電力系統(tǒng)潮流計(jì)算

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2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題（含答案詳解+作文范文）_第1頁(yè)

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文檔簡(jiǎn)介

1、　　目錄　　一、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算概述1　　二、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣1　　1.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣及其各元素的物理意義1　　2.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的特點(diǎn)1

2、3.算法推導(dǎo)2　　3.1勵(lì)磁支路2　　3.2線路支路2　　3.3變壓器支路3　　4.程序?qū)崿F(xiàn)方法和技巧3　　4.1變量說(shuō)明3　　4.2支路參數(shù)

3、設(shè)置技巧4　　5.程序框圖5　　6.矩陣輸出格式控制6　　三、潮流計(jì)算的原理及實(shí)現(xiàn)方法6　　1.牛頓—拉夫遜法（直角、極坐標(biāo)）6　　1.1牛頓—拉夫遜法簡(jiǎn)介6</p

4、>　　1.2算法推導(dǎo)8　　a.直角坐標(biāo)8　　b.極坐標(biāo)11　　1.3程序?qū)崿F(xiàn)方法和技巧12　　1.4直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)的比較13

5、　　1.5程序框圖14　　2.高斯—塞得爾法15　　2.1高斯—塞得爾法簡(jiǎn)介15　　2.2算法推導(dǎo)15　　2.3程序框圖17　　3.P-Q分解法18<p&g

6、t;　　3.1P-Q分解法簡(jiǎn)介18　　3.2算法推導(dǎo)18　　3.3程序框圖21　　4.節(jié)點(diǎn)功率、功率分布及網(wǎng)損計(jì)算22　　4.1節(jié)點(diǎn)功率22　　4.2支路功率22

7、　a.變壓器支路23　　b.線路支路24　　c.勵(lì)磁支路24　　4.3網(wǎng)絡(luò)損耗24　　四、主程序結(jié)構(gòu)圖25　　五、程序清單26　　六、程序計(jì)算實(shí)例47</

8、p>　　1.實(shí)例內(nèi)容47　　2.程序初值47　　3.運(yùn)行結(jié)果48　　3.1節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣48　　3.2牛頓極坐標(biāo)48　　3.3牛頓直角坐標(biāo)49<p&g

9、t;　　3.4高斯塞得爾50　　3.5P-Q分解法51　　4.運(yùn)行界面51　　七、畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果、經(jīng)驗(yàn)和不足55　　1.程序設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)55　　2.程序中的不足55

10、　3.畢業(yè)設(shè)計(jì)成果56　　4.畢業(yè)設(shè)計(jì)體會(huì)56　　參考書(shū)目57　　電力系統(tǒng)潮流計(jì)算　　電力系統(tǒng)潮流計(jì)算概述　　潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中最基本的計(jì)算，

11、它在給定電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)及決定電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的邊界條件的情況下，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。如各母線上的電壓（幅值和相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布及功率損耗等。潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)運(yùn)行、規(guī)劃、以及安全性、可靠性分析和優(yōu)化的基礎(chǔ)，也是各種電磁瞬時(shí)過(guò)程和機(jī)電瞬時(shí)過(guò)程分析的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)。潮流計(jì)算一般分為在線計(jì)算和離線計(jì)算。在這里主要是進(jìn)行離線潮流計(jì)算的問(wèn)題。　　潮流計(jì)算的方法通常有阻抗法和導(dǎo)納法。隨著計(jì)

12、算機(jī)的應(yīng)用發(fā)展，采用稀疏矩陣技術(shù)和節(jié)點(diǎn)優(yōu)化編號(hào)技術(shù)使牛頓－拉夫遜法得到了非常廣泛的應(yīng)用，成為潮流計(jì)算中廣泛采用的優(yōu)秀算法。導(dǎo)納法也就因其稀疏性的特點(diǎn)逐步取代了阻抗法。70 年代中期，Stott 在大量實(shí)踐的基礎(chǔ)上提出了快速分解潮流計(jì)算方法（P_Q分解法），使潮流計(jì)算在內(nèi)存容量和計(jì)算速度上得到了大大的提高，可用于在線計(jì)算，是目前最常用的一種方法。　　節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣</b&g

13、t;　　節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣及其各元素的物理意義　　由歐姆定律可知：，也即，其中系數(shù)矩陣Y即稱為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。對(duì)于n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電力網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，方程組的系數(shù)矩陣：　?。?- 1）　　顯然可知其中各元素的物理意義：<p&

