潮流运算牛拉matlab出错

我想学习 · 发表于 2015-6-6 20:23:30

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%本程序的功能是用牛顿——拉夫逊法进行潮流计算
% B1矩阵：1、支路首端号；2、末端号；3、支路阻抗；4、支路对地电纳
%       5、支路的变比；6、支路首端处于K侧为1，1侧为0
% B2矩阵：1、该节点发电机功率；2、该节点负荷功率；3、节点电压初始值
%       4、PV节点电压V的给定值；5、节点所接的无功补偿设备的容量
%       6、节点分类标号
clear;
n=24;%input('请输入节点数：n=');
nl=38;%input('请输入支路数：nl=');
isb=1;%input('请输入平衡母线节点号：isb=');
pr=0.00001;%input('请输入误差精度：pr=');
B1=[1 2 0.0026+0.0139i 0.4611i 1 0;
1 3 0.0546+0.2212i 0.0572i 1 0;
1 5 0.0218+0.0845i 0.0229i 1 0;
2 4 0.0328+0.1267i 0.0343i 1 0;
2 6 0.0497+0.192i 0.052i 1 0;
3 9 0.0308+0.119i 0.0322i 1 0;
3 24 0.0023+0.0839i 0 1 0;
4 9 0.0268+0.1037i 0.0281i 1 0;
5 10 0.0228+0.0883i 0.0239i 1 0;
6 10 0.0139+0.0605i 2.459i 1 0;
7 8 0.0159+0.0614i 0.0166i 1 0;
8 9 0.0427+0.1651i 0.0447i 1 0;
8 10 0.0427+0.1651i 0.0447i 1 0;
9 11 0.0023+0.0839i 0 1 0;
9 12 0.0023+0.0839i 0 1 0;
10 11 0.0023+0.0839i 0 1 0;
10 12 0.0023+0.0839i 0 1 0;
11 13 0.0061+0.0476i 0.0999i 1 0;
11 14 0.0054+0.0418i 0.0879i 1 0;
12 13 0.0061+0.0476i 0.0999i 1 0;
12 23 0.0124+0.0966i 0.203i 1 0;
13 23 0.0111+0.0865i 0.1818i 1 0;
14 16 0.005+0.0389i 0.0818i 1 0;
15 16 0.0022+0.0173i 0.0364i 1 0;
15 21 0.0063+0.049i 0.103i 1 0;
15 21 0.0063+0.049i 0.103i 1 0;
15 24 0.0067+0.0519i 0.1091i 1 0;
16 17 0.0033+0.0259i 0.0545i 1 0;
16 19 0.003+0.0231i 0.0485i 1 0;
17 18 0.0018+0.0144i 0.0303i 1 0;
17 22 0.0135+0.1053i 0.2212i 1 0;
18 21 0.0033+0.0259i 0.0545i 1 0;
18 21 0.0033+0.0259i 0.0545i 1 0;
19 20 0.0051+0.0396i 0.0833i 1 0;
19 20 0.0051+0.0396i 0.0833i 1 0;
20 23 0.0028+0.0216i 0.0455i 1 0;
20 23 0.0028+0.0216i 0.0455i 1 0;
21 22 0.0087+0.0678i 0.1424i 1 0];%input('请输入由支路参数形成的矩阵： B1=');
B2=[0.1788 1.0157 1 0 0 2;
0 0.9127 1 0 0 2;
0 1.6935 1 0 0 2;
0 0.6958 1 0 0 2;
0 0.6669 1 0 0 2;
0 1.2796 1 0 0 2;
0 1.1748 1.05 1.05 0 1;
0 1.6085 1 0 0 2;
0 1.6465 1 0 0 2;
0 1.8345 1 0 0 2;
0 0 1 0 0 2;
0 0 1 0 0 2;
6.9529 2.4923 1 0 0 2;
0 1.8236 1 0 0 2;
1.8235 2.9803 1 0 0 2;
1.8235 0.9398 1 0 0 2;
0 0 1 0 0 2;
4.7059 3.1322 1 0 0 2;
0 1.7025 1 0 0 2;
0 1.2037 1 0 0 2;
4.7059 0 1 0 0 2;
0 0 1 0 0 2;
7.7647 0 1 0 0 2;
0 0 1 0 0 2];%input('请输入各节点参数形成的矩阵： B2=');
Y=zeros(n);e=zeros(1,n);f=zeros(1,n);V=zeros(1,n);sida=zeros(1,n);S1=zeros(nl);
%－－－－－－－修改部分－－－－－－－－－－－－
ym=0;
SB=100;UB=220;
%ym=input('您输入的参数是标么值？（若不是则输入一个不为零的数值）');
if ym~=0
%SB=input('请输入功率基准值:SB=');
%UB=input('请输入电压基准值:UB=');
YB=SB./UB./UB;
BB1=B1;
BB2=B2;
for i=1:nl
      B1(i,3)=B1(i,3)*YB;
      B1(i,4)=B1(i,4)./YB;
end
disp('B1矩阵B1=');
disp(B1)
for i=1:n
      B2(i,1)=B2(i,1)./SB;
      B2(i,2)=B2(i,2)./SB;
      B2(i,3)=B2(i,3)./UB;
      B2(i,4)=B2(i,4)./UB;
      B2(i,5)=B2(i,5)./SB;
end
disp('B2矩阵B2=');
disp(B2)
end
% % %---------------------------------------------------
for i=1:nl
%支路数
if B1(i,6)==0
%左节点处于低压侧
   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));
%非对角元
Y(q,p)=Y(p,q);
Y(q,q)=Y(q,q)+1./(B1(i,3)*B1(i,5)^2)+B1(i,4)./2;
%对角元K侧
Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2
%对角元1侧
end
%求导纳矩阵
disp('导纳矩阵 Y=');
disp(Y)
%----------------------------------------------------------
