基于MATLAB电力系统潮流计算程序设计.docx

1、青岛某高 校 本科毕业设 计 （论文） 1 1 绪论 1 1 潮流计算 1.1.1 潮流计算概述 电 力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定 的 运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状 态 ：各母线的电 压 ，各元件中流过的功 率 ，系统的功率损耗等 等 。在电力系统规划的设计和现 有 电力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量地分析比较供电方 案 或运行方式的合理性、可靠性和经济 性 。此外，电力系统潮流计算也是计算 系 统动态稳定和静态稳定的基础。所以潮流计算是研究电力系统的一种很重要 也很基础的计 算 。 电 力系统潮流计算也分为离线计算和在

2、线计算两种，前者主要用于系统规 划 设计和安排系统的运行方式，后者则用于正在运行系统的随时监视及实时控 制。 利用 计算机进行电力系统潮流计算 从 50 年代中期 就 已经开 始 。 在这 20 年 内 ，潮流计算曾采用了各种不同的方 法 ，这些方法的发展主要围绕着对潮流计 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）计算方法的可靠性或收敛 性 ； （ 2）对计算机内存量的要 求 ； （ 3）计算速 度 ； （ 4）计算的方便性和灵活 性 。 电 力系统潮流计算问题在数学上是一组多元非线性方程式求解问 题 ，其解 法 都离不开迭代。因此，对潮流计算方 法 ，首

3、先要求它能可靠地收 敛 ，并给出 正确答 案 。 由于电力系统结构及参数的一些特 点 ， 并且随着电力系统不断扩 大 ， 潮 流 计算方 程 式的阶 数 也越 来越高，对这样的方程式并不是任何数学方法都能 保 证给出正确答案的。这种情况成为促使电力系统计算人员不断寻求新的更可 靠方法的重要因 素 。 在用数字计算机解电力系统潮流问题的开始阶 段 ，普遍采取以节点导纳矩 阵 为基础的逐次代入法。这个方法的原理比较简 单 ，要求的数字计算机内存量 比较低 ， 适应 50 年代电子计算机制造水平和当时电力系统理论水 平 。 但它的收 基于 MATLAB 的电力系统 P-Q 潮流计算程序设计 2 敛

4、性较差，当系统规模变大 时 ，迭代次数急剧上 升 ，在计算中往往出现迭代不 收敛的情 况 。 这就迫使电力系统计算人员转向以阻抗矩阵为基础的逐次代入 法 。 60 年代 初 ，数字计算机已发展到第二 代 ，计算机的内存和速度发生了很大的飞 跃 ，从而为阻抗法的采用创造了条 件 。阻抗法要求的数字计算机储存表征系统 接 线和参数的阻抗矩阵需要较大的内存量。而且阻抗法每迭代一次都要求顺次 取 阻抗矩阵中的每一个元素进行运算，因此，每次迭代的运算量很 大 。这两种 情 况是过去电子管数字计算机无法适应的。阻抗法改善了系统潮流计算问题的 收敛 性 ， 解决了导纳法无法求解的一些系统的潮流计 算 ， 在

5、 60 年代获得了广泛 的 应用，曾为我国电力系统设 计 、运行和研究作出了很大的贡 献 。目前，我国 电 力工业中仍有一些单位采用阻抗法计算潮流。阻抗法的主要缺点是占用计算 机 内存大，每次迭代的计算量 大 。当系统不断扩大 时 ，这些缺点就更加突 出 。 一个内 存 16K 的计算机 在 采 用 阻抗法时只能计 算 100 个节点以下的系 统 ， 32K 内 存的计算机也只能计算 150 个 节点以下的系统。这样，我国很多电力系统为 了采用阻抗法计算潮流就不得不先对系统进行相当的简化工 作 。 为了克服阻抗法在内存和速度方面的缺 点 ， 60 年代中期发展了以阻抗矩阵 为 基础的分块阻抗法

