MATLAB实现的牛顿-拉夫逊法电力系统潮流计算程序

资 源 简 介

本MATLAB项目采用牛顿-拉夫逊法进行电力系统潮流计算，支持40节点电力网络分析。功能涵盖节点导纳矩阵构建、雅可比矩阵形成和迭代求解，可有效完成稳态潮流分析，适用于多种典型网络验证。

详 情 说 明

基于牛顿-拉夫逊法的电力系统潮流计算与分析系统

项目介绍

本项目实现了一个基于牛顿-拉夫逊算法的电力系统潮流计算与分析系统，能够对最多40个节点的电力网络进行稳态潮流分析。系统采用成熟的数值计算方法，结合稀疏矩阵技术和节点优化编号技术，确保计算的高效性和准确性。程序已通过IEEE标准测试系统验证，内置参考结果用于精度验证，并提供完整的可视化分析功能。

功能特性

• 完整潮流计算流程：实现从节点导纳矩阵构建到潮流结果输出的全过程
• 牛顿-拉夫逊迭代算法：采用经典的NR算法，具有二次收敛特性
• 高性能计算优化：应用稀疏矩阵技术和节点优化编号技术提升计算效率
• 多维度验证体系：支持与内置参考结果的自动对比分析
• 丰富的可视化输出：提供功率不平衡量变化曲线、节点电压分布图等
• 灵活的精度控制：可自定义收敛精度阈值和最大迭代次数
• 标准数据接口：支持IEEE标准测试系统数据格式

使用方法

输入文件准备

1. 节点数据文件：包含节点类型（PQ、PV、平衡节点）、电压幅值、相角、有功/无功功率等参数
2. 支路数据文件：包含支路阻抗、对地导纳、变比等支路参数
3. 系统参数设置：基准功率、基准电压值、收敛精度阈值（默认1e-5）、最大迭代次数（默认20次）

运行流程

1. 配置所需的输入数据文件
2. 设置计算参数（基准值、精度要求等）
3. 执行潮流计算程序
4. 查看输出的计算结果和分析报告

输出结果

• 各节点电压幅值与相角的详细计算结果
• 各支路的有功/无功功率分布情况
• 系统功率不平衡量随迭代次数的变化曲线
• 收敛迭代次数和最终精度报告
• 与参考结果的误差对比分析表
• 节点电压分布可视化图形

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存要求：至少4GB RAM（推荐8GB）
• 存储空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，包括电力网络数据的读取与解析、节点导纳矩阵的自动构建、牛顿-拉夫逊迭代算法的完整实现、雅可比矩阵的动态形成与求解、潮流计算结果的详细输出，以及多种分析图表的生成功能。该文件作为整个系统的调度中心，协调各功能模块的执行业务流程，并负责最终结果的呈现与验证工作。