MATLAB实现的牛顿-拉夫逊电力系统潮流计算与数据分析平台

资 源 简 介

本项目基于MATLAB平台开发，采用牛顿-拉夫逊方法进行电力系统潮流计算，通过雅可比矩阵迭代求解节点电压。系统集成数据提取与曲线拟合功能，可自动处理实验参数，适用于电网稳态分析与研究。

详 情 说 明

电力系统潮流计算与数据分析平台

项目介绍

本项目实现了一个完整的电力系统潮流计算与数据处理系统。核心采用牛顿-拉夫逊算法对电力网络进行潮流计算，通过雅可比矩阵迭代求解节点电压方程。系统集成数据处理模块，能够自动提取实验数据中的关键参数，并通过曲线拟合技术获得数学表达式。支持多种网络拓扑结构，具备数据可视化功能，可生成潮流分布图、收敛特性曲线等专业分析图表。

功能特性

• 高精度潮流计算：采用牛顿-拉夫逊数值迭代算法，确保计算结果的精确性
• 高效矩阵处理：应用稀疏矩阵技术优化大型电力网络的计算效率
• 智能数据拟合：基于最小二乘法实现电压-功率关系的曲线拟合
• 灵活拓扑支持：适配多种电力网络结构，包括辐射状、环网等复杂拓扑
• 丰富可视化：生成潮流分布图、收敛曲线、拟合曲线等多种分析图表
• 全面分析报告：提供详细的潮流计算报表和拟合精度评估参数

使用方法

输入数据准备

1. 电力网络参数：准备支路阻抗矩阵（n×n复数矩阵）和节点导纳矩阵
2. 运行条件数据：输入发电机出力数据（PG, QG）和负荷功率数据（PL, QL）
3. 控制参数设置：配置收敛精度阈值（默认1e-6）和最大迭代次数（默认50）
4. 实验测量数据：提供电压-功率测量数据表格（U-PQ实验点数据）

执行计算与分析

运行主程序后，系统将自动完成以下流程：

• 潮流计算迭代求解
• 实验数据曲线拟合
• 结果可视化图表生成
• 分析报告输出

输出结果

• 各节点电压幅值与相角、支路潮流功率分布
• 算法性能指标（迭代次数、计算时间、收敛状态）
• 节点功率-电压关系的多项式拟合方程
• 网络潮流分布图、电压收敛曲线、功率拟合曲线
• 潮流计算详细报表和拟合精度评估参数（R²值等）

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 推荐内存：8GB以上（针对大型网络计算）
• 所需工具箱：信号处理工具箱、统计分析工具箱

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，实现了电力系统数据导入与校验、牛顿-拉夫逊潮流计算迭代过程、雅可比矩阵构建与稀疏化处理、节点电压方程数值求解、实验数据的最小二乘曲线拟合、多种分析图表的自动化生成以及计算结果报表的完整输出流程。