潮流計(jì)算開(kāi)題報(bào)告

潮流計(jì)算開(kāi)題報(bào)告

　　潮流計(jì)算是根據(jù)給定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和發(fā)電機(jī)、負(fù)荷等元件的運(yùn)行條件，確定電力系統(tǒng)各部分穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算。

　　MatlAB的潮流計(jì)算建模與仿真開(kāi)題報(bào)告

　　選題的意義和目的

　　潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)最簡(jiǎn)單卻非常重要的分析計(jì)算，可以用來(lái)研究系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行中提出的各種問(wèn)題。對(duì)規(guī)劃中的電力系統(tǒng)，通過(guò)潮流計(jì)算可以檢驗(yàn)所提出的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案能否滿足各種運(yùn)行方式的要求;對(duì)運(yùn)行中的電力系統(tǒng)，通過(guò)潮流計(jì)算可以預(yù)知各種負(fù)荷變化和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變會(huì)不會(huì)危及系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)中所有母線的電壓是否在允許的范圍以內(nèi)，系統(tǒng)中各種元件(線路、變壓器等)是否會(huì)出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷，以及可能出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷時(shí)應(yīng)事先采取哪些預(yù)防措施等。

　　可是傳統(tǒng)的潮流計(jì)算程序缺乏圖形用戶界面，結(jié)果顯示不直觀，難于與其他分析功能集成，網(wǎng)絡(luò)原始數(shù)據(jù)輸入工作量大且易于出錯(cuò)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，結(jié)合電力系統(tǒng)的特點(diǎn)及圖形化潮流計(jì)算軟件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)思想和總體結(jié)構(gòu)，而應(yīng)用MATLAB軟件可以很好的改善這方面的問(wèn)題。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，圖形界面直觀，運(yùn)行穩(wěn)定.計(jì)算準(zhǔn)確。計(jì)算中，算法做了一些改進(jìn)，提高了計(jì)算速度，各個(gè)類型的有效封裝又使程序具有很好的模塊性.可維護(hù)性和可重用性。

　　課題研究現(xiàn)狀(含文獻(xiàn)綜述)

　　電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的一向基本運(yùn)算，可以確定系統(tǒng)的電壓分布和功率分布，以及網(wǎng)絡(luò)中的功率分布和損耗。對(duì)規(guī)劃中的電力系統(tǒng)，通過(guò)潮流計(jì)算可以檢驗(yàn)所提出的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案能否滿足各種運(yùn)行方式的要求;對(duì)運(yùn)行中的電力系統(tǒng)，通過(guò)潮流計(jì)算可以預(yù)知各種負(fù)荷變化和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變會(huì)不會(huì)危及系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)中所有母線的電壓是否在允許的范圍以內(nèi)，系統(tǒng)中各種元件(線路、變壓器等)是否會(huì)出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷，以及可能出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷時(shí)應(yīng)事先采取哪些預(yù)防措施等。

　　潮流計(jì)算既是對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式的合理性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行定量分析的依據(jù)，又是電力系統(tǒng)靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算的基礎(chǔ)。利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行潮流計(jì)算從20世紀(jì)50年代中期就已經(jīng)開(kāi)始,經(jīng)歷了以節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納為基礎(chǔ)的高斯-賽德?tīng)柕�代法，求解非線性方程式的典型方法——牛頓拉夫遜法，以及其改進(jìn)方法快速解耦PQ分解法。

　　近20多年來(lái)，潮流算法的研究仍然非常活躍，但是大多數(shù)研究都是圍繞改進(jìn)牛頓法和PQ分解法進(jìn)行的。此外，隨著人工智能理論的發(fā)展，遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊算法也逐漸被引入潮流計(jì)算。但是，到目前為止這些模型和算法還不能取代牛頓法和PQ分解法的地位。對(duì)潮流計(jì)算的要求可以歸納為下面幾點(diǎn)：(1)算法的可靠性或收斂性

　　(2)計(jì)算速度和內(nèi)存占用量

　　(3)計(jì)算的方便性和靈活性。隨著時(shí)代電力系統(tǒng)大系統(tǒng)、強(qiáng)非線性與多元件的特點(diǎn)日益突出，其計(jì)算量與計(jì)算復(fù)雜程度急劇增加，舊的計(jì)算機(jī)軟件在處理潮流計(jì)算時(shí)，其速度已經(jīng)無(wú)法滿足大電網(wǎng)模擬和實(shí)時(shí)控制的仿真要求。MATLAB是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境。

　　它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和分析數(shù)據(jù)、開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面模型、連接其他編程語(yǔ)言的程序和應(yīng)用程序。借助其語(yǔ)言、工具和內(nèi)置數(shù)學(xué)函數(shù)，可以探求多種方法，比電子表格或傳統(tǒng)編程語(yǔ)言(如 C/C++ 或 Java)更快地求取結(jié)果。MATLAB 應(yīng)用廣泛，其中包括信號(hào)處理和通信、圖像和視頻處理、控制系統(tǒng)、測(cè)試和測(cè)量、計(jì)算金融學(xué)及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。在各行業(yè)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)中，有一百多萬(wàn)工程師和科學(xué)家使用 MATLAB 這一技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言。MATLAB是集數(shù)值計(jì)算、符號(hào)運(yùn)算及圖形處理等強(qiáng)大功能一體的科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言。