6、。这个方法把一个大系统分割为几个小的地区系 统 ，在计 算 机内只需要存储各个地区系统的阻抗矩阵及它们之间联络线的阻 抗 ，这样不 仅 大幅度地节省了内存容量，同时也提高了计算速 度 。克服阻抗法缺点的另一 途径是采用牛 顿 -拉夫逊 法 。 这是数学中解决非线性方程式的典型方 法 ， 有较好 的 收敛性。在解决电力系统潮流计算问题 时 ，是以导纳矩阵为基础 的 ，因此， 只 要我们能在迭代过程中尽可能保持方程式系数矩阵的稀疏性，就可以大大提 高牛 顿 -拉夫逊法潮流程序的效 率 。自从 60 年代中 期 ，在牛 顿 -拉夫逊法中利用 了 最佳顺序 消去法以后，牛顿法在收敛 性 、内存要 求

7、、速度方面都超过了阻抗 法 ， 成为 60 年代末期以后广泛采用的优秀方 法 。 与此同 时 ， 为了保证可靠的收 敛 ，在我国还进行了网流法潮流计算的研 究 。随着电力系统的日益扩大和复杂 化 ，特别是电力系统逐步实现自动控制的需 要 ，对系统潮流计算在速 度 、内存 以及收敛性方面都提出了更高的要 求 。 70 年代以 来 ，潮流计算方法通过不同的 途径继续向前发 展 ，其中比较成功的一个方法就是 P-Q 分解 法 。这个方 法 ，根 据 电力系统的退热点，抓住主要矛 盾 ，对纯数学的牛顿法进行了改 进 ，从而在 内存容量及计算速度方面都大大向前迈进内了一 步 。使一个 32K 内存容量的

8、数 字计算机可以计算 1000 个节点系统的潮流问 题 ， 此法计算速度已能用于在线计 算 ， 作系统静态安全监 视 。 目前 ， 我国很多电力系统都采用了 P-Q 分解法潮流 青岛某高 校 本科毕业设 计 （论文） 3 程序。 潮 流计算灵活性和方便性的要求，对数字计算机的应用也是一个很关键的 问 题。过去在很长时间 内 ，电力系统潮流计算是借助于交流台进行 的 。交流台 模 拟了电力系统，因此在交流计算台上计算潮流 时 ，计算人员可以随时监视系 统 各部分运行状态是否满足要求，如发现某些部分运行不合 理 ，则可以立即进 行 调整。这样，计算的过程就相当于运算人员对系统进行操 作 、调整的过

9、 程 ， 非 常直观，物理概念也很清 楚 。当利用数字计算机进行潮流计算 时 ，就失去了 这 种直观性。为了弥补这个缺 点 ，潮流程序的编制必须尽可能使计算人员在计 算机计算的过程中加强对计算机过程的监视和控 制 ， 并便于作各种修改和调 整 。 电 力系统潮流计算问题并不是单纯的计算问题，把它当作一个运行方式的调整 问 题可能更为确切。为了得到一个合理的运行方 式 ，往往需要不断根据计算结 果 ，修改原始数 据 。在这 个意义 上 ，我们在编制潮流计算程序 时 ，对使用的方 便 性和灵活性必须予以足够的重视。因此，除了要求计算方法尽可能适应各种 修 改、调整以 外 ，还要注意输入和输出的方便

10、性和灵活 性 ，加强人机联 系 ，以 便使计算人员能及时监视计算过程并适当地控制计算的进 行 。 电 力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，是对复杂电力 系 统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。潮流计算的目标是求取电力系统 在给定运行状态的计 算 。即节点电压和功率分 布 ，用以检查系统各元件是否过 负 荷、各点电压是否满足要 求 ，功率的分布和分配是否合理以及功率损 耗 等 。 对 现有电力系统的运行和扩建，对新的电力系统进行规划设计以及对电力系统 进 行静态和暂态稳定分析都是以潮流计算为基础。潮流计算结果可用如电力系 统 稳态研究，安全估计或最优潮流等对潮流计算的模型和方法有

11、直接影 响 。实 际电力系统的潮流技术主要采用牛 顿 -拉夫逊 法 。 在运行方式管理 中 ， 潮流是确定电网运行方式的基本出发 点 ； 在规划领 域 ， 需 要进 行 潮 流分析验证规划方案的合理性；在实时运行环 境 ，调度员潮流 保 证 了 在预想操作情况下电网的潮流分布 以 及 校 验运行可靠性。在电力系统调度运 行 的多个领域都涉及到电网潮流计算。潮流是确定电力网络运行状态的基本因 素，潮流问题是研究电力系统稳态问题的基础和前 提 。 牛顿 -拉夫 逊 法早 在 50 年代末 就 已应 用 于求解电力系统潮流问 题 ，但 作为 一 种实用的，有竞争力的电力系统潮流计算方 法 ，则是在应

