基于MATLAB的IEEE 30节点系统PQ分解潮流仿真工具

资 源 简 介

本项目采用PQ分解法（快速解耦潮流法）实现IEEE 30节点电力系统的潮流分析。通过将节点分类为PQ、PV和平衡节点，迭代计算有功-电压相角和无功-电压幅值，显著提升计算效率，适用于电力系统教学与仿真。

详 情 说 明

IEEE 30节点系统PQ分解潮流分析工具

项目介绍

本项目是基于PQ分解法（又称快速解耦潮流法）开发的IEEE 30节点电力系统潮流计算工具。PQ分解法是牛顿-拉夫逊法的简化变体，通过将有功功率与电压相角、无功功率与电压幅值解耦，形成两个独立的迭代计算过程，显著提升了大规模电力系统潮流问题的计算效率。该工具适用于电力系统分析、教学演示和科研计算场景，能够快速准确地完成潮流计算并输出详细的分析结果。

功能特性

• 高效潮流算法：采用PQ分解法进行迭代计算，支持稀疏矩阵技术优化导纳矩阵运算
• 完整数据支持：解析标准IEEE 30节点系统的节点数据和支路参数
• 多节点类型处理：正确处理PQ节点、PV节点和平衡节点的边界条件
• 收敛性分析：实时监控迭代过程，提供收敛状态和性能报告
• 结果可视化：生成节点电压分布图和系统功率流向示意图
• 灵活配置：支持用户自定义收敛精度阈值和最大迭代次数

使用方法

数据准备

1. 准备节点数据文件（.mat或.txt格式），包含节点类型、电压初值、负荷功率和发电机出力等信息
2. 准备支路数据文件，包含支路阻抗、对地导纳和变压器变比等参数

运行流程

1. 设置计算参数：收敛精度（默认1e-5）和最大迭代次数（默认100）
2. 加载节点数据和支路数据文件
3. 执行PQ分解潮流计算
4. 查看输出的潮流结果和收敛报告
5. 生成可视化图表（可选）

输出结果

• 节点计算结果：各节点电压幅值（标幺值）和相角（弧度）
• 支路潮流分析：线路有功/无功功率分布及损耗计算
• 收敛性能报告：迭代次数、计算时间、收敛状态指标
• 可视化图表：系统电压分布条形图和功率流向拓扑图

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 支持稀疏矩阵运算的MATLAB环境
• 基本的文件I/O操作权限
• 图形显示功能（用于结果可视化）

文件说明

主程序文件整合了完整的PQ分解潮流计算流程，包括系统数据读取与验证、导纳矩阵构建与稀疏化处理、PQ解耦迭代计算核心算法、收敛性判断与结果输出等核心功能。该文件协调各功能模块的执行顺序，处理PQ节点、PV节点和平衡节点的差异化计算逻辑，并调用可视化模块生成分析图表，最终形成完整的潮流分析报告。