function PQ
%用PQ分解法计算大电网潮流
% %bus数组 1.节点编号 2.节点电压 3.节点电压角度 4.注入有功 5.注入无功 6.节点类型(1PQ 2PV 3平衡)
%line数组 1.始端节点编号 2.末端节点编号 3.电阻 4电抗 5电导G 6电纳B 7.变比
%打开数据文件
clear
clc
bus=load('ieee14bus.txt');
line=load('ieee14line.txt');
linenum(:,[1,2])=line(:,[1,2]);
[nb,~]=size(bus);
[nl,~]=size(line);
% nodenum=[(1:nb)' bus(:,1)];
%带入子函数数据处理
[bus,line,nPQ,nPV,nSW,nodenum] =change1_busline( bus,line );%对节点重新编号Y = admittance(bus,line,1 );%生成节点导纳矩阵
Y1= admittance(bus,line,2 );%生成化简条件3的矩阵B1
Y2=admittance(bus,line,3 );%生成化简条件3的矩阵B2
%-----------------------------------------------------
% %临时添加的测试数据
% nPQ=4; nPV=0;nSW=1;nb=5;
% Y=[10.834-32.5i -1.667+5i -1.667+5i -2.5+7.5i -5+15i
% -1.667+5i 12.917-38.75i -10+30i 0 -1.25+3.75i
% -1.667+5i -10+30i 12.917-38.75i -1.25+3.75i 0
% -2.5+7.5i 0 -1.25+3.75i 3.75-11.25i 0
% -5+15i -1.25+3.75i 0 0 6.25-18.75i];
%
% Y1=[10.834-32.5i -1.667+5i -1.667+5i -2.5+7.5i -5+15i
% -1.667+5i 12.917-38.75i -10+30i 0 -1.25+3.75i
% -1.667+5i -10+30i 12.917-38.75i -1.25+3.75i 0
% -2.5+7.5i 0 -1.25+3.75i 3.75-11.25i 0
% -5+15i -1.25+3.75i 0 0 6.25-18.75i];
%
% bus=[1 1 0 0.2 0.2 1
% 2 1 0 -0.45 -0.15 1
% 3 1 0 -0.4 -0.05 1
% 4 1 0 -0.6 -0.1 1
% 5 1.06 0 0 0 3];
%
% line=[5 2 1.25 -3.75 0 0 0
% 2 3 10 -30 0 0 0
% 3 4 1.25 -3.75 0 0 0
% 4 1 2.5 -7.5 0 0 0
% 1 2 1.667 -5 0 0 0
% 1 3 1.667 -5 0 0 0
% 1 5 5 -15 0 0 0];
%-------------------------------------------------------
bus_PV0=bus((nPQ+1):end,2)';%1.05*ones(1,nPV+nSW);
bus_U=[ones(1,nPQ) bus_PV0]';%电压幅值
bus_e=zeros(nb,1); %电压角度
delta_P=zeros(nPQ+nPV,1);
delta_Q=zeros(nPQ,1);
% delta_e=zeros(nb-1,1);
%delta_U=zeros(nPQ,1);
c=0;KP=1;KQ=1;%KP KQ用来判断有功、无功是否收敛
G=real(Y);B=imag(Y);B10=imag(Y1);B20=imag(Y2);%矩阵B0是进行化简三后的节点导纳矩阵虚部
%形成解耦潮流的系数矩阵B1和B2
B1=B10(1:nb-1,1:nb-1);
B2=B20(1:nPQ,1:nPQ);
while c<80
%求解P Q的不平衡量
for ii=1:nPQ+nPV
delta_P(ii)=bus(ii,4);
for jj=1:nb
delta_P(ii)=delta_P(ii)-bus_U(ii)*bus_U(jj)*(G(ii,jj)*cos(bus_e(ii)-bus _e(jj))+B(ii,jj)*sin(bus_e(ii)-bus_e(jj)));
end
end
UP=diag(bus_U(1:(nb-1)));%U矩阵利用各节点电压形成对角阵,来计算修正方程,对角线上的元素与bus_U列元素一一对应
error_P=UP\delta_P;
if max(abs(error_P))>0.00001
delta_e=-(UP*B1)\error_P;
bus_e=bus_e+[delta_e;0];
c=c+1;
KQ=1;
else KP=0;
if KQ~=0
