MATLAB牛顿-拉夫逊法电力系统潮流计算程序

资 源 简 介

本项目实现基于牛顿-拉夫逊法的电力系统潮流计算MATLAB程序，专门针对IEEE 14节点系统优化验证，同时支持任意拓扑结构的通用电力系统计算。可处理PQ、PV和平衡节点的混合系统，适用于电力系统分析与教学研究。

详 情 说 明

IEEE标准与通用电力系统的牛顿-拉夫逊潮流计算程序

项目介绍

本项目实现了一个基于牛顿-拉夫逊法的电力系统潮流计算程序，专门针对IEEE 14节点标准测试系统进行了验证和优化，同时具备通用性，能够计算任意拓扑结构的电力系统。程序采用成熟的数值计算方法，能够准确求解包含PQ节点、PV节点和平衡节点的混合电力系统。

功能特性

• 全面节点支持：完整处理PQ节点、PV节点和平衡节点的混合系统
• 高精度计算：采用牛顿-拉夫逊迭代算法，确保计算结果的准确性
• 高效求解：运用雅可比矩阵构建与更新技术，结合稀疏矩阵求解优化计算效率
• 通用性强：除IEEE 14节点标准系统外，可适配任意拓扑结构的电力网络
• 完整输出分析：提供节点电压、支路功率、系统损耗等全面分析结果
• 收敛监控：实时监控迭代过程，生成收敛特性曲线可视化分析

使用方法

输入数据准备

1. 系统拓扑数据：定义节点数量、支路连接关系
2. 节点参数：设置节点类型(PQ/PV/平衡节点)、电压幅值和相角初始值
3. 负荷数据：配置各节点的有功功率和无功功率需求
4. 发电机数据：设定PV节点的有功功率输出和电压幅值
5. 支路参数：输入线路的电阻、电抗、电纳等参数
6. 收敛设置：指定功率不平衡量的收敛阈值

执行计算

运行主程序即可自动完成潮流计算过程，程序将显示实时迭代信息并提供完整的计算结果输出。

结果输出

程序生成以下计算结果：

• 各节点电压幅值(标幺值)和电压相角(弧度/度)
• 各支路的有功功率流(MW)和无功功率流(MVar)
• 系统总有功损耗和总无功损耗分析
• 迭代次数、最终不平衡量、计算耗时等收敛信息
• 迭代过程中功率残差的变化趋势图

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 支持稀疏矩阵运算的MATLAB环境
• 基本内存要求：4GB RAM（大型系统需要更高配置）

文件说明

主程序文件实现了电力系统潮流计算的完整流程，包括系统数据初始化、节点导纳矩阵形成、牛顿-拉夫逊迭代求解核心算法、雅可比矩阵构建与更新机制、收敛性判断逻辑以及最终结果输出功能。该文件整合了稀疏矩阵处理技术，确保大规模系统计算效率，同时提供详细的收敛特性分析和计算结果可视化展示。