14、gt;　　導(dǎo)納矩陣中第i列對(duì)角元素Yii ，即節(jié)點(diǎn)i的自導(dǎo)納，在數(shù)值上等于節(jié)點(diǎn)i加單位電壓，其它節(jié)點(diǎn)都接地時(shí)，節(jié)點(diǎn)i向電力網(wǎng)絡(luò)注入的電流。　　導(dǎo)納矩陣中第i列非對(duì)角元素Yij ，即節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j間的互導(dǎo)納，在數(shù)值上等于節(jié)點(diǎn)i加單位電壓，其它節(jié)點(diǎn)都接地時(shí)，節(jié)點(diǎn)j向電力網(wǎng)絡(luò)注入的電流。　　節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的特點(diǎn)</p&

15、gt;　　導(dǎo)納矩陣是稀疏矩陣，矩陣的階數(shù)等于電力網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)。　　各行非對(duì)角元素的個(gè)數(shù)等于對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)所連的不接地支路數(shù)。　　導(dǎo)納矩陣是一個(gè)對(duì)稱的方陣，非對(duì)角元素Yij=Yji 。　　對(duì)角線元素即自導(dǎo)納等于i 節(jié)點(diǎn)所有支路導(dǎo)納值的總和，即 Yii=∑yii 。<p&g

16、t;　　非對(duì)角線元素即互導(dǎo)納等于i、j 節(jié)點(diǎn)間支路導(dǎo)納的負(fù)值，即 Yij=-yij 。　　算法推導(dǎo)　　電力網(wǎng)中常見(jiàn)的有三種類型的支路：勵(lì)磁支路、線路支路、變壓器支路。在節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣程序中，采用逐條支路追加法。而對(duì)于各種支路處理方法略有不同，下面就分別作以推導(dǎo)。

17、;　　勵(lì)磁支路　　如圖1所示，勵(lì)磁支路的另一節(jié)點(diǎn)是接地點(diǎn)0，因此當(dāng)追加勵(lì)磁支路時(shí)，只需要修正節(jié)點(diǎn)i的自導(dǎo)納。　?。?- 2）　　線路支路　　如圖2所示，當(dāng)追加線路支路時(shí)，節(jié)點(diǎn)i

18、、節(jié)點(diǎn)j的自導(dǎo)納以及它們之間的互導(dǎo)納都需要修改。　?。?- 3）　?。?- 4）　?。?- 5）　　圖 1 勵(lì)磁支路

19、圖 2 線路支路　　變壓器支路　　變壓器一共有四種模型，在這里采用如圖3所示的模型，而其它的三種情況均可以化作此模型（詳見(jiàn)后一節(jié)）。對(duì)于圖3的模型，有：　?。?- 6）

20、;　?。?- 7）　?。?- 8）　　化簡(jiǎn)后：　　（2- 9）　?。?- 10）

21、　　圖 3 變壓器支路　　程序?qū)崿F(xiàn)方法和技巧　　變量說(shuō)明　　YG、YB分別存放節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的實(shí)部和虛部；　　m 存放循環(huán)數(shù)；&

22、lt;/p>　?。╥、j、r、x、k）存放支路參數(shù)　　i 、j分別存放支路的節(jié)點(diǎn)號(hào)，如果是接地點(diǎn)則存為0；　　r 、x 分別存放支路參數(shù)的實(shí)部和虛部；　　k 存放變比（變壓器支路）或接地容納（線路支路）；　　支路參數(shù)設(shè)置技巧&

23、lt;/b>　?。?）如何區(qū)別支路類型　　當(dāng)其為勵(lì)磁支路時(shí)，令接地端的節(jié)點(diǎn)號(hào)為0，這樣判斷就是勵(lì)磁支路；　　當(dāng)其為變壓器支路時(shí)，令靠近變壓器的一端為負(fù)值，這樣判斷則是變壓器支路；　　因而判斷就是線路支路。　?。?）如何解決變

24、壓器四種模型的統(tǒng)一　　對(duì)于圖4所示的模型，令，當(dāng)程序判斷時(shí)，節(jié)點(diǎn)號(hào)互換；　　對(duì)于圖5所示的模型，令，當(dāng)程序判斷時(shí)，作；　　對(duì)于圖6所示的模型，同時(shí)做上述兩步；　　這樣一來(lái)就可以把模型統(tǒng)一到圖3所對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式。　　圖 4

25、圖 5 圖 6　?。?）如何讓線路支路與變壓器支路用同一套計(jì)算公式　　把線路支路的對(duì)地容納存入變量中，當(dāng)程序處理線路支路時(shí)，首先用以下兩個(gè)公式（2-11）和（2-12）把容納加入節(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)納中，然后置，這樣即把線路支路看作變比的變壓器支路。&l

26、t;p>　?。?- 11）　　（2- 12）　　程序框圖　　矩陣輸出格式控制　　由于節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的輸出中，有實(shí)部和