else
break
end
end
for ii=1:nPQ
delta_Q(ii)=bus(ii,5);
for jj=1:nb
delta_Q(ii)=delta_Q(ii)-bus_U(ii)*bus_U(jj)*(G(ii,jj)*sin(bus_e(ii)-bus _e(jj))-B(ii,jj)*cos(bus_e(ii)-bus_e(jj)));
end
end
UQ=diag(bus_U(1:(nb-nPV-nSW)));
error_Q=UQ\delta_Q;
if max(abs(error_Q))>0.00001
delta_U=-B2\error_Q;
bus_U=bus_U+[delta_U;zeros((nPV+nSW),1)];
c=c+1;
KP=1;
else KQ=0;
if KP~=0
else
break
end
end
end
%至此得到收敛的节点电压值
%----------------------------------------------
%--------------------------------------------
% 对计算结果进行数据处理
%将节点结果用原节点编号表示
bus_Ue=zeros(nb,3);
bus_Ue(:,[1,2,3])=[nodenum(:,2) bus_U bus_e/pi*180];
for ii=1:nb
for jj=ii+1:nb
if bus_Ue(ii,1)>bus_Ue(jj,1)
t=bus_Ue(ii,:);
bus_Ue(ii,:)=bus_Ue(jj,:);
bus_Ue(jj,:)=t;
end
end
end
%r_U是收敛的电压表达成复数的形式
r_U=zeros(nb,1);
for k=1:nb
r_U(k)=bus_U(k)*(cos(bus_e(k))+1i*sin(bus_e(k)));
end
%计算平衡节点功率
SW_S=0;
SW_S=SW_S+r_U(nb)*conj(Y(nb,:))*conj(r_U);
%计算各支路功率Sij
line_S=zeros(nb,nb);line_S0=zeros(nb,nb);
for ii=1:nb
for jj=1:nb
line_S(ii,jj)=r_U(ii)*(conj(r_U(ii))*conj(Y(ii,ii))+(conj(r_U(ii))-conj (r_U(jj)))*conj(Y(ii,jj)));
end
end
%------------------------------------------
%把线路结果还原成原节点编号对应的结果
for ii=1:nb
for jj=1:nb
line_S0(nodenum(ii,2),nodenum(jj,2))=line_S(ii,jj);
end
end
line_P=real(line_S0);line_Q=imag(line_S0);
%计算各支路损耗
delta_S=zeros(nl,1);
for k=1:nl
a=linenum(k,1);b=linenum(k,2);
delta_S(k)=line_S0(a,b)+line_S(b,a);
end
%计算网络总损耗
S0=sum(delta_S);
%-------------------------------------------------
%将计算结果输入指定文件
fid=fopen('C:\Users\lr\Desktop\matlab练习\训练题\大电网潮流计算
\ieee14_out.txt','wt');
fprintf(fid,'节点号\t节点电压幅值\t节点电压角度\n');
for k=1:nb
fprintf(fid,'%d\t%f\t%f\n',k,bus_Ue(k,1),bus_Ue(k,2));
end
fprintf(fid,'支路首端\t支路末端\t支路有功\t支路无功\t支路损耗\n');
for k=1:nl
fprintf(fid,'%d\t\t%d\t\t%f\t%f\t%f\n',linenum(k,1),linenum(k,2),line_P (linenum(k,1),linenum(k,2)),line_Q(linenum(k,1),linenum(k,2)),delta_S(k ));
end
fprintf(fid,'平衡节点功率=%f\n',SW_S);
fprintf(fid,'网络总损耗=%f\n',S0);
fclose(fid);
end
function [bus,line,nPQ,nPV,nSW,nodenum] =change1_busline( bus,line )
%此函数用来对原始输入节点、线路数据进行重新编号
% %bus数组 1.节点编号 2.节点电压 3.节点电压角度 4.注入有功 5.注入无功 6.节点类型(1PQ 2PV 3平衡)
%line数组 1.始端节点编号 2.末端节点编号 3.电阻 4电抗 5电导G 6电纳B 7.变比
