.3非标准变比变压器等值电路

　　2.2潮流计算的基本方程

　　2.3电力系统节点分类

　　2.4潮流计算的约束条件

　　3、牛顿-拉夫逊法概述

　　3.1牛顿-拉夫逊法基本原理

　　3.2牛顿-拉夫逊法求解过程

　　3.3牛顿-拉夫逊法程序框图

　　4、MatlAB建模仿真

　　4.1Matlab简介

　　4.2矩阵的生成

　　4.3矩阵的运算

　　4.4牛顿—拉夫逊法潮流计算程序

　　4.5 结果分析

　　总结

　　进度安排(包括时间划分和各阶段的主要内容)

　　序号 设计各阶段名称 日期(教学周)

　　⒈ 下达任务书，检索收集课题最新资料，调研分析 2014年11月7日—11月13日

　　⒉ 提供开题报告 2014年11月14日—11月22日

　　⒊ 修改开题报告相关外文翻译资料 2014年11月22日—12月28日

　　⒋ 根据开题报告，进行中期检查和撰写论文初稿 2015年1月1日—3月15日

　　⒌ 根据指导老师的意见修改论文，完成论文并上交 2015年3月15日—4月18日

　　⒍ 指导老师评定成绩，老师评阅论文 2015年4月18日—4月30日

　　⒎ 毕业答辩 2015年 4月30日—5月16日

　　参考文献

　　[1]陈衍.电力系统稳态分析(第三版). 北京：中国电力出版社，2007

　　[2]李光琦.电力系统暂态分析(第三版).北京：中国电力出版社,2007

　　[3]李维波.MATLAB在电气工程中的应用.北京：中国电力出版社,2007

　　[4]张志涌，杨祖樱.MATLAB教程(2008a).北京:北京航空航天大学出版社,2006

　　[5]陈跃.电气工程专业毕业设计指南电力系统分册.北京：中国水利水电出版社，2003

　　[6]刘天琪,邱晓燕《电力系统理论分析》(第二版)北京：科学出版社，2013

　　[7]张保会，尹项根《电力系统继电保护》(第二版)北京：中国电力出版社，2013

　　[8]赵广元《MATLAB与控制系统仿真实践》(第二版)北京：北京航空大学出版社，2012

　　[9]王守相，刘玉田《电力系统潮流计算研究现状》山东工业大学电力工程学院

　　[10]张宁,韩勇《基于MATLAB的电力系统的潮流计算》西北农林科技大学信息工程学院

　　[11]薛 巍，舒继武,王心丰,郑纬民《电力系统潮流并行算法的研究进展》清华大学电机工程与应用电子技术系，北京

　　[12]罗华飞《MATLAB GUI设计学习手记》(第3版)北京：北京航空航天大学出版社 2014

　　[13]徐劲松，宁可琳，杨永峰的《基于MATLAB的电力系统PQ分解法潮流计算研究》 2011

　　[14]百度百科《电力系统潮流计算》

　　[15]Nagrath I J，Kothari D R. Modern Power System Analysis.New Delhi：TataMcGraw-Hill Publishing Company.8-2005

　　[16]P.K.Mannava,L.Teeslink,A.R.Hasan. evaluation of Parallelization of Power Flow Algorithms. In: proceedings of the 40th Midwest Symposium on Circuit and Systems[D], Sacramento, California, U.S.A. August 1997

　　[17]D.A.Arzamasisev,P.I.Bartolomej,A,M,Holjan,Automatic control system and optimization of modes of electric power systems,Moscow:Vysshaya Shkola,1983

　　[18]V.I.Tarasov,Nonlinear minimization methods for calculating steady states of electric power systems,Novosibirsk:Nauka,2001

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芦山县19225402131： 在电力系统安全分析中,潮流计算有何应用价值 - ？
席习欣奇： (1)在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求. (2)在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选...

芦山县19225402131： 潮流的电力系统计算 - ？
席习欣奇： 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、各支路电流、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...

芦山县19225402131： 什么叫电力系统潮流?为什么要进行潮流计算?？
席习欣奇： 电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算.它的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态,如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率分布以及功率损耗等.电力系统潮流计算的结果是电...

芦山县19225402131： 潮流计算的目的是什么?常用的计算方法有几种?快速分解法的特点及适用条件是什么? - ？
席习欣奇： 潮流计算有以下几个目的: (1)在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平年的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求. (2)在编制年运行方式时,在预计负...

芦山县19225402131： 电力系统潮流计算的潮流计算的发展史 - ？
席习欣奇： 利用电子计算机进行潮流计算从20世纪50年代中期就已经开始.此后,潮流计算曾采用了各种不同的方法,这些方法的发展主要是围绕着对潮流计算的一些基本要求进行的.对潮流计算的要求可以归纳为下面几点:(1)算法的可靠性或收敛性 ...

芦山县19225402131： 潮流计算是不是为了求电网的功率分布 - ？
席习欣奇： 潮流计算是为了在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平年的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求. (2)在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对规划、基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议.

芦山县19225402131： 基于psat软件的电力系统建模与潮流计算 - ？
席习欣奇： 潮流计算软件PSAT是基于MATLAB的,以图形用户界面为基础,集绘图、分析、计算与数据管理为一体的自由软件.首先简要概述PSAT的功能和特点,结合两个潮流计算实例说明了电力网络的建立、模型参数的设置等关键问题,最后得到了正确的结果.

芦山县19225402131： 复杂网络的潮流计算中,PV节点如何转化成PQ节点进行计算??第一次迭代中,PV节点的Q怎么计算 - ？
席习欣奇： PV节点的无功注入等于该节点的无功流出,因此每次迭代后通过目前各节点的幅值和相位计算出无功流出值加上该节点 的负荷无功 就可计算出该PV节点的注入无功Q. PV-PQ转换一般是pv节点的无功Q越过上限QMAX后(反映物理意义是发电机无功耗尽),将之转换为PQ节点,Q=QMAX,这样潮流多了一个方程(极坐标系下),雅克比矩阵多了一维,可计算. 一种简单的做法,程序中可用一个潮流外层的判断环节判断PV节点Q是否越限,若越限进行转换后,再进行一轮迭代,直至失配量小于要求且无转换发生. 正确的做法是在潮流迭代内即进行越限判断和节点转换.推荐一篇文献《潮流计算中PV_PQ节点转换逻辑的研究》,电机工程学报.

芦山县19225402131： 基于matlab的潮流计算软件分析与设计论文中文摘要怎么写 - ？
席习欣奇： 一、课程设计的目的与要求 目的:培养学生的电力系统潮流计算机编程能力,掌握计算机潮流计算的相关知识 要求:基本要求: 1.编写潮流计算程序; 2.在计算机上调试通过; 3.运行程序并计算出正确结果

芦山县19225402131： 电力系统状态估计与潮流计算问题 - ？
席习欣奇： 获取电压和角度只是潮流计算的功能之一,除此之外,还有如下常用功能: 1、运行方式校核.通常需要对日前的发电计划,根据预测负荷进行潮流计算,核验是否有安全越限.与此类似的电网规划和网络重构等,也都需要潮流计算进行校核. 2、合环电流计算.部分电力公司要求潮流计算还应具备合环电流计算的功能,以便于进行合环操作指导. 因此可以看出,这2个功能是状态估计无法完成的.