12、用了稀疏矩阵技巧 和高斯消去法求修正方程 后 。 牛顿 -拉夫逊法是求解非线性代数方程有效的迭代 计算。 P-Q 分解法进行电力系统分析的潮流计算程序的编制与调 试 ，获得电 力 基于 MATLAB 的电力系统 P-Q 潮流计算程序设计 4 系 统中各节点电压，为进一步进行电力系统分析作准 备 。通过本文加深对电力 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 。 1.1.2

13、 潮流计算的意义 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 。 在运行方式管理 中 ， 潮流是确定电网运行方式的基

14、本出发 点 ； 在规划领 域 ， 需 要进行潮流分析验证规划方案的合理性；在实时运行环 境 ，调度员潮流提供 了 多个在预想操作情况下电网的潮流分布以校验运行可靠性。在电力系统调度 运 行的多个领域都涉及到电网潮流计算。潮流是 确定电力网络运行状态的基本 因素，潮流问题是研究电力系统稳态问题的基础和前 提 。 MATLAB MATLAB 概述 目 前电子计算机已广泛应用于电力系统的分析计算，潮流计算是其基本应 用软件之 一 。现有很多潮流计算方 法 。对潮流计算方法有五方面的要 求 ：（ 1） 计算速度 快 （ 2） 内存需要 少 （ 3） 计算结果有良好的可靠性和可信 性 （ 4） 适应 性

15、 好，亦即能处理变压器变比调 整 、系统元件的不同描述和与其它程序配合的 能力 强 （ 5）简单。 MATLAB 是一种交互 式 、 面向对象的程序设计语 言 ， 广泛应用于工业界与 学术 界 ， 主要用于矩阵运 算 ， 同时在数值分 析 、 自动控制模 拟 、 数字信号处 理 、 动态分 析 、绘图等方面也具有强大的功 能 。 MATLAB 程序设计语言结构完 整 ， 且 具有优良的移植性，它的基本数据元素是不需要定义的数 组 。它可以高效率 青岛某高 校 本科毕业设 计 （论文） 5 地解决工业计算问 题 ，特别是关于矩阵和矢量的计 算 。 MATLAB 与 C 语 言 和 FORTRAN

16、 语言相比更容易被掌 握 。 通过 M 语言 ， 可以用类似数学公式的方式 来 编写算法，大大降低了程序所需的难度并节省了时 间 ，从而可把主要的精力 集中在算法的构思而不是编程 上 。另外， MATLAB 提供了一种特殊的工 具 ： 工 具 箱 （ TOOLBOXES） .这些工具箱主要包 括 ： 信号处 理 （ SIGNAL PROCESSING） 、 控制系 统 （ CONTROL SYSTEMS）、神经网 络 （ NEURAL NETWORKS） 、 模 糊逻 辑 (FUZZY LOGIC)、小 波 (WAVELETS)和模 拟 （ SIMULATION）等 等 。 不 同 领域、不同

17、层次的用户通过相应工具的学习和应 用 ，可以方便地进行计 算 、 分析及设计工 作 。 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。原始数据输入格式的设 计 ， 主要应从使用的角度出 发 ，原则是简单明 了 ，便于修 改 。 MATLAB 的优缺点 MATLAB 语言最大的特点是简单和直 接 ，它主要有如下特 点 ： 编程效率高 MATLAB 是一种面向科学与工程计算的高级语 言 ， 允许使用数学形式的语 言编写程 序 ， 且比 BASIC、 FORTRAN 和 C 等语言更加接近我们书写计算公式 的思维方 式 ，用 M

18、ATLAB 编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问 题 。 因 此， MATLAB 语言也可通俗地称为演算纸式科学算法语 言 。由于它编写简 单 ， 所以编程效率 高 ，易学易 懂 。 用户使用方便 MATLAB 语言是一种解释执行的语 言 （在没被专门的工具编译之 前 ） ， 它 灵 活、方便，其调试程序手段丰 富 ，调试速度 快 ，需要学习时间 少 。人们用任 何 一种语言编写程序一般都要经过四个步骤：编辑、编译、链接，以及执行和 调试 。 各个步骤之间是顺序关 系 ， 编程的过程就是在它们之间做瀑布型的循 环 。 MATLAB 语言与其他语言相 比 ， 较好的解决了上述问 题 ， 把编

