非线性方程组论文开题报告

潮流计算论文开题报告

潮流计算，电力学名词，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。

题 目： 电力系统潮流计算设计与分析

学 科 部： 信息学科部 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 07电气工程及其自动化 学 号： 7022807042 姓 名： 夏润杰 指导教师： 郑国栋

填表日期： 2010 年 12 月 7 日

一、 选题的依据及意义：

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的基本电气计算，电力系统潮流计算的任务是根据给定的网络结构及运行条件，求出电网的运行状态，其中包括各母线的电压、各支路的功率分布以及功率损耗等。潮流计算是电力系统中一种最广泛,最基本和最重要的一种电气计算，是电力规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。

随着电力系统的发展和不断扩大，计算机在电力系统潮流计算中得到充分的利用。而MATLAB的应用，以其强大的矩阵处理功能给电力系统的分析，计算带来极大地方便。

牛顿拉夫逊潮流计算法是采用最为广泛的潮流计算方法。牛顿拉夫逊法潮流计算分极坐标形式和直角坐标形式两种，它有很好的收敛性，要求有合适的初值。

潮流计算的意义：

(1)在电网规划前,由电力系统潮流计算,可以合理规划电源容量,并合理规划网架,同时选择无功补偿方案,以满足不同规划水平下的潮流交换控制、调峰、调相、调压等要求。

(2)在运行时,预计负荷增长及新设备投运,选择不同的潮流计算,以发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对相关部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议。

(3)正常检修及特殊运行方式下的潮流计算,用于日运行方式的编制,指导发电厂开机方式,有功、无功调整方案及负荷调整方案,满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。 (4)预想事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案。

总结为在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算;在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。

二、国内外研究现状及发展趋势(含文献综述)：

潮流算法多种多样, 但一般要满足四个基本要求: 可靠收敛 ,计算速度快 ,使用方便灵活 ,内存占用量少。它们也是对潮流算法进行评价的`主要依据。

发展现状：近年来，大多数研究都是围绕改进牛顿法和P-Q分解法进行的。此外，随着人工智能理论的发展，遗传算法、人工神经网络、模糊算法也逐渐被引入潮流计算。但是，到目前为止这些新的模型和算法还不能取代牛顿法和P-Q分解法的地位。由于电力系统规模的不断扩大，对计算速度的要求不断提高，计算机的并行计算技术也将在潮流计算中得到广泛的应用，成为重要的研究领域。

经过三十多年的发展 ,潮流算法已比较成熟 ,但是 ,仍存在不少尚待解决的问题 ,例如各种牛顿法潮流算法 ,对于某些条件可能导致不收敛, 潮流计算的多解现象及其机理在重负荷情况下 ,邻近多根与电压不稳定问题的关联。由于最优潮流能够把系统的安全性和经济性融为一体 ,并能够提供用于提高系统安全经济性能的决策依据 ,将成为现代能量管理系统的核心应用软件之一。当前无论在实践上还是在理论上 ,均有许多间题需待解决 ,特别是如何快速求解成千上万个变量的大规模非线性规划问题。

发展趋势：近几年，对潮流算法的研究仍然是如何改善传统的潮流算法，牛顿拉夫逊法，由于其在求解非线性潮流方程时采用的是逐次线性化的方法，为了进一步提高算法的收敛性和计算速度，人们考虑采用将泰勒级数的高阶项或非线性项也考虑进来，于是产生了二阶潮流算法。后来又提出了根据直角坐标形式的潮流方程是一个二次代数方程的特点，提出了采用直角坐标的保留非线性快速潮流算法。

三、本课题研究内容

1. 潮流计算的意义及常用的计算方法.

2. 了解节点导纳矩阵的由来，掌握元素的物理意义和计算方法，节点导纳矩阵的特点，以

及它的应用.

3. 主要研究牛顿拉夫逊法则的原理、分类及特点.

4. 直角坐标和极坐标的牛顿拉夫逊法在电力系统潮流计算中的应用. 5. 潮流计算的在MATLAB实现方法.

6. 利用MATLAB软件编写计算机程序进行牛顿拉夫逊法潮流计算的分析. 7. 对编制好的程序选用算例进行检验，对检验的结果进行详细的分析总结

四、研究方案

1.编制形成电力网节点导纳矩阵的框图和程序

在掌握基本概念的前提下，画出形成电力网节点导纳矩阵的程序框图，编制应用程序处理电力网节点导纳矩阵的形成。编制的程序应以电力网的支路数据为已知前提。 2. 编制牛顿拉夫逊法潮流分析的计算框图和程序

在掌握牛顿拉夫逊法则的基本概念及数学原理的前提下，画出程序框图，编制应用程序处理一般电力系统潮流计算。编制过程中要求尽量选择线性方程组的最佳求解方法，找到计算公式的规律性，使程序尽量简洁。潮流计算的结果均要求包含：各节点电压、节点功率、线路功率、网络损耗、迭代次数等。 3.算例校验程序结果

对编制好的程序选用适当的算例进行检验。并对检验的结果进行分析总结。 4.编写毕业设计论文

论文中应包括基本概念和基本原理的叙述。程序框图、清单。使用的例题及例题对程序的检验结果。以及心得体会等。

五、工作进度

六、参考文献

[1]何仰赞、温增银，电力系统分析(上、下)[M]. 华中理工大学出版社，2002.

[2] 王栋，Visual Basic程序设计实用教程(第二版)[M]. 清华大学出版社，2002.

[3]诸俊伟，电力系统分析[M]. 中国电力出版社，1995.

[4]王锡凡等，电力系统计算[M]. 水利电力出版社, 1978.