G=real(Y);B=imag(Y);
%分解出导纳阵的实部和虚部
for i=1:n
%给定各节点初始电压的实部和虚部
e(i)=real(B2(i,3));
f(i)=imag(B2(i,3));
V(i)=B2(i,4);
%PV节点电压给定模值
end
for i=1:n
%给定各节点注入功率
S(i)=B2(i,1)-B2(i,2);
%i节点注入功率SG-SL
B(i,i)=B(i,i)+B2(i,5);
%i节点无功补偿量
end
%===================================================================
P=real(S);Q=imag(S);
ICT1=0;IT2=1;N0=2*n;N=N0+1;a=0;
while IT2~=0
   IT2=0;a=a+1;
   for i=1:n
      if i~=isb
%非平衡节点
         C(i)=0;D(i)=0;
         for j1=1:n
               C(i)=C(i)+G(i,j1)*e(j1)-B(i,j1)*f(j1);%Σ(Gij*ej-Bij*fj)
               D(i)=D(i)+G(i,j1)*f(j1)+B(i,j1)*e(j1);%Σ(Gij*fj+Bij*ej)
         end
         P1=C(i)*e(i)+f(i)*D(i);%节点功率P计算eiΣ(Gij*ej-Bij*fj)+fiΣ(Gij*fj+Bij*ej)
         Q1=C(i)*f(i)-e(i)*D(i);%节点功率Q计算fiΣ(Gij*ej-Bij*fj)-eiΣ(Gij*fj+Bij*ej)
%求P',Q'
         V2=e(i)^2+f(i)^2;
%电压模平方
   %========= 以下针对非PV节点来求取功率差及Jacobi矩阵元素 =========
         if B2(i,6)~=3
%非PV节点
            DP=P(i)-P1;
%节点有功功率差
            DQ=Q(i)-Q1;          %节点无功功率差
%=============== 以上为除平衡节点外其它节点的功率计算 =================
%================= 求取Jacobi矩阵 ===================
            for j1=1:n
                  if j1~=isb&j1~=i
%非平衡节点&非对角元
                     X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i);
% dP/de=-dQ/df
                     X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i);
% dP/df=dQ/de
                     X3=X2;          % X2=dp/df  X3=dQ/de
                     X4=-X1;       % X1=dP/de  X4=dQ/df
                     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
%非平衡节点&对角元
                     X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);% dP/de
                     X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);% dP/df
                     X3=D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i); % dQ/de
                     X4=-C(i)+G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i);% dQ/df
                     p=2*i-1;q=2*j1-1;J(p,q)=X3;J(p,N)=DQ;%扩展列△Q
                     m=p+1;
                     J(m,q)=X1;q=q+1;J(p,q)=X4;J(m,N)=DP;%扩展列△P
                     J(m,q)=X2;
                  end
            end
         else
%=============== 下面是针对PV节点来求取Jacobi矩阵的元素 ===========
            DP=P(i)-P1;
% PV节点有功误差
            DV=V(i)^2-V2;
% PV节点电压误差
            for j1=1:n
                  if j1~=isb&j1~=i
%非平衡节点&非对角元
                     X1=-G(i,j1)*e(i)-B(i,j1)*f(i); % dP/de
                     X2=B(i,j1)*e(i)-G(i,j1)*f(i); % dP/df
                     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
%非平衡节点&对角元
                     X1=-C(i)-G(i,i)*e(i)-B(i,i)*f(i);% dP/de
                     X2=-D(i)+B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);% dP/df
                     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
%========= 以上为求雅可比矩阵的各个元素 =====================
   for k=3:N0                   % N0=2*n （从第三行开始，第一、二行是平衡节点）
      k1=k+1;N1=N;             % N=N0+1 即 N=2*n+1扩展列△P、△Q
      for k2=k1:N1
% 扩展列△P、△Q
            J(k,k2)=J(k,k2)./J(k,k);
% 非对角元规格化
      end
      J(k,k)=1;                % 对角元规格化
