畢業設計論文電力系統潮流計算-資料下載頁

【導讀】根據給定的運行條件及系統接線情況確定整個電力系統各部分的運行狀態。地分析比較供電方案或運行方式的合理性，可靠性和經濟性。便，有著其他高級語言無法比擬的強大的矩陣處理功能。電力系統潮流計算的首選計算機語言。最后介紹了利用matlabGUI制作潮流計算軟件的過程。

　　

【正文】 Matlab 作為強大的數學計算軟件，同樣也提供了圖像用戶界面設計的功能。在 matlab 中，基本的圖形用戶界面對象包含 3類：用戶控件對象（ uicontrol）、下拉式菜單對象（ uimenu）、和快捷菜單對象（ uicontexmenu）。根據這些對象可以設計出界面友好、操作方便的圖形用戶界面。 華東交通大學畢業設計（論文） 17 GUI 設計模板 及設計窗口 Matlab 為 GUI 設計準本了四個模板，分別是 Blank GUI(默認 )、 GUI with Uicontronl（帶控件對象的 GUI）、 GUI with Axes and Menu（帶坐標軸與菜單的GUI）、 Modal Question Dialog（帶模 式問話對話框的 GUI 模板）， GUI 設計模板如圖 31所示。 當用戶選擇不同模板時，在 GUI 設計模板界面的右邊就會顯示與該模板對應的 GUI 圖形。 圖 25 GUI 設計模板 選擇設計模板后就進如 GUI 設計窗口， GUI 設計窗口由菜單欄、工具欄、控件工具欄以及圖形對象設計區組成。 在 GUI 設計窗口的工具欄上有位置調整器、菜單編輯器、 tab 順序編輯器、屬性查看器等可視化設計工具。控件工具欄包括 Push Button、 Check Box、 Edit Box、 Popup Menu、 Axes、 table 等控件對象， 他們是構成 GUI 的基本元素。 GUI 設計的基本操作 為了添加對象控件，可以從 GUI 設計窗口的控件工具欄中選擇一個對象，然后以拖曳方式在對象設計區建立該對象，其對象創建方式方便、簡單。在 GUI 設計窗口創建對象后，通過雙擊該對象，就會顯示該對象的屬性查看器，通過它可以設計該對象的屬性值。 在選中對象的前提下，單擊鼠標右鍵，會彈出一個快捷菜單，可以從中某個子菜單進行相應的操作。在對象設計區右擊鼠標，會顯示與圖形窗口有關的快捷菜單。 華東交通大學畢業設計（論文） 18 第 3章 牛頓拉夫遜潮流計算理論分析 概述 牛頓法收斂性好，迭代次數少， 在潮流計算方法中得到廣泛的應用，目前為止還沒有更好的方法能夠完全取代它。 牛頓拉夫遜法（下面簡稱牛頓法）是數學中求解非線性方程的典型方法，能快速求出其他方法求不出或者難以求出的解。本章將主要針對牛頓法的理論進行具體介紹。 牛頓法基本原理 牛頓 拉夫遜法是解非線性方程式的有效方法。牛頓拉夫遜法潮流計算是目前最為廣泛、效果最好的一種潮流計算方法。這種把非線性方程式的求解過程變成反復對相應的線性方程式的求解過程，即逐次線性化過程，這就是牛頓法的核心。我們以如下非線性方程式的求解過程為例來說明： 0)( ?xf （ 31） 設 )0(x 為該方程式的初值。而真正解 x 在它的近旁： )0()0( xxx ??? （ 32） 式中： )0(x? 為初始值 )0(x 的修正量。如果求得 )0(x? ，則由式（ 32）就可以得到真正解 x。 為此將式 0)( )0()0( ??? xxf （ 33） 按泰勒級數展開 0! )()()1(!2 )()()()()( )0()0()()(2)0()0(39。39。)0()0(39。)0()0()0( ???????????? nxxfxxfxxfxfxxf nnn? （ 34） 當我們選擇的初始值比較好，即 )0(x? 很小時，式（ 34）中包含的 2)0( )( x? 和更高階次項可以略去不計。因此，式（ 34）可以簡化為 0)(39。)( )0()0()0( ??? xxfxf （ 35） 這是對于變量 )0(x? 的形式方程式，用它可以求出修正量 )0(x? 。 由于式（ 35）是式（ 34）的簡化結果，所以由式（ 35）解出 )0(x? 后，還不能得到方程式（ 31）的真正解。實際上，用 )0(x? 對 )0(x 修正后得到的 )1(x ： )0()0()1( xxx ??? （ 36） 只是向真正解更逼近一些。現在如果再以作為初值 )1(x ，解式（ 35） 0)(39。)( )1()1()1( ??? xxfxf 就能得到更趨近真正解的 )2(x ： )1()1()2( xxx ??? （ 37） 這樣反復下去，就構成了不斷求解非線性方程式的逐次線性化過程。