19、 辑 、 编译 、 链接 和 执行融为一体。它能在同一画面上进行灵活操 作 ，快速排除输入程序中的书 写 错误、语法错误以至语义错 误 ，从而加快了用户编 写 、修改和调试程序的速 度，可以说在编程和调试过程中它是一种比 VB 还要简单的语 言 。 具体的 说 ， MATLAB 运行 时 ， 如直接在命令行输入 MATLAB 语 句 （命令 ） ， 包括调 M 文件的语 句 ，每输入一条语 句 ，就立即对其进行处 理 ，完成编 译 、 链 接和运行的全过 程 。 又如 ， 将 MATLAB 源程序编辑为 M 文件 ， 由于 MATLAB 基于 MATLAB 的电力系统 P-Q 潮流计算程序设计

20、 6 磁盘文件也是 M 文件 ， 所以编辑后的源文件就可以直接运 行 ， 而不需要进行编 译和链 接 。 在运行 M 文件 时 ， 如果有 错 ， 计算机屏幕上会给出详细的出错信 息 ， 用户经修改后再执 行 ， 直到正确为 止 。 所以可以 说 ， MATLAB 语言不仅是一种 语言，广义上讲是一种该语言的开发系 统 ，即语言调试系 统 。 扩充能力 强 ，交互性好 高版本的 MATLAB 语言有丰富的库函 数 ， 在进行复杂的数序运算时可以直 接调 用 ， 而且 MATLAB 的库函数同用户文件在形成上一 样 ， 所以用户文件也可 作为 MATLAB 的库函数来调 用 。 因而 ， 用户可

21、以根据自己的需要方便地建立和 扩充新的库函 数 ， 以便提高 MATLAB 的使用效率和扩充它的功 能 。 另外 ， 为了 充分利用 FORTRAN、 C 等语言的资 源 ， 包括用户已编好的 FORTRAN、 C 语言 程序，通过建 立 Me 文件的形 式 ，混合编 程 ，方便地调 用 有关 的 FORTRAN、 C 语言的子程 序 ，还可以 在 C 语言 和 FORTRAN 语言中方便地使 用 MATLAB 的 数 值计算功能。这样良好的交互性使程序员可以使用以前编写过的程 序 ，减少 重复性工 作 ，也使现在编写的程序具有重复利用的价 值 。 移植性和开放性很好 MATLAB 是用 C

22、语言编写 的 ， 而 C 语言的可移植性很 好 。 于是 MATLAB 可以很方便地移 植 到能 运 行 C 语言的操 作 平台 上 。 MATLAB 合适的工 作 平 台 有： Windows 系列 、 UNIX、 Linux、 VMS6.1 和 PowerMac。除了内部函数 外 ， MATLAB 所有的核心文件和工具箱文件都是公开 的 ，都是可读可写的源文 件 ， 用户可以通过对源文件的修改和自己编程构成新的工具 箱 。 语句简 单 ，内涵丰富 MATLAB 语 言 中 最 基 本 最 重 要 的 成 分 是 函 数 ， 其 一 般 形 式 为 a,b,c， .=fun(d,e,f,.)

23、,即一个函数由函数 名 ， 输入变量 d,e,f,.和输出变量 a,b,c,. 组成，同一函数 名 F， 不 同数目的输入变 量 （包括无输入变 量 ）及 不 同数目 的 输出变 量 ，代表着 不 同的含 义 （有点像面向对象中的多态 性 ） 。 这 不仅 使 MATLAB 的库函数功能更丰 富 ，而且大大减 少 了需要的磁盘空间 看 ， 使 得 MATLAB 编写的 M 文件简 单 、短小而高 效 。 高效方便的矩阵和数组运算 MATLAB 语言像 BASIC、 FORTRAN 和 C 语言一样规定了矩阵的算术运算 符 、关系运算 符 、罗技运算 符 、条件运算 符 ，而且这些运算符大部分可

