潮流計算開題報告

　　潮流計算是根據(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)的計算。

　　MatlAB的潮流計算建模與仿真開題報告

　　選題的意義和目的

　　潮流計算是電力系統(tǒng)最簡單卻非常重要的分析計算，可以用來研究系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行中提出的各種問題。對規(guī)劃中的電力系統(tǒng)，通過潮流計算可以檢驗所提出的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案能否滿足各種運(yùn)行方式的要求;對運(yùn)行中的電力系統(tǒng)，通過潮流計算可以預(yù)知各種負(fù)荷變化和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變會不會危及系統(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)是否會出現(xiàn)過負(fù)荷，以及可能出現(xiàn)過負(fù)荷時應(yīng)事先采取哪些預(yù)防措施等。

　　可是傳統(tǒng)的潮流計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。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，結(jié)合電力系統(tǒng)的特點及圖形化潮流計算軟件的開發(fā)設(shè)計思想和總體結(jié)構(gòu)，而應(yīng)用MATLAB軟件可以很好的改善這方面的問題。該系統(tǒng)的主要特點是操作簡單，圖形界面直觀，運(yùn)行穩(wěn)定.計算準(zhǔn)確。計算中，算法做了一些改進(jìn)，提高了計算速度，各個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。對規(guī)劃中的電力系統(tǒng)，通過潮流計算可以檢驗所提出的電力系統(tǒng)規(guī)劃方案能否滿足各種運(yùn)行方式的要求;對運(yùn)行中的電力系統(tǒng)，通過潮流計算可以預(yù)知各種負(fù)荷變化和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變會不會危及系統(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)是否會出現(xiàn)過負(fù)荷，以及可能出現(xiàn)過負(fù)荷時應(yīng)事先采取哪些預(yù)防措施等。

　　潮流計算既是對電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和運(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)定計算的基礎(chǔ)。利用電子計算機(jī)進(jìn)行潮流計算從20世紀(jì)50年代中期就已經(jīng)開始,經(jīng)歷了以節(jié)點導(dǎo)納為基礎(chǔ)的高斯-賽德爾迭代法，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，潮流算法的研究仍然非�；钴S，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。對潮流計算的要求可以歸納為下面幾點：(1)算法的可靠性或收斂性

　　(2)計算速度和內(nèi)存占用量

　　(3)計算的方便性和靈活性。隨著時代電力系統(tǒng)大系統(tǒng)、強(qiáng)非線性與多元件的特點日益突出，其計算量與計算復(fù)雜程度急劇增加，舊的計算機(jī)軟件在處理潮流計算時，其速度已經(jīng)無法滿足大電網(wǎng)模擬和實時控制的仿真要求。MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(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)、開發(fā)與實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面模型、連接其他編程語言的程序和應(yīng)用程序。借助其語言、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，其中包括信號處理和通信、圖像和視頻處理、控制系統(tǒng)、測試和測量、計算金融學(xué)及計算生物學(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，有一百多萬工程師和科學(xué)家使用 MATLAB 這一技術(shù)計算語言。MATLAB是集數(shù)值計算、符號運(yùn)算及圖形處理等強(qiáng)大功能一體的科學(xué)計算語言。

　　MATLAB計算機(jī)軟件功能強(qiáng)大，在編寫程序時MATLAB語言允許用戶以數(shù)學(xué)形式的語言編寫程序，比BASIC語言和FORTRAN語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語言來進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流計算的方法，編程簡便、運(yùn)算效率高并符合人們的思維習(xí)慣，計算結(jié)果能滿足工程計算需要，同時驗證了方法的有效性，為解決大電網(wǎng)的潮流計算問題開辟了新思路。

　　課題內(nèi)容及研究思路

　　對目前常用潮流計算方法進(jìn)行分析如牛頓-拉夫遜法，先建立潮流計算的數(shù)學(xué)模型，主要包括導(dǎo)納矩陣的原理及計算方法、潮流計算的基本方程、潮流系統(tǒng)的節(jié)點分類、潮流計算的約束條件這幾方面。其次對牛頓-拉夫遜法的基本原理、求解過程、程序框圖進(jìn)行概述。最后通過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)計說明書。

　　課題重點、難點

　　現(xiàn)代電力系統(tǒng)大系統(tǒng)、強(qiáng)非線性與多元件的特點日益突出,其計算量與計算復(fù)雜度急劇增加，而牛頓-拉夫遜法是求解非線性代數(shù)方程有效的迭代計算。牛頓-拉夫遜法需要進(jìn)行大量的數(shù)值計算。自導(dǎo)納和互導(dǎo)納的確定方法、節(jié)點導(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)點分類等都比較容易弄混。MATLAB設(shè)計中，原始數(shù)據(jù)的填寫格式是很關(guān)鍵的一個環(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，否則會大大增加工作量。

　　論文提綱

　　電力系統(tǒng)潮流計算概述

　　1.1電力系統(tǒng)簡介

　　1.2潮流計算簡介

　　1.3潮流計算的意義及其發(fā)展

　　2、潮流計算的數(shù)學(xué)模型

　　2.1導(dǎo)納矩陣的原理及計算方法

　　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潮流計算的基本方程

　　2.3電力系統(tǒng)節(jié)點分類

　　2.4潮流計算的約束條件

　　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-拉夫遜法求解過程

　　3.3牛頓-拉夫遜法程序框圖

　　4、MatlAB建模仿真

　　4.1Matlab簡介

　　4.2矩陣的生成

　　4.3矩陣的運(yùn)算

　　4.4牛頓—拉夫遜法潮流計算程序

　　4.5 結(jié)果分析

　　總結(jié)

　　進(jìn)度安排(包括時間劃分和各階段的主要內(nèi)容)

　　序號 設(shè)計各階段名稱 日期(教學(xué)周)

　�、� 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

　�、� 提供開題報告 2014年11月14日—11月22日

　�、� 修改開題報告相關(guān)外文翻譯資料 2014年11月22日—12月28日

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

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

　�、� 指導(dǎo)老師評定成績，老師評閱論文 2015年4月18日—4月30日

　�、� 畢業(yè)答辯 2015年 4月30日—5月16日

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