27、虛部之分、又有正負(fù)號(hào)，要把字符j輸出到虛部的正負(fù)號(hào)之前，而且要把整個(gè)矩陣用一屏輸完，就需要進(jìn)行一定的處理。對(duì)于實(shí)部照直輸出即可，對(duì)于虛部則先判斷其正負(fù)，輸出或，然后對(duì)其取絕對(duì)值輸出。如果階數(shù)比較大，還可以用printf(“%.NUMf”,變量名)；來(lái)控制輸出數(shù)據(jù)的小數(shù)點(diǎn)位數(shù)。其中NUM是希望輸出的小數(shù)點(diǎn)位數(shù)。　　潮流計(jì)算的原理及實(shí)現(xiàn)方法　　如上所述，節(jié)點(diǎn)

28、電流與電壓之間的關(guān)系可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)方程式來(lái)表述：　　（3- 1）　　上式寫(xiě)成展開(kāi)的形式：　?。?- 2）　　為了求解潮流問(wèn)題，必須利用節(jié)點(diǎn)功率與電流之間的關(guān)系：<p&g

29、t;　　（3- 3）　　其中分別為節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)注入的有功功率及無(wú)功功率，當(dāng)點(diǎn)為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)時(shí)，本身應(yīng)帶負(fù)號(hào)。將式（3- 3）代入式（3- 2），可得到：　　（3- 4）　　式（3-4）中有n個(gè)非線性復(fù)數(shù)方程式，是潮流計(jì)算問(wèn)題的基本方程式，對(duì)這個(gè)

30、方程式的不同應(yīng)用和處理，就形成了不同的潮流程序?？傮w上可分為：牛頓—拉夫遜法、高斯—塞得爾法、P—Q分解法。以下對(duì)各種跌代方法作一一說(shuō)明。　　牛頓—拉夫遜法（直角、極坐標(biāo)）　　牛頓—拉夫遜法簡(jiǎn)介　　牛頓—拉夫遜法是把非線性方程式的求解過(guò)程變成反復(fù)對(duì)相應(yīng)的線性方程式的求解過(guò)程，

31、從幾何意義上看實(shí)質(zhì)是切線法、是一種逐步線性化的方法，這是牛頓—拉夫遜法的核心所在。　　設(shè)有變量的非線性聯(lián)立方程組： 　?。?- 5）　　其近似為，設(shè)近似解與精確解分別相差，則如下的方程式成立：<b&g

32、t;　　（3- 6）　　上式中任何一式都可按泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)，并省略二次以上高次項(xiàng)，可得：　　（3- 7）　　或簡(jiǎn)寫(xiě)為： 　?。?- 8）<

33、;/p>　　式中，稱為函數(shù)的雅可比矩陣；　　將代入式（3-7），可得中，然后求解，從而經(jīng)過(guò)第一次迭代后的新值。再將求得的代入，如此循環(huán)，直到。（這里為預(yù)先給定的滿足一定精度要求的正整數(shù)）　　算法推導(dǎo)　　直角坐標(biāo)

34、　　基本方程式： 　?。?- 9）　　將式（3-2）代入式（3-9），并展開(kāi)功率方程式得：　?。?- 10）

35、　節(jié)點(diǎn)電壓以直角坐標(biāo)表示時(shí)，有、，將實(shí)部和虛部分列，可得：　?。?- 11）　　對(duì)于PQ節(jié)點(diǎn)，Pis ，Qis是給定的，因而有：　?。?- 12）　　對(duì)于PV節(jié)點(diǎn)，Pis ，Vis是給定的，因而有

36、：　?。?- 13）　　其中令：　?。?- 14）　　則式（3-12）和（3-13）可簡(jiǎn)化為：

37、（3- 15）　?。?- 16）　　建立修正方程式：　　（3- 17）　　其中用式（3-15）求出，用式（3-16）求出；</p&g

38、t;　　而雅可比矩陣各元素按下式求得：　　時(shí)， 　?。?- 18） 　?。?- 19）　?。?- 20）</b

39、>　?。?- 21）　　時(shí)，　?。?- 22）　?。?- 23）　　（3

40、- 24） 　　（3- 25）　?。?- 26） 　?。?- 27） 　　為了求解修正方程式，必須對(duì)雅可比矩陣作一定的處理，可以用高斯消去法、三角分解法、因子表法，而在本程序中采用直接求逆

41、的方法。求逆后有：　　（3- 28）　　通過(guò)式（3-28）求出，再修正各節(jié)點(diǎn)電壓，即：　?。?- 29）　　這樣節(jié)點(diǎn)電壓就離精確值更近了一步。再運(yùn)用新的電壓值進(jìn)行下一次迭代，直到滿足精度要求。&l