24、以毫无 改变地照搬到数组间的运 算 ，有些如算术运算符只要增 加 “ .” 就可用于数组间 的 运算。另外，它不需定义数组的维 数 ，并给出矩阵函 数 、特殊矩阵专门的库 青岛某高 校 本科毕业设 计 （论文） 7 函 数，使之在求解诸如信号处 理 、建模、系统识 别 、控制、优化等领域的问题 时 ，显得大为简 捷 、高效、方便，这是其他高级语言所不能比拟 的 。在此基础 上 ， 高版本的 MATLAB 一定能名副其实地称 为 “ 万能演算 纸 ” 式的科学算法语 言。 方便的绘图功能 MATLAB 的绘图是十分方便 的 ， 它有一系列绘图函 数 （命令 ）， 例如线性 坐标 、 对数坐 标

25、、 半对数坐标及极坐 标 ， 均只需调用不同的绘图函 数 （命令 ） ， 在图上标出图 题 、 XY 轴标 注 ，格 （栅 ） 绘制也只需调用相应的命 令 ， 简单易 行 。 另外 ， 在调用绘图函数时调整自变量可绘出不变颜色的 点 、 线 、 复线或多重 线 。 这种为科学研究着想的设计是通用的编程语言所不能及 的 。 MATLAB 的缺点 是 ， 它和其他高级程序相 比 ， 程序的执行速度较 慢 。 由于 MATLAB 的程序不用编译等预处 理 ，也不生成可执行文 件 ，程序为解释执 行 ， 所以速度较 慢 ，并 且 MA TLAB 的界面功能比较 弱 , 不 能实现交互界 面 、数 据

26、采集和端口操作等功 能 。 1.3 总结 本 文介绍了图形化潮流计算软件的开发设计思想和总体结构，阐述了该软 件所具备的功能和特 点 。结合电力系统的特 点 ，软件采 用 MATLAB 语言运 行 于 WINDOWS 操作系统的图形化潮流计算软 件 。 本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 ，各类的有效封装又使程序具有很好的模块 性 、可维护性和重用 性 。 基于 MATLAB 的电力系统 P-Q 潮流计算程序设计 8 2 电力系统的潮流计算 2.1 概述 潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问

27、题 ， 求解的方法有很多 种 。 自 从 20 世 纪 50 年 代计算机应用于电力系统以来，当时求解潮流的方法是以节 点 导纳矩阵为基础的逐次代入法（导纳 法 ），后来为解决导纳法的收敛性较差 的 问题，出现了以阻抗矩阵为基础的逐次代入 法 （阻抗 法 ），到 20 世 纪 60 年 代 ，针对阻抗法占用计算机内存大的问题又出现了分块阻抗法及牛顿 拉 夫逊 法 。牛 顿 -拉 夫逊法是数学上解非线性方程式的有效方法，有较好的收敛性 ， 将 N R 法用于潮流计算是以导纳矩阵为基础 的 ，由于利用了导纳矩阵的对称 性 、 稀疏性及节点编号顺序优化等技 巧 ， 使 N R 法 在 收敛 性 、占

28、 用 内 存 、计算 机 速 度方面的优点都超过了阻抗法，成为 20 世 纪 60 年 代末期以后普遍采用的方 法 ，同时国内外广泛研究了诸如非线性规划 法 、直流 法 、交流法等各种不同的 潮流计算方 法 。 20 世纪 70 年代以 来 ， 又涌现出了更新的潮流计算方 法 ， 其中有 1974 年 由 B.Stoot 和 O.Alsac 提出的快速分解法以 及 1978 年由 岩 本伸一等提 出 的保留非线性的高速潮流计算 法 ， 其中快速分解 法 从 1975 年开始已在国内使 用 ， 并习惯称之为 PQ 分解 法 。由于 PQ 分解法在计算速度上大大超过了 N R 法， 不但能应用于离

29、线潮流计 算 ，而且也能应用于在线潮流计 算 。 2.2 潮流计算的基本方程 2.2.1 节点的分类 用一般的电路理论求解网络方 程 ，目的是给出电压 源 （或电流 源 ）研究网 络内的电 流 （或电 压 ） 分布 ， 作为基础的方程 式 ， 一般用线性代数方程式表 示 。 然 而在电力系统中，给出发电机或负荷连接母线上电压或电 流 （都是向 量 ）的 情况是很少 的 ， 一般是给出发电机母线上发电机的有功功 率 （ P） 和母线电压的 幅 值 （ U） ，给出负荷母线上负荷消耗的有功功 率 （ P） 和无功功 率 （ Q） 。主 要 目的是由这些已知量去求电力系统内的各种电气量。所以，根据电