　　MATLAB計(jì)算機(jī)軟件功能強(qiáng)大，在編寫程序時(shí)MATLAB語(yǔ)言允許用戶以數(shù)學(xué)形式的.語(yǔ)言編寫程序，比BASIC語(yǔ)言和FORTRAN語(yǔ)言等更為接近書寫的數(shù)學(xué)表達(dá)格式，而且其程序易調(diào)試。在計(jì)算要求相同的情況下，使用MATLAB編程，工作量將大幅度減少。利用MATLAB語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的方法，編程簡(jiǎn)便、運(yùn)算效率高并符合人們的思維習(xí)慣，計(jì)算結(jié)果能滿足工程計(jì)算需要，同時(shí)驗(yàn)證了方法的有效性，為解決大電網(wǎng)的潮流計(jì)算問(wèn)題開(kāi)辟了新思路。

　　課題內(nèi)容及研究思路

　　對(duì)目前常用潮流計(jì)算方法進(jìn)行分析如牛頓-拉夫遜法，先建立潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，主要包括導(dǎo)納矩陣的原理及計(jì)算方法、潮流計(jì)算的基本方程、潮流系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分類、潮流計(jì)算的約束條件這幾方面。其次對(duì)牛頓-拉夫遜法的基本原理、求解過(guò)程、程序框圖進(jìn)行概述。最后通過(guò)MATLAB軟件進(jìn)行矩陣的生成、運(yùn)算以及牛頓—拉夫遜法潮流計(jì)算程序。用牛頓-拉夫遜法把準(zhǔn)備好的原始數(shù)據(jù)，建立仿真模型，分析仿真結(jié)果，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書。

　　課題重點(diǎn)、難點(diǎn)

　　現(xiàn)代電力系統(tǒng)大系統(tǒng)、強(qiáng)非線性與多元件的特點(diǎn)日益突出,其計(jì)算量與計(jì)算復(fù)雜度急劇增加，而牛頓-拉夫遜法是求解非線性代數(shù)方程有效的迭代計(jì)算。牛頓-拉夫遜法需要進(jìn)行大量的數(shù)值計(jì)算。自導(dǎo)納和互導(dǎo)納的確定方法、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的性質(zhì)、非標(biāo)準(zhǔn)變比變壓器等值電路以及電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)分類等都比較容易弄混。MATLAB設(shè)計(jì)中，原始數(shù)據(jù)的填寫格式是很關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，它與程序使用的方便性和靈活性有著直接的關(guān)系。輸入的數(shù)據(jù)量比較多，要細(xì)心，否則會(huì)大大增加工作量。

　　論文提綱

　　電力系統(tǒng)潮流計(jì)算概述

　　1.1電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　1.2潮流計(jì)算簡(jiǎn)介

　　1.3潮流計(jì)算的意義及其發(fā)展

　　2、潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型

　　2.1導(dǎo)納矩陣的原理及計(jì)算方法

　　2.1.1自導(dǎo)納和互導(dǎo)納的確定方法

　　2.1.2節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的性質(zhì)及意義

　　2.1.3非標(biāo)準(zhǔn)變比變壓器等值電路

　　2.2潮流計(jì)算的基本方程

　　2.3電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)分類

　　2.4潮流計(jì)算的約束條件

　　3、牛頓-拉夫遜法概述

　　3.1牛頓-拉夫遜法基本原理

　　3.2牛頓-拉夫遜法求解過(guò)程

　　3.3牛頓-拉夫遜法程序框圖

　　4、MatlAB建模仿真

　　4.1Matlab簡(jiǎn)介

　　4.2矩陣的生成

　　4.3矩陣的運(yùn)算

　　4.4牛頓—拉夫遜法潮流計(jì)算程序

　　4.5 結(jié)果分析

　　總結(jié)

　　進(jìn)度安排(包括時(shí)間劃分和各階段的主要內(nèi)容)

　　序號(hào) 設(shè)計(jì)各階段名稱 日期(教學(xué)周)

　　⒈ 下達(dá)任務(wù)書，檢索收集課題最新資料，調(diào)研分析 2014年11月7日—11月13日

　　⒉ 提供開(kāi)題報(bào)告 2014年11月14日—11月22日

　　⒊ 修改開(kāi)題報(bào)告相關(guān)外文翻譯資料 2014年11月22日—12月28日

　　⒋ 根據(jù)開(kāi)題報(bào)告，進(jìn)行中期檢查和撰寫論文初稿 2015年1月1日—3月15日

　　⒌ 根據(jù)指導(dǎo)老師的意見(jiàn)修改論文，完成論文并上交 2015年3月15日—4月18日

　　⒍ 指導(dǎo)老師評(píng)定成績(jī)，老師評(píng)閱論文 2015年4月18日—4月30日

　　⒎ 畢業(yè)答辯 2015年 4月30日—5月16日

　　參考文獻(xiàn)

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