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电力系统潮流计算是电力系统分析中的基础问题之一,其核心目标是计算各节点的电压幅值和相角、支路功率等参数,从而评估电力网络的运行状态。PQ分解法(又称快速解耦法)是潮流计算中的高效算法,特别适用于大规模电网计算。
### PQ分解法的基本原理 PQ分解法是对传统牛顿-拉夫逊法的简化,其核心思想是: 有功-无功解耦:电力系统中,节点电压相角主要影响有功功率分布,而电压幅值主要影响无功功率分布。因此,可以将雅可比矩阵进行近似解耦,提高计算效率。 B'和B''矩阵简化:忽略雅可比矩阵中的次要元素,仅使用导纳矩阵的虚部构建B'(有功-相角修正)和B''(无功-电压修正)矩阵,大幅减少计算量。
### MATLAB实现的关键步骤 网络拓扑输入:需定义节点类型(PQ节点、PV节点、平衡节点)、导纳矩阵及初始电压幅值和相角。 迭代求解: 有功修正:通过B'矩阵和节点有功功率偏差更新电压相角。 无功修正:通过B''矩阵和节点无功功率偏差更新电压幅值。 收敛判断:当功率偏差小于阈值时终止迭代,输出结果。
### 优势与适用场景 计算速度快:相比牛顿法,PQ分解法迭代次数略多,但单次迭代计算量显著降低。 适合大电网:对高压电网(线路R/X较小)的解耦效果尤为明显,是实际工程中的主流选择。
若需进一步扩展,可结合节点优化或并行计算提升性能,或对比牛顿法、高斯-赛德尔法的差异。