潮流計算開(kāi)題報告

　　潮流計算是根據給定的電網(wǎng)結構、參數和發(fā)電機、負荷等元件的運行條件，確定電力系統各部分穩態(tài)運行狀態(tài)參數的計算。

　　MatlAB的潮流計算建模與仿真開(kāi)題報告

　　選題的意義和目的

　　潮流計算是電力系統最簡(jiǎn)單卻非常重要的分析計算，可以用來(lái)研究系統規劃和運行中提出的各種問(wèn)題。對規劃中的電力系統，通過(guò)潮流計算可以檢驗所提出的電力系統規劃方案能否滿(mǎn)足各種運行方式的要求;對運行中的電力系統，通過(guò)潮流計算可以預知各種負荷變化和網(wǎng)絡(luò )結構的改變會(huì )不會(huì )危及系統的安全，系統中所有母線(xiàn)的電壓是否在允許的范圍以?xún)�，系統中各種元件(線(xiàn)路、變壓器等)是否會(huì )出現過(guò)負荷，以及可能出現過(guò)負荷時(shí)應事先采取哪些預防措施等。

　　可是傳統的潮流計算程序缺乏圖形用戶(hù)界面，結果顯示不直觀(guān)，難于與其他分析功能集成，網(wǎng)絡(luò )原始數據輸入工作量大且易于出錯。隨著(zhù)計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，結合電力系統的特點(diǎn)及圖形化潮流計算軟件的開(kāi)發(fā)設計思想和總體結構，而應用MATLAB軟件可以很好的改善這方面的問(wèn)題。該系統的主要特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，圖形界面直觀(guān)，運行穩定.計算準確。計算中，算法做了一些改進(jìn)，提高了計算速度，各個(gè)類(lèi)型的有效封裝又使程序具有很好的模塊性.可維護性和可重用性。

　　課題研究現狀(含文獻綜述)

　　電力系統潮流計算是研究電力系統穩態(tài)運行的一向基本運算，可以確定系統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。對規劃中的電力系統，通過(guò)潮流計算可以檢驗所提出的電力系統規劃方案能否滿(mǎn)足各種運行方式的要求;對運行中的電力系統，通過(guò)潮流計算可以預知各種負荷變化和網(wǎng)絡(luò )結構的改變會(huì )不會(huì )危及系統的安全，系統中所有母線(xiàn)的電壓是否在允許的范圍以?xún)�，系統中各種元件(線(xiàn)路、變壓器等)是否會(huì )出現過(guò)負荷，以及可能出現過(guò)負荷時(shí)應事先采取哪些預防措施等。

　　潮流計算既是對電力系統規劃設計和運行方式的合理性、可靠性和經(jīng)濟性進(jìn)行定量分析的依據，又是電力系統靜態(tài)和暫態(tài)穩定計算的基礎。利用電子計算機進(jìn)行潮流計算從20世紀50年代中期就已經(jīng)開(kāi)始,經(jīng)歷了以節點(diǎn)導納為基礎的高斯-賽德?tīng)柕�代法，求解非線(xiàn)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(lái)，潮流算法的研究仍然非�；钴S，但是大多數研究都是圍繞改進(jìn)牛頓法和PQ分解法進(jìn)行的。此外，隨著(zhù)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(diǎn)：(1)算法的可靠性或收斂性

　　(2)計算速度和內存占用量

　　(3)計算的方便性和靈活性。隨著(zhù)時(shí)代電力系統大系統、強非線(xiàn)性與多元件的特點(diǎn)日益突出，其計算量與計算復雜程度急劇增加，舊的計算機軟件在處理潮流計算時(shí)，其速度已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足大電網(wǎng)模擬和實(shí)時(shí)控制的仿真要求。MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數學(xué)軟件，用于算法開(kāi)發(fā)、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術(shù)計算語(yǔ)言和交互式環(huán)境。

　　它在數學(xué)類(lèi)科技應用軟件中在數值計算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運算、繪制函數和分析數據、開(kāi)發(fā)與實(shí)現算法、創(chuàng )建用戶(hù)界面模型、連接其他編程語(yǔ)言的程序和應用程序。借助其語(yǔ)言、工具和內置數學(xué)函數，可以探求多種方法，比電子表格或傳統編程語(yǔ)言(如 C/C++ 或 Java)更快地求取結果。MATLAB 應用廣泛，其中包括信號處理和通信、圖像和視頻處理、控制系統、測試和測量、計算金融學(xué)及計算生物學(xué)等眾多應用領(lǐng)域。在各行業(yè)和學(xué)術(shù)機構中，有一百多萬(wàn)工程師和科學(xué)家使用 MATLAB 這一技術(shù)計算語(yǔ)言。MATLAB是集數值計算、符號運算及圖形處理等強大功能一體的科學(xué)計算語(yǔ)言。

　　MATLAB計算機軟件功能強大，在編寫(xiě)程序時(shí)MATLAB語(yǔ)言允許用戶(hù)以數學(xué)形式的.語(yǔ)言編寫(xiě)程序，比BASIC語(yǔ)言和FORTRAN語(yǔ)言等更為接近書(shū)寫(xiě)的數學(xué)表達格式，而且其程序易調試。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(yǔ)言來(lái)進(jìn)行電力系統潮流計算的方法，編程簡(jiǎn)便、運算效率高并符合人們的思維習慣，計算結果能滿(mǎn)足工程計算需要，同時(shí)驗證了方法的有效性，為解決大電網(wǎng)的潮流計算問(wèn)題開(kāi)辟了新思路。