42、t;/p>　　極坐標(biāo)　　如上所述，當(dāng)節(jié)點(diǎn)電壓以極坐標(biāo)表示時(shí)，有　　（3- 30）　　把式（3-30）代入式（3-10），再將實(shí)部、虛部分開(kāi)，得功率方程式：<b&g

43、t;　　（3- 31）　　式中（3- 32）　　在計(jì)算中通常將式（3-31）寫(xiě)成：　?。?- 33）　　在建立修正方程式時(shí)，由于PV節(jié)點(diǎn)的電壓幅值是給定的，不在作為變量，同時(shí)，該點(diǎn)不能預(yù)先給定無(wú)功功率Qis ，這

44、樣，方程式中也就失去了約束作用。因此，在迭代過(guò)程中應(yīng)取消與PV節(jié)點(diǎn)有關(guān)的無(wú)功功率方程式。　　設(shè)節(jié)點(diǎn)總數(shù)為n，PV節(jié)點(diǎn)數(shù)為r，則：　?。?- 34）　　為了程序上處理方便，把修正方程式排列成下列形式：　　（3- 35）

45、　　式中，雅可比矩陣個(gè)元素用下式計(jì)算：　　時(shí)　?。?- 36）　?。?- 37）

46、;　?。?- 38）　?。?- 39）　　時(shí)，　　（3- 40）　?。?- 41）

47、;　?。?- 42）　?。?- 43）　　同上，用直接求逆法處理雅可比矩陣，解出、，再修正各節(jié)點(diǎn)電壓：　　（3- 44）　　如此循環(huán)直到

48、滿足精度要求為止。　　程序?qū)崿F(xiàn)方法和技巧　　直角坐標(biāo)法：式（3-15）、（3-16）及式（3-22）～（3-25）中都含有節(jié)點(diǎn)注入電流的分量、，因而求解、及雅可比矩陣中對(duì)角線元素、、、的主要運(yùn)算集中在求、上。節(jié)點(diǎn)注入電流的分量、只與行導(dǎo)納矩陣及相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的電壓分量有關(guān)（見(jiàn)式3-14），因此即可先運(yùn)算得到、，從而減小運(yùn)算

49、量、提高計(jì)算精度。　　另外，在直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)中，當(dāng)時(shí)，都有、，如此就可以只作兩個(gè)子函數(shù)H（i，j）、N（i，j）來(lái)進(jìn)行調(diào)用，這樣也減小了程序的運(yùn)算量，同時(shí)增加程序的可讀性。　　注：為了程序計(jì)算的方便，把PV節(jié)點(diǎn)的電壓存放于無(wú)功功率Q的數(shù)組中。　　直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)的比較&

50、lt;b>　　表格 1　　程序框圖　　高斯—塞得爾法　　高斯—塞得爾法簡(jiǎn)介　　與牛頓法不同的是高斯—塞得爾法把迭代計(jì)算所求得的最新值

51、立即用于計(jì)算下一個(gè)變量的新值而不是等到這一輪迭代結(jié)束之后。這就是高斯—塞得爾法思想的核心所在。通常高斯—塞得爾法迭代的次數(shù)很多，為了加速收斂，可以引入加速因子。　　算法推導(dǎo)　　如果取，則有功方程式：　?。?- 45）

52、　　把實(shí)部和虛部分開(kāi)：　?。?- 46）　　令：（3- 47）　　因此式（3-46）可簡(jiǎn)化為：　?。?- 48）&l

53、t;/p>　　從式（3-4）可以解出：　?。?- 49）　　將其展開(kāi)，并寫(xiě)成高—塞法的迭代格式：　?。?- 50）　　最后引入加速因子：</b&

54、gt;　?。?- 51）　　這就是高斯迭代的基本公式。　　A．對(duì)于PQ節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)功率是給定的，因此可以直接應(yīng)用式（3-50）和式（3-51）進(jìn)行迭代計(jì)算。　　B．對(duì)于PV節(jié)點(diǎn)，電壓幅值是給定的，而無(wú)功功率又需要在迭代過(guò)程中逐次地求出，

55、因此PV節(jié)點(diǎn)必須作以下幾項(xiàng)計(jì)算。　　修正節(jié)點(diǎn)電壓　　（3- 52）　　用式（3-48）計(jì)算節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率　　無(wú)功功率越限檢查<p&

56、gt;　　檢驗(yàn) （3- 53）　　作完上述三項(xiàng)計(jì)算后，就可以用式（3-50）和式（3-51）計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓的新值。　　C．平衡節(jié)點(diǎn)不必進(jìn)行迭代　　另外，高斯—塞得爾法的收斂判據(jù)是：　?。?- 54）<p