第 t次迭代時的參數方程為 華東交通大學畢業設計（論文） 19 0)(39。)( )()()( ??? ttt xxfxf （ 38） 或 )()()( )(39。( ttt xxfxf ?? （ 39） 上式左端可以看成是近似解 )(tx 引起的誤差，當 0)( )( ?txf 時，就滿足了原方程式（ 31），因而 )(tx 就成為該方程的解。式中 )(39。 )(txf 是函數 0)( ?xf 在 )(tx 點的一次導數，也就是曲線在 )(tx 點的斜率，如圖（ 31）所示，修正量 )(tx? 則是由 )(tx點的切線與橫軸的交點來確定，由圖（ 31）可以直觀的看出牛頓法的求解過程。 0)( )1( ?txf)( xfy ?)( )( txf)1( ?tx )(tx)1( ?? tx)( tx?XYX 圖 31 牛頓 拉夫遜法幾何解釋 現在把牛頓法推廣到多變量非線性方程組的情況。設有變量 nxxx ?21, 的非線性聯立方程組 ： ??????????0),(0),(0),(21212211nnnnxxxfxxxfxxxf???? （ 310） 給定各變量初值 )0()0(2)0(1 , nxxx ? ，假設 )0()0(2)0(1 , nxxx ??? ?為其修正量，并使華東交通大學畢業設計（論文） 20 其滿足 ????????????????????????????0),(0),(0),()0()0()0(2)0(2)0(1)0(1)0()0()0(2)0(2)0(1)0(12)0()0()0(2)0(2)0(1)0(11nnnnnnnxxxxxxfxxxxxxfxxxxxxf???? （ 311） 對以上 n 個方程式分別按泰勒級數展開，當忽略 )0()0(2)0(1 , nxxx ??? ?所組成的二次項和高次項時，可以得到 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????0),(0),(0),()0(0)0(202)0(101)0()0(2)0(1)0(02)0(2022)0(1012)0()0(2)0(12)0(01)0(2021)0(1011)0()0(2)0(11nnnnnnnnnnnnnxxfxxfxxfxxxfxxfxxfxxfxxxfxxfxxfxxfxxxf??????? （ 312） 式中：0iixf?? 為 函 數 ),( 21 ni xxxf ? 對 自 變 量 jx 的 偏 導 數 在 點（ )0()0(2)0(1 , nxxx ??? ?）處的值。把上式寫成矩陣形式： ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????)0()0(2)0(1002010202201201021011)0()0(2)0(1)0()0(2)0(12)0()0(2)0(11),(),(),(nnnnnnnnnnnxxxxfxfxfxfxfxfxfxfxfxxxfxxxfxxxf????????? （ 313） 這是變量 )0()0(2)0(1 , nxxx ??? ?的線性方程組，稱為牛頓法的修正方程，通過它可以解出 )0()0(2)0(1 , nxxx ??? ?，并可以進一步求得 ????????????????)0()0()1()0(2)0(2)1(2)0(1)0(1)1(1nnn xxxxxxxxx? （ 314） 華東交通大學畢業設計（論文） 21 式中 )1()1(2)1(1 , nxxx ? 向真正解逼近了一步，如果再以它們作為初值 重復解式（ 313）修正方程式，等到更接近真解的 )2()2(2)2(1 , nxxx ? ，如此迭代下去，并按式（ 314）進行修正，直到滿足收斂要求為止并停止迭代計算，這就構成了牛頓法的迭代過程。 一般第 t 次迭代式的修正方程為 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????)()(2)(1212221212111)()(2)(1)()(2)(12)()(2)(11),(),(),(tntttnntntntntttntttnttntntttnttxxxxfxfxfxfxfxfxfxfxfxxxfxxxfxxxf????????? （ 315） 上式可以簡寫為 )()()( )( ttt XJXF ?? (316) 其中 ???????????????),(),(),()()()(2)(1)()(2)(12)()(2)(11)(tnttntntttntttxxxfxxxfxxxfXF????，?????????????????????????????????