nrflow.m

采用matlab编程实现基于牛顿拉夫逊算法的电力系统潮流计算。

%牛顿——拉夫逊法进行潮流计算
%n=input('请输入节点数：n=');
%nl=input('请输入支路数：nl=');
%isb=input('请输入平衡母线节点号：isb=');
%pr=input('请输入误差精度：pr=');
%iternu=input('请输入迭代次数:iternu=');
%B1=input('请输入由支路参数形成的矩阵： B1=');
%B2=input('请输入各节点参数形成的矩阵： B2=');
%以下为从数据文件读入数据
clc %清屏
clear %从内存中清除变量和函数
fid = fopen('flowre1.dat','r');
n = fscanf(fid,'%d',[1,1]) %节点数
n1= fscanf(fid,'%d',[1,1]) %支路数
isb=fscanf(fid,'%d',[1,1]) %平衡母线节点号
pr=fscanf(fid,'%g',[1,1])  %误差精度
iternu=fscanf(fid,'%d',[1,1])%最大迭代次数
B=fscanf(fid,'%g',[7,n]);  %支路数据
BP=fscanf(fid,'%g',[8,n1]);  %节点数据
B=B'
BP=BP'
B1=zeros(n1,7);B2=zeros(n,8);%B1支路参数形成的矩阵 B2各节点参数形成的矩阵
for i=1:n1
    k=1;
    for z=1:6;
      if (z==3)     
          B1(i,z)=complex(B(i,z),B(i,z+1));k=z+1;
      else 
          if (z==4) 
              B1(i,z)=complex(0,B(i,k)); 
          else
              B1(i,z)=B(i,k);
          end     
      end 
      k=k+1;    
  end  
end 
for i=1:n
    k=1;
    for z=1:6;
      if (z==1)  
          B2(i,z)=complex(BP(i,z),BP(i,z+1));k=z+2;
          
      else 
          if (z==2)
              B2(i,z)=complex(BP(i,k),BP(i,k+1));k=k+2;
          else
              B2(i,z)=BP(i,k);   k=k+1;   
          end
      end 
       
  end  
end 
fclose(fid);%关闭数据原文件
Y=zeros(n);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n);%初始化数组
delta=zeros(1,n);S1=zeros(n1);
%求导纳矩阵
for i=1:n1
    if B1(i,6)==0
       p=B1(i,1);q=B1(i,2);
    else
       p=B1(i,2);q=B1(i,1);
    end
    Y(p,q)=Y(p,q)-1./(B1(i,3)*B1(i,5));
    Y(q,p)=Y(p,q);
    Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)^2)+B1(i,4)./2;
    Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2;
end
disp('导纳矩阵 Y=');
disp(Y)
G=real(Y);B=imag(Y);
fid=fopen('result.dat','a');
fprintf(fid,'\n导纳矩阵G 实部')
fprintf(fid,'\n%g %g %g %g %g',G)
fprintf(fid,'\n导纳矩阵B 虚部')
fprintf(fid,'\n%g %g %g %g %g',B)

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
    S(i)=B2(i,1)-B2(i,2);%节点注入功率＝发电机注入节点的功率减去节点负荷功率
    B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5);
end
P=real(S);Q=imag(S);
ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0;overflag=0;
while IT2~=0
      IT2=0;a=a+1;
      