57、>　　程序框圖　　P-Q分解法　　P-Q分解法簡(jiǎn)介　　P-Q分解法（改進(jìn)牛頓法）是從改進(jìn)和簡(jiǎn)化牛頓法潮流程序的基礎(chǔ)上提出來(lái)的。它的基本思想是：把節(jié)點(diǎn)功率表示為電壓向量的極坐標(biāo)方程式，抓住主要矛盾

58、，以有功功率誤差作為修正電壓向量角度的依據(jù)，以無(wú)功功率誤差作為修正電壓幅值的依據(jù)，把有功功率和無(wú)功功率迭代分開(kāi)來(lái)進(jìn)行。即：　　（3- 55）　　這樣由于把2n階的方程組變成了二個(gè)n階的方程組，因而計(jì)算量和內(nèi)存方面都有所改善。P-Q分解法的另一個(gè)簡(jiǎn)化是將式（3-55）中的系數(shù)矩陣化作在迭代過(guò)程中不變的對(duì)稱矩陣。迭代過(guò)程

59、中不需要反復(fù)求解系數(shù)矩陣。　　以上兩點(diǎn)就是P-Q分解法與其它方法的最明顯的區(qū)別。　　算法推導(dǎo)　　如上所述，有：　?。?- 56）<

60、;p>　　由于線路兩端電壓的相角差不太大（一般10°～20°），因此近似認(rèn)為、，且近似認(rèn)為。作此近似后，可以將式（3-56）系數(shù)矩陣中的元素表示式從式（3-36）、（3-39）、（3-40）、（3-43）簡(jiǎn)化為：　?。?- 57）　　將式（3-57）寫(xiě)成矩陣的形式有：

61、　?。?- 58）　　再將式（3-58）代入式（3-56）中，并利用矩陣相乘，得：　?。?- 59）　　（3- 60）　　進(jìn)一步化簡(jiǎn)后可以得

62、到：　　（3- 61）　?。?- 62）　　式（3-61）和式（3-62）也可以簡(jiǎn)寫(xiě)成：　　（3- 63）<b

63、>　　（3- 64）　　***注意：這里的與的階數(shù)是不同的。　　以上兩式就是P-Q分解法的修正方程式，其中系數(shù)矩陣與只不過(guò)是系統(tǒng)導(dǎo)納矩陣的虛部，因而是對(duì)稱矩陣，而且在迭代過(guò)程中維持不變。它們與功率誤差方程式（3-65）：　?。?- 65）</p

64、>　　構(gòu)成了P-Q分解法迭代過(guò)程中基本計(jì)算公式。　　至于其迭代過(guò)程，與牛頓極坐標(biāo)法相類似，這里就不再熬述了。　　程序框圖　　節(jié)點(diǎn)功率、功率分布及網(wǎng)損計(jì)算　　節(jié)點(diǎn)功率&l

65、t;/p>　　要計(jì)算的節(jié)點(diǎn)功率有PV節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率，平衡節(jié)點(diǎn)的有功和無(wú)功功率。　　電壓取直角坐標(biāo)時(shí)，用下式計(jì)算：　?。?- 66）　　電壓取極坐標(biāo)時(shí)，則有：　?。?- 67）</b&

66、gt;　　支路功率　　如圖7所示，支路功率基本方程式：　　（3- 68）　　也即：　?。?- 69

67、）　　圖 7 圖 8　　下面對(duì)各種支路分別討論：　　變壓器支路　　在這里仍然采用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納程序中的變壓器模型，如圖8所示，即有：</p&

68、gt;　?。?- 70）　　又由于式（2-6），所以上式可以寫(xiě)成：　?。?- 71）　　當(dāng)電壓取直角坐標(biāo)時(shí)，并把實(shí)部、虛部分開(kāi)，有：　　（3- 72）<

69、;/b>　?。?- 73）　　當(dāng)電壓取極坐標(biāo)時(shí)，并把實(shí)部、虛部分開(kāi)，有：　?。?- 74）　?。?- 75）

70、　而又考慮到式（3-36）和（3-37），、，則式（3-74）和式（3-75）可進(jìn)一步化簡(jiǎn)為：　　（3- 76） 　　（3- 77）　　如此一來(lái)，就只需多次調(diào)用H1( int i, int j )和N1(int i , int j)兩個(gè)子

71、函數(shù)，這樣就使程序得到了很大的簡(jiǎn)化，也增強(qiáng)了程序的可讀性。　　線路支路　　對(duì)于線路支路，可以把接地導(dǎo)納（數(shù)值存放于變量k中）先行加入線路功率之中，即：　?。?- 78）　　然后把置變量k＝1。這樣

