电力系统潮流分析软件开发

摘要

潮流计算是电力网络设计及运行中最基本的计算。在计算机出现之前,科研人员只有通过大量、冗繁的手算来进行潮流计算。随着计算机的出现和发展,从事电力行业的人员便把计算机应用到了潮流计算中。这样不仅避免了复杂的手算,而且省时、省力、精度高;除此之外,应用计算机计算的最大优点是:一旦程序写好后,只要输入原始数据,便可以进行计算,兼容性极好,而且极其方便。本文首先对电力系统潮流算法的发展过程进行了综述,接着详细讨论了电力系统潮流计算的P-Q算法。P-Q算法根据电力系统的特点,抓住主要矛盾,对纯数学的牛顿法进行了改造,在计算速度和算法的收敛性上有明显提高。为了提高潮流算法的运行效率,本文从电力系统的特点出发,研究了稀疏技术在潮流算法中的应用。所谓稀疏技术就是充分利用电力网络方程组的稀疏特性,尽量减少不必要的数据存储和矩阵运算,以提高软件的运行效率。概括起来讲,稀疏技术在潮流计算中的应用主要包括方面:稀疏矩阵的存储和稀疏计算技术。这些方法虽然简单,但节省的计算量和内存量却非常可观,可以避免不必要的计算。最后本文利用c语言开发了潮流分析软件,并利用该软件对IEEE推荐的四个经典系统进行了潮流计算。计算结果表明:该软件的运行效率高,人机交互界面好,具有一定的实用价值。

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 潮流计算的发展历程

1.3 电力系统潮流分析软件设计关键技术

1.4 本文完成的主要工作

第2章 电力系统潮流模型

2.1 电力系统简介

2.2 标幺法简介

2.3 电力网络方程

2.3.1 节点电压方程

2.3.2 节点导纳矩阵的形成和修改

2.4 潮流模型

2.4.1 潮流计算问题的节点类型

2.4.2 节点功率方程式

2.5 潮流计算时的修正方程式

2.6 基本步骤的流程图

2.7 配电系统潮流算法

2.8 本章小结

第3章 稀疏技术在潮流计算中的应用

3.1 稀疏技术的必要性

3.2 稀疏矩阵存储

3.2.1 散居格式

3.2.2 按行(列)存储

3.2.3 三角检索存储

3.2.4 链表存储

3.3 稀疏技术

3.3.1 高斯消去法

3.3.2 因子表和三角分解

3.3.3 稀疏计算技术

3.4 节点编号优化

3.5 本章小结

第4章 算例分析

4.1 结果准确性分析

4.2 算法收敛性分析

4.3 算法性能测试

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

附录

致谢