      for i=1:n
          if i~=isb%除平衡节点外
             C(i)=0;D(i)=0;
             for j1=1:n
                 C(i)=C(i)+G(i,j1)*e(j1)-B(i,j1)*f(j1);
                 D(i)=D(i)+G(i,j1)*f(j1)+B(i,j1)*e(j1);
             end
             P1=C(i)*e(i)+f(i)*D(i);
             Q1=C(i)*f(i)-e(i)*D(i);
%求'P,Q'    
             V2=e(i)^2+f(i)^2;
             if B2(i,6)~=3
                DP=P(i)-P1;%有功功率的误差
                DQ=Q(i)-Q1;%无功功率的误差
                for j1=1:n
                    if j1~=isb&j1~=i
                       X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);
                       X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);
                       X3=X2;
                       X4=-X1;
                       p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;
                       m=p+1;
                       J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X4;
                       J(m,q)=X2;
                    elseif j1==i&j1~=isb
                       X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);
                       X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);
                       X3=D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);
                       X4=-C(i)+G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i);
                       p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;
                       m=p+1;
                       J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X4;
                       J(m,q)=X2;
                    end
                end
             else
                DP=P(i)-P1;
                DV=V(i)^2-V2;
                for j1=1:n
                    if j1~=isb&j1~=i
                       X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);
                       X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);
                       X5=0;X6=0;
                       p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;
                       m=p+1;
                       J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;
                       J(m,q)=X2;
                    elseif j1==i&j1~=isb
                       X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);
                       X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);
                       X5=-2*e(i);
                       X6=-2*f(i);
                       p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X5;J(p,N)=DV;
                       m=p+1;
                       J(m,q)=X1;J(m,N)=DP;q=q+1;J(p,q)=X6;
                       J(m,q)=X2;
                    end
                end
             end
          end
      end
%求雅可比矩阵
      for k=3:N0
          k1=k+1;N1=N;
          for k2=k1:N1
              J(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k);
          end
          J(k,k)=1;
          if k~=3
             k4=k-1;
             for k3=3:k4
                 for k2=k1:N1
                  J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);
                 end
                 J(k3,k)=0;
             end
             if k==N0 
                 break;
             end
                for k3=k1:N0
                    for k2=k1:N1
                        J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);
                    end
                J(k3,k)=0;
             end
          else
             for k3=k1:N0
                 for k2=k1:N1
                     J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);
                 end
                 J(k3,k)=0;
             end
          end
      end
 
      for k=3:2:N0-1
          L=(k+1)./2;
          e(L)=e(L)-J(k,N);
          k1=k+1;
          f(L)=f(L)-J(k1,N);
      end
      for k=3:N0
          DET=abs(J(k,N));
          if DET>=pr
             IT2=IT2+1;
          end
      end
      ICT2(a)=IT2;
      ICT1=ICT1+1;
      if ICT1>iternu 
          overflag=1;
          break;    
      end 
end

%用高斯消去法解"w=-J*V"
if overflag==0
disp('迭代次数：');
disp(ICT1);
disp('没有达到精度要求的个数：');
disp(ICT2);
for k=1:n
    V(k)=sqrt(e(k)^2+f(k)^2);
    delta(k)=atan(f(k)./e(k))*180./pi;
    E(k)=e(k)+f(k)*j;
end
disp('各节点的实际电压标幺值E为(节点号从小到大排列)：');
disp(E);
disp('各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列)：');
disp(V);
fprintf(fid,'\n各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列):');
fprintf(fid,'\n%g %g %g %g %g ',V);

disp('各节点的电压相角delta为(节点号从小到大排列)：');
disp(delta);
fprintf(fid,'\n各节点的电压相角delta为(节点号从小到大排列)：');
fprintf(fid,'\n%g %g %g %g %g ',delta);

for p=1:n
    C(p)=0;
    for q=1:n
        C(p)=C(p)+conj(Y(p,q))*conj(E(q));
    end
    S(p)=E(p)*C(p);
end
disp('各节点的功率S为(节点号从小到大排列)：');
disp(S);
disp('各条支路的首端功率Si为(顺序同您输入B1时一致)：');
for i=1:n1
    if B1(i,6)==0
       p=B1(i,1);q=B1(i,2);
    else
       p=B1(i,2);q=B1(i,1);
    end
Si(p,q)=E(p)*(conj(E(p))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(p)*B1(i,5))-conj(E(q)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));
    disp(Si(p,q));
end
disp('各条支路的末端功率Sj为(顺序同您输入B1时一致)：');
for i=1:n1
    if B1(i,6)==0
       p=B1(i,1);q=B1(i,2);
    else
       p=B1(i,2);q=B1(i,1);
    end
Sj(q,p)=E(q)*(conj(E(q))*conj(B1(i,4)./2)+(conj(E(q)./B1(i,5))-conj(E(p)))*conj(1./(B1(i,3)*B1(i,5))));
    disp(Sj(q,p));
end
disp('各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入B1时一致)：');
for i=1:n1
    if B1(i,6)==0
       p=B1(i,1);q=B1(i,2);
    else
       p=B1(i,2);q=B1(i,1);
    end
    DS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p);
    disp(DS(i));
end
fclose(fid);
else 
   disp('在最大迭代次数范围内不收敛'); 
   fclose(fid);
end 
disp(J)