72、就可以把剩下的線路支路看作是變比為1的變壓器支路來(lái)處理。　　勵(lì)磁支路　　勵(lì)磁支路的功率用下式計(jì)算：　?。?- 79）　　網(wǎng)絡(luò)損耗<

73、;p>　　網(wǎng)絡(luò)損耗用下式計(jì)算：　?。?- 80）　　主程序結(jié)構(gòu)圖　　程序清單　　# include"stdio.h"</p&g

74、t;　　# include"math.h"　　# define N 5 /* 定義節(jié)點(diǎn)數(shù) */　　# define PI 3.14159　　static float YG[N+1][N+1], YB[N+1][N+1];

75、　　static float J[2*N+1][2*N+1],JPQ[2*N+1];　　static float P[N+1],Q[N+1],DP[N+1],DQ[N+1];　　static float V[N+1],Sita[N+1],DV[N+1],DSita[N+1];

76、　static float e[N+1],f[N+1],De[N+1],Df[N+1];　　static float P_x[N+1][N+1],Q_x[N+1][N+1];　　/* 計(jì)算P、Q的子函數(shù)*/　　float P1(int i)

77、　{int j;　　float P1=0,tempa=0;　　for(j=1;j<=N;j++)　　{　　if(i==j) continue;　　tempa+=(V

78、[j]*(YG[i][j]*cos(Sita[i]-Sita[j])+YB[i][j]*sin(Sita[i]-Sita[j])));　　}　　P1=tempa*V[i];　　return(P1);　　}</b

79、>　　float Q1(int i)　　{int j;　　float Q1=0,tempb=0;　　for(j=1;j<=N;j++)　　{

80、　　if(i==j) continue;　　tempb+=(V[j]*(YG[i][j]*sin(Sita[i]-Sita[j])-YB[i][j]*cos(Sita[i]-Sita[j])));　　}　　Q1=V[i]*tempb;

81、　　return(Q1);　　}　　/* 計(jì)算雅可比矩陣元素的子函數(shù) */　　float H1(int i,int j)　　{&

82、lt;p>　　float H1;　　H1=-V[i]*V[j]*(YG[i][j]*sin(Sita[i]-Sita[j])-YB[i][j]*cos(Sita[i]-Sita[j]));　　return(H1);　　}</p

83、>　　float N1(int i,int j)　　{float N1;　　N1=-V[i]*V[j]*(YG[i][j]*cos(Sita[i]-Sita[j])+YB[i][j]*sin(Sita[i]-Sita[j]));　　return(N1);<

84、;p>　　}　　float H2(int i,int j)　　{　　float H2=0;　　H2=(YB[i][j]*e[i]-YG[i][j]*f[i]);<

85、;p>　　return(H2);　　}　　float N2(int i,int j)　　{　　float N2=0;　　N2=(-1)*(YG[i]

86、[j]*e[i]+YB[i][j]*f[i]);　　return(N2);　　}　　/* 主程序 */　　main()

87、;　　{　　int i,j,m,a,t=0,tt=0;　　int flag1,flag[N+1];　　int Kp,Kq;　　float r,x,k,b;　　float

88、p1,q1,sita1,v1;　　float e1,f1,DV_2;　　float A[N+1],B[N+1];　　float E[N+1],F[N+1];　　float DP_V[N+1],DQ_V[N+1],DSita_V[N+1];&

89、lt;p>　　float temp1,temp2,temp3,temp;　　float tempa1=0.0,tempa2=0.0;　　float Q_max=5.0 , Q_min=-5.0 ; /* 定義無(wú)功越限檢查的上、下限 */　　float B1[N+1][N+1],B2[N+1]

90、[N+1];　　float max1=0.0,max2=0.0;　　float dP,dQ; /* 定義網(wǎng)損變量 */　　float speed; /* 定義加速因子 */　　FILE *fp1,*fp2;<

91、;p>　　int R; /* 定義PV節(jié)點(diǎn)數(shù)變量 */　　int select; /* 定義程序的選擇變量 */　　/* 打開(kāi)支路參數(shù)原始數(shù)據(jù)文件 */　　if((fp1=fopen("lqp","r"))==NULL)&

92、lt;/p>　　{　　printf("The file can not open");　　exit(0);　　}

93、;　　/* 讀取數(shù)據(jù)并計(jì)算節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣 */　　while(!feof(fp1))　　{　　fscanf(fp1,"%d%d%f%f%f\n",&i,&j,&r,&x,&k);