　　課題內容及研究思路

　　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學(xué)模型，主要包括導納矩陣的原理及計算方法、潮流計算的基本方程、潮流系統的節點(diǎn)分類(lèi)、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(guò)程、程序框圖進(jìn)行概述。最后通過(guò)MATLAB軟件進(jìn)行矩陣的生成、運算以及牛頓—拉夫遜法潮流計算程序。用牛頓-拉夫遜法把準備好的原始數據，建立仿真模型，分析仿真結果，完成設計說(shuō)明書(shū)。

　　課題重點(diǎn)、難點(diǎn)

　　現代電力系統大系統、強非線(xiàn)性與多元件的特點(diǎn)日益突出,其計算量與計算復雜度急劇增加，而牛頓-拉夫遜法是求解非線(xiàn)性代數方程有效的迭代計算。牛頓-拉夫遜法需要進(jìn)行大量的數值計算。自導納和互導納的確定方法、節點(diǎn)導納矩陣的性質(zhì)、非標準變比變壓器等值電路以及電力系統節點(diǎn)分類(lèi)等都比較容易弄混。MATLAB設計中，原始數據的填寫(xiě)格式是很關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節，它與程序使用的方便性和靈活性有著(zhù)直接的關(guān)系。輸入的數據量比較多，要細心，否則會(huì )大大增加工作量。

　　論文提綱

　　電力系統潮流計算概述

　　1.1電力系統簡(jiǎn)介

　　1.2潮流計算簡(jiǎn)介

　　1.3潮流計算的意義及其發(fā)展

　　2、潮流計算的數學(xué)模型

　　2.1導納矩陣的原理及計算方法

　　2.1.1自導納和互導納的確定方法

　　2.1.2節點(diǎn)導納矩陣的性質(zhì)及意義

　　2.1.3非標準變比變壓器等值電路

　　2.2潮流計算的基本方程

　　2.3電力系統節點(diǎn)分類(lèi)

　　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(guò)程

　　3.3牛頓-拉夫遜法程序框圖

　　4、MatlAB建模仿真

　　4.1Matlab簡(jiǎn)介

　　4.2矩陣的生成

　　4.3矩陣的運算

　　4.4牛頓—拉夫遜法潮流計算程序

　　4.5 結果分析

　　總結

　　進(jìn)度安排(包括時(shí)間劃分和各階段的主要內容)

　　序號 設計各階段名稱(chēng) 日期(教學(xué)周)

　�、� 下達任務(wù)書(shū)，檢索收集課題最新資料，調研分析 2014年11月7日—11月13日

　�、� 提供開(kāi)題報告 2014年11月14日—11月22日

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

　�、� 根據開(kāi)題報告，進(jìn)行中期檢查和撰寫(xiě)論文初稿 2015年1月1日—3月15日

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

　�、� 指導老師評定成績(jì)，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

　　參考文獻

　　[1]陳衍.電力系統穩態(tài)分析(第三版). 北京：中國電力出版社，2007

　　[2]李光琦.電力系統暫態(tài)分析(第三版).北京：中國電力出版社,2007

　　[3]李維波.MATLAB在電氣工程中的應用.北京：中國電力出版社,2007

　　[4]張志涌，楊祖櫻.MATLAB教程(2008a).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006

　　[5]陳躍.電氣工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設計指南電力系統分冊.北京：中國水利水電出版社，2003

　　[6]劉天琪,邱曉燕《電力系統理論分析》(第二版)北京：科學(xué)出版社，2013

　　[7]張保會(huì )，尹項根《電力系統繼電保護》(第二版)北京：中國電力出版社，2013

　　[8]趙廣元《MATLAB與控制系統仿真實(shí)踐》(第二版)北京：北京航空大學(xué)出版社，2012

　　[9]王守相，劉玉田《電力系統潮流計算研究現狀》山東工業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院

　　[10]張寧,韓勇《基于MATLAB的電力系統的潮流計算》西北農林科技大學(xué)信息工程學(xué)院

　　[11]薛 巍，舒繼武,王心豐,鄭緯民《電力系統潮流并行算法的研究進(jìn)展》清華大學(xué)電機工程與應用電子技術(shù)系，北京

　　[12]羅華飛《MATLAB GUI設計學(xué)習手記》(第3版)北京：北京航空航天大學(xué)出版社 2014

　　[13]徐勁松，寧可琳，楊永峰的《基于MATLAB的電力系統PQ分解法潮流計算研究》 2011

　　[14]百度百科《電力系統潮流計算》

　　[15]Nagrath I J，Kothari D R. Modern Power System Analysis.New Delhi：TataMcGraw-Hill Publishing Company.8-2005

　　[16]P.K.Mannava,L.Teeslink,A.R.Hasan. evaluation of Parallelization of Power Flow Algorithms. In: proceedings of the 40th Midwest Symposium on Circuit and Systems[D], Sacramento, California, U.S.A. August 1997

　　[17]D.A.Arzamasisev,P.I.Bartolomej,A,M,Holjan,Automatic control system and optimization of modes of electric power systems,Moscow:Vysshaya Shkola,1983

　　[18]V.I.Tarasov,Nonlinear minimization methods for calculating steady states of electric power systems,Novosibirsk:Nauka,2001

【潮流計算開(kāi)題報告】相關(guān)文章：

計算機開(kāi)題報告12-04

計算機開(kāi)題報告01-28

計算機專(zhuān)業(yè)的開(kāi)題報告11-29

計算機開(kāi)題報告范文11-14

計算機專(zhuān)業(yè)開(kāi)題報告11-14

計算機開(kāi)題報告15篇11-16

計算機專(zhuān)業(yè)開(kāi)題報告范文03-17

計算機專(zhuān)業(yè)開(kāi)題報告模板01-18

計算機專(zhuān)業(yè)的開(kāi)題報告范文11-17