自己编的辐射型网络潮流计算

leerhu · 发表于 2008-9-26 11:56:07

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1 软件功能
本程序可对任意数量支路的辐射型网络潮流进行计算，算法采用有良好收敛性的前推回代法，可对用架空线路供电的厂外水源地、灰场等正常工作及最大电动机启动时的压降进行校验计算，同时，对于变压器分接头选择也可作为选择依据。
2 本程序包括三个模块：
1)、对输入节点矩阵进行处理，根据节点间连接情况生成分层矩阵。
2)、生成各个节点的标幺计算用电压基准值矩阵。
3)、利用前推回代法进行迭代，得出满足精度的节点电压值。
3 算法说明
1)、程序要求能对任意支路数量的网络进行计算，故需对网络支路连接情况进行拓扑结构分析，对于一个辐射型网络而言，网络中必然存在不相关联的各个层次，同一层中的各个节点，均可同时计算。例以一个简单的11节点树状网为例，其节点和支路编号采用与网络结构无关的自然编号（即从1开始的自然数顺序编号），其具体网络结构如图1所示：

在这个网络中，节点3、5、8属于同一层次，当计算支路功率损耗和电压损耗时，彼此不相关，可以并行计算。同样，支路11、10、4、6、2、9也属同一层，其功率损耗和电压损耗也可以并行计算。这样，根据该网络的拓扑结构，可以直观地看到网络节点共分为4层，且可以知道每一层的节点情况以及每一支路的送端节点和受端节点情况。显然，只要了解了这些信息，就能够分层实现功率前推和电压回代的并行计算，而且无需对节点和支路重新编号。
为了描述以上的网络层次信息，定义如下：
节点网络层次矩阵L：
设网络分为Li层，每层包含的节点数最多为M，则网络层次矩阵L是1个（Li´M）矩阵，第i行的非零元素就是网络第i层包含的支路编号，非零元素的个数就是该层包含的支路数。从L1层到Li层代表了功率流动的方向，前推时从Li层到L1层，回代时从 L1层到 Li层。
下面介绍一下如何分析网络结构，以形成该矩阵：
当用户完成数据输入后，输入的矩阵如下：
BB=[1  2  0.07i                0  4000 6.3/11    ;
2  3  5*0.1411+5*0.3144i 0  0    1  ;
3  4  0.07i                   0  4000 10/6.3    ;
2  5  0.07i                   0  0    0  ] ;
支路关联矩阵为，要求第一支路首节点为电源点：
[1 2
2 3
3 4
2 5]
从第一支路依次分析如下：
以电源点作为第一层，与第一支路末端节点相连的下层支路矩阵作为第二层：[1 0
2 0]
，再搜索以本层节点作为首端节点的支路末端节点，形成下层矩阵：
[1 0
2 0
3 5 ]
不断往下搜索，对于任意节点、支路数量的网络，均可分析，从而形成网络层次矩阵。
2)、当采用标幺值计算时，对于含有变压器的支路计算有很好的简化作用，当采用标幺值后，电压器支路可简化为含并联励磁导纳的纯阻抗回路，计算基本与线路相同，但首先需根据变压器变比生成各节点的电压基准值。具体计算时，从电源点出发，指定其电压标幺值基准值为平均额定电压，依次对下层节点乘以支路电压变比，即可得到每层节点的电压基准值。
3)、当形成节点层次矩阵后，前推回代法的基本原理是：① 假定节点电压不变，已知网络末端功率，由网络末端向首端计算支路功率损耗和支路功率，得到根节点注入功率；② 假定支路功率不变，已知根节点电压，由网络首端向末端计算支路电压损耗和节点电压。前推时，每条支路的功率都由该支路的下一层支路功率决定，回代时，节点电压都由上一层节点决定。这种特点一方面限制了不同层次间的功率前推和电压回代不能同时进行，另一方面也说明同一层次的支路功率之间没有前后关联，因此同一层次内完全可以实现功率或电压的并行计算。尤其对于大规模辐射型网络，由于分层数显著少于支路总数，所以分层后能够充分发挥并行计算的优势，提高计算速度。故可见，网络越复杂，本程序计算越显得简单。
4 数据输入注意事项
1)、支路矩阵输入格式为：[a b c d e f]
其中：a始端节点，注意节点编号需按1、2、3、4……顺次编号;b终端节点，注意节点编号需按1、2、3、4……顺次编号;c当支路为线路时，为线路阻抗有名值，单位为欧，当支路为变压器时为标幺值，且以变压器容量为基准值； d变压器励磁导纳标幺值，且以变压器容量为基准值；e支路为变压器时变压器容量，单位为kVA,若支路为线路则为0；f变压器变比(始端/终端)]
2)、支路矩阵输入格式为：[a b c]
其中：a节点已带负荷 (MVA)；b节点平均额定电压(kV)；c若需校验电动机启动压降，母线上的单台电动机启动容量Sq(MW)。注意，每行对应节点号程序默认为1、2、3、4……顺序编号。
5 典型例题
例题1，手算详见韩祯祥主编《电力系统分析》P159页计算示例。其计算参数如下：
Sd=10.5
BB=[1  2  1.2+2.40i 0  0  1  ;
2  3  0.11+0.20i 0  0  1  ;
2  4  1.5+3.00i 0  0  1  ;  ]

A=[ 0          10 0;
   0.3+0.2i 10 0;
   0.5+0.3i 10 0;
   0.2+0.15i  10 0; ]
  含义说明：
Sd为电源电压(kV)；
BB为网络支路矩阵，每行对应与某个支路，格式为：
[始端节点编号终端节点编号支路阻抗(支路为线路则为有名值，为变压器时为以变压器容量为基准的标幺值)  变压器励磁导纳（以变压器容量为基准的标幺值）变压器容量(kVA) 变压器变比； ]，注意第一支路首节点应为电源点；
A为节点矩阵，格式为：
[节点所带负荷容量(MVA) 节点平均额定电压(kV) 启动电动机容量(MVA)]
例题2，手算见附图。
Sd=6.3
BB=[1  2  0.07i  0          4000 6.3/11    ;
      2  3  5*0.1411+5*0.3144i 0  0 1  ;
      3  4  0.07i  0          4000 10/6.3    ;  ] ;

A=[0 6 0;
   0 10 0;
0  10 0;
   3.4148+0.6962i 6 0; ] ;

qiuwei_002 · 发表于 2008-9-26 12:14:31

支持原创程序，建立版主进行奖励。

yaochilan · 发表于 2008-9-26 13:40:49

不错，支持原创，再接再励

电力新兵 · 发表于 2008-10-2 22:01:30

辐射型网络潮流计算，不错，支持一下，学习一下。

huanghaizyn · 发表于 2008-11-25 19:25:49

支持楼主这么好的资源，谢谢了啊!

businesszhao · 发表于 2008-12-28 17:30:50

支持楼主这么好的资源，谢谢了啊!

liuhd405 · 发表于 2009-1-3 01:11:02

辐射型网络潮流计算，不错，支持一下

jiaochunlei · 发表于 2009-2-20 17:05:43

论坛好多好书,怎么下栽不了呢,郁闷!

john3632 · 发表于 2009-3-21 16:33:39

恩对楼主表示诚挚的感谢啊
建议嘉奖！！

yaoyaohsm · 发表于 2009-3-24 21:07:30

最近正为前推回代潮流计算头疼呢谢谢楼主的分享呵呵先下了看看啊

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