94、;　　if(i*j==0)　　{　　if(i==0)　　{　　a=i;i=j;j=a;　　}<

95、;/b>　　YG[i][i]+=r;　　YB[i][i]-=x;　　}　　else　　{

96、　　if(i*j>0)　　{　　YB[i][i]+=k;　　YB[j][j]+=k;　　k=1;<p&

97、gt;　　}　　else　　{　　if(j<0)　　{

98、　　a=i;i=j;j=a;　　}　　if(k<0)　　k=-1/k;　　}

99、;　　i=fabs(i);　　b=r*r+x*x;　　YG[i][j]=YG[j][i]=(-1)*r/(k*b);　　YB[i][j]=YB[j][i]=x/(k*b); 　　YG[j][j]+=r/b;

100、　YB[j][j]-=x/b;　　YG[i][i]+=r/(k*k*b);　　YB[i][i]-=x/(k*k*b);　　}　　}　　fclose(fp1

101、);　　start: clrscr(); 　　/* 計(jì)算方法選擇 */　　printf(" 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算\n\n\n\n\n");　　printf("請(qǐng)選擇要使用的計(jì)算方

102、法:\n\n");　　printf("1---牛頓--拉夫遜法（極坐標(biāo)）\n\n");　　printf("2---牛頓--拉夫遜法（直角坐標(biāo)）\n\n");　　printf("3---高斯--塞得爾法\n\n");<

103、;p>　　printf("4---P--Q分解法\n\n\n");　　printf("please enter the number :");　　scanf("%d",&select);　　switch(select)

104、　　{　　case 1: printf(" 牛頓--拉夫遜法（極坐標(biāo)）運(yùn)行結(jié)果:\n"); goto label1;　　case 2: printf(" 牛頓--拉夫遜法（直角坐標(biāo)）運(yùn)行結(jié)果:\n"); goto la

105、bel2;　　case 3: {　　printf("請(qǐng)輸入加速因子的值(1～1.5)(best for 1.44):"); 　　scanf("%f",&speed);　　printf(" 高斯--塞

106、得爾法運(yùn)行結(jié)果:\n"); goto label3;　　}　　case 4: printf(" P--Q分解法運(yùn)行結(jié)果:\n"); goto label4;

107、　} 　　goto end_all;　　/* 牛頓極坐標(biāo)程序入口 */　　label1: 　　/* 打開(kāi)節(jié)點(diǎn)原始數(shù)據(jù)文件并讀取 */　　if((fp2=fopen(&q

108、uot;lqp2","r"))==NULL)　　{　　printf("The file cann't be opened");　　exit(0);<

109、p>　　}　　R=0;　　while(!feof(fp2))　　{　　fscanf(fp2,"%d%d%f%f%f%f",&

110、i,&flag1,&p1,&q1,&v1,&sita1);　　flag[i]=flag1;　　if(flag[i]==-1) R++;　　P[i]=p1;　　Q[i]=q1;

111、　　V[i]=v1;　　Sita[i]=sita1;　　}　　fclose(fp2);　　/* 進(jìn)行主循環(huán) */

112、　　t=0;　　do　　{　　/* 求功率誤差DP、DQ */　　for(i=1;i<=N-1;i++)&l

113、t;p>　　{　　DP[i]=P[i]-V[i]*V[i]*YG[i][i]-P1(i);　　JPQ[2*i-1]=DP[i];　　}　　for(i=1;i<=N-R-1;i++)&l

114、t;/p>　　{　　DQ[i]=Q[i]+V[i]*V[i]*YB[i][i]-Q1(i);　　JPQ[2*i]=DQ[i];　　}　　/* 計(jì)算雅可比矩陣各元素 */

115、　　for(i=1;i<=N-R-1;i++) 　　for(j=1;j<=N-1;j++)　　{　　if(i!=j)

116、;　　{　　if(j<=N-R-1)　　{　　J[2*i-1][2*j-1]=H1(i,j);　　J[2*i-1][2*j]=N1(i,j);　　J[2*i][2*j

117、-1]=(-1)*N1(i,j);　　J[2*i][2*j]=H1(i,j);　　}　　else　　{　　J[2*i

118、-1][2*j-1]=H1(i,j);　　J[2*i][2*j-1]=(-1)*N1(i,j);　　}　　}　　else<p&g

119、t;　　{　　J[2*i-1][2*j-1]=Q1(i);　　J[2*i-1][2*j]=-2*V[i]*V[i]*YG[i][i]-P1(i);　　J[2*i][2*j-1]=-P1(i);　　J[2*i][2*j]=2*V[i]*