      if k~=3                % 不是第三行

%============================================================
         k4=k-1;
         for k3=3:k4
% 用k3行从第三行开始到当前行前的k4行消去
               for k2=k1:N1
% k3行后各行下三角元素
               J(k3,k2)=J(k3,k2)-J(k3,k)*J(k,k2);%消去运算
               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);%消去运算
            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);%消去运算
               end
               J(k3,k)=0;
         end
      end
   end
   %====上面是用线性变换方式将Jacobi矩阵化成单位矩阵=====
   for k=3:2:N0-1
      L=(k+1)./2;
      e(L)=e(L)-J(k,N) %修改节点电压实部
      k1=k+1;
      f(L)=f(L)-J(k1,N) %修改节点电压虚部
   end
   %------修改节点电压-----------
   for k=3:N0
      DET=abs(J(k,N));
      if DET>=pr %电压偏差量是否满足要求
         IT2=IT2+1; %不满足要求的节点数加1
      end
   end
   ICT2(a)=IT2;
   ICT1=ICT1+1;
end
%用高斯消去法解"w=-J*V"
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);
sida(k)=atan(f(k)./e(k))*180./pi;
E(k)=e(k)+f(k)*j;
end
%=============== 计算各输出量 ===========================
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);
EE=E*UB;
disp(EE);
disp('-----------------------------------------------------');
disp('各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列)：');
disp(V);
VV=V*UB;
disp(VV);
disp('-----------------------------------------------------');
disp('各节点的电压相角sida为(节点号从小到大排列)：');
disp(sida);
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('~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~');
SS=S*SB;
disp(SS);
disp('-----------------------------------------------------');
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:nl
   p=B1(i,1);q=B1(i,2);
   if B1(i,6)==0
         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))));
         Siz(i)=Si(p,q);
      else
         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))));
         Siz(i)=Si(p,q);
      end
disp(Si(p,q));
SSi(p,q)=Si(p,q)*SB;
ZF=['S(',num2str(p),',',num2str(q),')=',num2str(SSi(p,q))];
disp(ZF);
%disp(SSi(p,q));
disp('-----------------------------------------------------');
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:nl
p=B1(i,1);q=B1(i,2);
if B1(i,6)==0
      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))));
      Sjy(i)=Sj(q,p);
else
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))));
      Sjy(i)=Sj(q,p);
end
disp(Sj(q,p));
SSj(q,p)=Sj(q,p)*SB;
ZF=['S(',num2str(q),',',num2str(p),')=',num2str(SSj(q,p))];
disp(ZF);
%disp(SSj(q,p));
disp('-----------------------------------------------------');
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:nl
      p=B1(i,1);q=B1(i,2);
DS(i)=Si(p,q)+Sj(q,p);
disp(DS(i));
DDS(i)=DS(i)*SB;
ZF=['DS(',num2str(p),',',num2str(q),')=',num2str(DDS(i))];
disp(ZF);
%disp(DDS(i));
disp('-----------------------------------------------------');
end
figure(1);
subplot(2,2,1);
plot(V);
xlabel('节点号');ylabel('电压标幺值');
grid on;
subplot(2,2,2);
plot(sida);
xlabel('节点号');ylabel('电压角度');
grid on;
subplot(2,2,3);
bar(S);
ylabel('节点注入有功');
grid on;
subplot(2,2,4);
bar(Siz);
ylabel('支路首端无功');
grid on;

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