30、力系统中 各节点性质的不 同 ，很自然的把节点分成三种类 型 。 PQ 节点 对这一类节 点 ， 事先给定的是节点功 率 （ P、 Q） ， 待求的未知量是节点电 青岛某高 校 本科毕业设 计 （论文） 9 压 向量 （ U、 ） ，所以 叫 “ PQ 节 点 ” 。 通常变电所母线都是 PQ 节 点，当某 些 发电机的输出功率 P、 Q 给 定时，也作为 PQ 节 点 。 PQ 节 点上的发电机称之 为 PQ 机 （或 PQ 给定型发电 机 ）。 在潮流计算 中 ， 系统大部分节点属于 PQ 节 点。 PU 节点 这 类节点给出的参数是该节点的有功功率 P 及 电压幅值 U， 待求量为该节

31、点的无功功率 Q 及电压向量的相 角 。这类节点在运行中往往要有一定可调节 的 无功电源，用于维持给定的电压 值 。通常选择有一定无功功率储备的发电机 母线或者变电所有无功补偿设备的母线作 PU 节点处 理 。 PU 节点上的发电机称 之为 PU 机。 平衡节点 在潮流计算 中 ，这类节点一般只设一 个 。对该节 点 ，给定其电压值 ，并在 计 算中取该节点电压向量的方向作为参考轴，相当于给定该点电压向量的角度 为零 。 也就是 说 ， 对平衡节点给定的运行参数是 U 和 ， 因此又称为 U 节点， 而待求量是该节点的 P， Q，整个系统的功率平衡由这一节点承 担 。 关 于平衡节点的选择，一

32、般选择系统中担任调频调压的某一发电 厂 （或发 电 机），有时也可能按其他原则选 择 ，例如，为提高计算的收敛 性 ，可以选择 出线数多或者靠近电网中心的发电厂母线作平衡节 点 。 以上三类节点 4 个运行参数 P、 Q、 U、 中，已知量都是两 个 ，待求量也 是两 个 ，只是类型不同而 已 。 基本方程式 在潮流计算中任何复杂的电力系统都可以归结为以下元 件 （参数）组成： 发电 机 （注入电流或功 率 ）； 负荷（注入负的电流或功 率 ）； 输电线支 路 （电阻、电抗）； 变压器支 路 （电阻、电抗、变比）； 母线上对地支 路 （阻抗和导 纳 ）； 线路上的对地支 路 （一般为线路充电电

33、容导 纳 ）。 集中了以上各种类型的元件的简单网络如图 2.1（ a）所示。 必 须指出，如果仅研究稳态情况下的潮流而不涉及暂态过程的计 算 ，则不 需 要发电机和负荷的阻抗参数，只需要给出发电机和负荷的注入功率和电 流 ， 基于 MATLAB 的电力系统 P-Q 潮流计算程序设计 10 I I 4 并且规定发电机和负荷的注入功率和电流取 正 ，而负荷取 负 。 Pg1 jQg1 (a) 潮 流 计 算用的 电 网 结 构图 (a) The flow calculation grid chart 1 无 源 线 性 网络 PR 4 jQR 4 Pg 2 jQg 2 I2 （ 可 用 导 纳矩

34、I5 PR5 jQR 5 0 j0 I3 阵 或 阻 抗 矩阵 表 示 ） I6 PR 6 jQR 6 R6 R4 R5 (b) 潮 流 计 算 等 值 网 络 (b) the trend to calculate the equivalent network 图 2.1 潮 流 计 算用的 电 网 结 构 图 和 等 值 网 络 Figure 2.1 The flow calculation grid structure diagram and the equivalent network 将图 2.1（ a）中的发电机和负荷节点 用 无阻抗线从网络中抽 出 （为 不 失 一 般性， 将 既非发电机又非负荷的浮动节点当 作 零注入功率的母线抽出网络 之 外 ），剩下的部分既由接地和不接地支路组成一个无源线性网络如图 2.1（ b） 所示。 对 于这个无源线性网络可用相应的导纳矩阵（或阻抗矩 阵 ）来描 述 ，采用 导纳矩阵 时 ，节点注入电流和节点电压构成以下线性方程组 I YU