120、V[i]*YB[i][i]-Q1(i);　　}　　}　　for(i=N-R;i<=N-1;i++) 　　for(j=1;j<=N-1;j++)<

121、p>　　{　　if(i!=j)　　{　　if(j<=N-R-1)　　{<p&g

122、t;　　J[2*i-1][2*j-1]=H1(i,j);　　J[2*i-1][2*j]=N1(i,j);　　}　　else 　　J[2*i-1][2*j-1]=H1(i,j); <p&g

123、t;　　}　　else　　J[2*i-1][2*j-1]=Q1(i); 　　}　　/* 求逆雅可比矩陣 */

124、　　for(m=1;m<=2*(N-1)-R;m++)　　{　　for(i=1;i<=2*(N-1)-R;i++)　　for(j=1;j<=2*(N-1)-R;j++)　　if(i!=m &

125、& j!=m)　　J[i][j]=J[i][j]-J[i][m]*J[m][j]/J[m][m];　　for(j=1;j<=2*(N-1)-R;j++)　　if(j!=m)　　J[m][j]=(-1)*J[m][j]/J

126、[m][m];　　for(i=1;i<=2*(N-1)-R;i++)　　if(i!=m)　　J[i][m]=(-1)*J[i][m]/J[m][m];　　J[m][m]=(-1)/J[m][m];<

127、p>　　}　　for(i=1;i<=2*(N-1)-R;i++)　　for(j=1;j<=2*(N-1)-R;j++)　　J[i][j]=(-1)*J[i][j];　　/* 解修正方程式 */

128、　　for(i=1;i<=2*(N-1)-R;i++)　　{　　int tt=(i+1)/2;　　float temp=0;　　for(j=1;j<=2*(N-1)-R;j++)

129、　　{　　temp+=J[i][j]*JPQ[j];　　if(i%2==1)　　DSita[tt]=-temp;　　else　　DV[

130、tt]=-temp*V[tt];　　}　　}　　max1=0;　　for(i=1;i<N;i++)<b&

131、gt;　　{　　if(max1<fabs(DSita[i])) max1=fabs(DSita[i]);　　if(max1<fabs(DV[i])) max1=fabs(DV[i]);　　}<

132、;p>　　/* 修正各節(jié)點(diǎn)電壓 */ 　　for(i=1;i<N;i++)　　{　　Sita[i]=Sita[i]+DSita[i];　　V[i]=V[i]+DV[i];<b

133、>　　}　　t++;　　}while(max1>1e-5);　　goto calculate;　　/* 牛頓直角坐標(biāo)程序入口*/　　label

134、2: 　　if((fp2=fopen("lqp2","r"))==NULL)　　{　　printf("Can not open ");

135、　　exit(0);　　}　　while(!feof(fp2))　　{　　fscanf(fp2,"%d%d%f%f%f%f\n",&i,&f

136、lag1,&p1,&q1,&e1,&f1);　　flag[i]=flag1;　　P[i]=p1;　　Q[i]=q1;　　if(flag[i]==-1) /* 把P

137、V節(jié)點(diǎn)的電壓存放到無(wú)功數(shù)組中 */　　Q[i]=e1;　　e[i]=e1;　　f[i]=f1;　　}

138、　　fclose(fp2);　　/* 進(jìn)行主循環(huán) */　　t=0;　　do　　{　　for(i

139、=1;i<N;i++)　　{　　float tempa=0,tempb=0;　　for(j=1;j<=N;j++)　　{　　tempa+=YG

140、[i][j]*e[j]-YB[i][j]*f[j];　　tempb+=YG[i][j]*f[j]+YB[i][j]*e[j];　　}　　A[i]=tempa;　　B[i]=tempb;　　/*

141、處理PQ節(jié)點(diǎn) */　　if(flag[i]==1)　　{　　DP[i]=P[i]-(e[i]*A[i]+f[i]*B[i]);　　DQ[i]=Q[i]-(f[i]*A[i]-e[i]*B[i]);<p&

142、gt;　　for(j=1;j<N;j++)　　{　　if(j==i)　　{　　J[2*i-1][2*j-1]=H2(i,j)-B[i];</p&g

143、t;　　J[2*i-1][2*j]=N2(i,j)-A[i];　　J[2*i][2*j-1]=(-1)*N2(i,j)-A[i];　　J[2*i][2*j]=H2(i,j)+B[i];　　}

144、else　　{　　J[2*i-1][2*j-1]=H2(i,j);　　J[2*i-1][2*j]=N2(i,j);　　J[2*i][2*j-1]=(-1)*N2(i,j);

145、　　J[2*i][2*j]=H2(i,j);　　}　　}　　}　　/* 處理PV節(jié)點(diǎn) */　　if(flag[i]=

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