[nb,~]=size(bus);
[nl,~]=size(line);
% nodenum=[(1:nb)' bus(:,1)];
nPQ=0;
nPV=0;nSW=0;%PQ=[];PQ=zeros(nb,6);PV=zeros(nb,6);SW=zeros(nb,6);%PQ PV 平衡节点的个数
for k=1:nb
switch bus(k,6)
case 1
nPQ=nPQ+1;
PQ(nPQ,:)=bus(k,:);
case 2
nPV=nPV+1;
PV(nPV,:)=bus(k,:);
case 3
nSW=nSW+1;
SW(nSW,:)=bus(k,:);
otherwise
disp('节点数据类型出错!');
end
end
%生成重新编号后的节点数据矩阵
bus=[PQ;PV;SW];
nodenum=[(1:nb)' bus(:,1)];%第一列为新的节点编号,第二列为对应的旧节点编号
bus(:,1)=(1:nb)'; %至此实现了节点数据的重新编号
%------------------------------------------------------
%对线路数据重新编号
% nodenum=[(1:nb)' bus(:,1)];%第一列为新的节点编号,第二列为对应的旧节点编号
for ii=1:nl
[r1,~]=find(nodenum(:,2)==line(ii,1));
line(ii,1)=nodenum(r1,1);
[r2,~]=find(nodenum(:,2)==line(ii,2));
line(ii,2)=nodenum(r2,1);
end
end
function Y = admittance(bus,line,c )
%此函数用来形成节点导纳矩阵
% %bus数组 1.节点编号 2.节点电压 3.节点电压角度 4.注入有功 5.注入无功 6.节点类型(1PQ 2PV 3平衡)
%line数组 1.始端节点编号 2.末端节点编号 3.电阻 4电抗 5电导 6电纳B/2 7.变比
%c是用来控制形成节点导纳矩阵的方式的,c=1 形成一般的节点导纳矩阵,可以用来确定B2,c=2,形成化简条件3的节点导纳矩阵,确定B1
[nb,~]=size(bus);
[nl,~]=size(line);
Y=zeros(nb,nb);
zt=zeros(nl,1);yt=zeros(nl,1);ym=zeros(nl,1);I=zeros(nl,1);J=zeros(nl,1 );K=zeros(nl,1);
switch c
case 1
for k=1:nl
zt(k)=line(k,3)+1i*line(k,4);
yt(k)=1/zt(k);
ym(k)=line(k,5)+1i*line(k,6);
I(k)=line(k,1);J(k)=line(k,2);K(k)=line(k,7);
end
case 2
for k=1:nl
yt(k)=1/(line(k,3)+1i*line(k,4));
ym=zeros(nl,1);
I(k)=line(k,1);J(k)=line(k,2);
if line(k,7)~=1
K(k)=1;
else K(k)=line(k,7);
end
end
case 3
for k=1:nl
yt(k)=1/(1i*line(k,4));
ym(k)=line(k,5)+1i*line(k,6);
I(k)=line(k,1);J(k)=line(k,2);K(k)=line(k,7);
end
end
%针对不同线路设置节点导纳值
for k=1:nl
if (K(k)==1)&&(J(k)~=0) %普通线路
Y(I(k),I(k))=Y(I(k),I(k))+yt(k)+ym(k);
Y(J(k),J(k))=Y(J(k),J(k))+yt(k)+ym(k);
Y(I(k),J(k))=Y(I(k),J(k))-yt(k);
Y(J(k),I(k))=Y(I(k),J(k));
end
if (K(k)==1)&&(J(k)==0) %对地支路
Y(I(k),I(k))=Y(I(k),I(k))+ym(k);
end
if (K(k)>1)&&(J(k)~=0) %非标准变比在j侧的变压器支路,zt ym为折算到i侧的值 Y(I(k),I(k))=Y(I(k),I(k))+yt(k)+ym(k);
Y(J(k),J(k))=Y(J(k),J(k))+yt(k)/K(k)^2;
Y(I(k),J(k))=Y(I(k),J(k))-yt(k)/K(k);
Y(J(k),I(k))=Y(I(k),J(k));
end
if (K(k)<1)&&(J(k)~=0)
Y(I(k),I(k))=Y(I(k),I(k))+yt(k)+ym(k);
Y(J(k),J(k))=Y(J(k),J(k))+yt(k)*K(k)^2;
Y(I(k),J(k))=Y(I(k),J(k))-yt(k)*K(k);
Y(J(k),I(k))=Y(I(k),J(k));
end
end
end