Giải tích mạng bằng Matlab
MỤC LỤC
A. MỞ ĐẦU 1
1. Giới thiệu chung 2
2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu 3
3. Kết cấu đề tài 3
B. NỘI DUNG 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN MATLAB 5
1.1. Giao diện của chương trình 6
1.2. Các phép toán – tên biến – các hàm cơ bản 7
1.2.1. Các phép toán 7
1.2.2. Cách đặt tên biến 7
1.2.3. Điều khiển vào ra 8
1.2.4. Một số hàm toán học cơ bản 8
1.3. Số phức trong Matlab 8
1.3.1. Nhập số phức 8
1.3.2. Các phép toán cơ bản với số phức 8
1.4. Ma trận và ứng dụng 9
1.4.1. Ma trận 9
1.4.2. Các phép toán với ma trận trong Matlab 10
1.4.3. Ứng dụng ma trận vào giải hệ phương trình 10
1.5. Cấu trúc điều kiện 13
1.5.1. Cấu trúc if - end 13
1.5.2. Cấu trúc if - elseif - else - end 14
1.6. Cấu trúc lặp 15
1.6.1. Cấu trúc for - end 15
1.6.2. Cấu trúc while - end 16
1.6.3. Cấu trúc switch case 17
1.7. Đồ họa 2D trong Matlab 17
1.7.1. Lệnh vẽ 17
1.7.2. Đặt tả kiểu đường vẽ 17
1.7.3. Đặt tả kích thước, màu của đường vẽ, điểm 18
1.7.4. Thêm đường vẽ vào đồ thị 18
1.7.5. Đặt tả các thông số trục 18
1.8. Giao diện đồ họa GUIDE trong MATLAB 19
1.9. Liên kết giữa MATLAB và MICROSORT EXCEl 22
1.9.1. Các tiện ích của liên kết 23
1.9.2. Chuyển dữ liệu từ Excel sang Matlab 23
1.9.3. Chuyển dữ liệu từ Matlab sang Excel 25
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO
MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI 27
2.1. Mô hình nút của lưới điện 28
2.2. Các phương pháp giải tích lưới điện 33
2.2.1. Phương pháp lặp GAUSS - SEIDEL (GS) 33
2.2.1.1. Giải ph.trình bằng phương pháp lặp GS 33
2.2.1.2. Giải hệ ph.trình bằng phương pháp lặp GS 34
2.2.1.3. Áp dụng GS vào giải tích lưới điện 35
2.2.1.4. Mô hình chương trình hóa ph.pháp GS giải tích lưới điện 39
2.2.2. Phương pháp lặp NEWTON-RAPSHON (NR) 40
2.2.1.1. Giải ph.trình bằng phương pháp lặp NR 40
2.2.1.2. Giải hệ ph.trình bằng phương pháp lặp NR 41
2.2.1.3. Áp dụng NR vào giải tích lưới điện 43
2.2.1.4. Mô hình chương trình hóa ph.pháp NR giải tích lưới điện 47
CHƯƠNG 3. VIẾT CHƯƠNG TRÌNH MATLAB TÍNH PHÂN BỐ
CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP CHO MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI 48
3.1. Giới thiệu khái quát về chương trình 49
3.2. Chương trình con tính phân bố công suất và điện áp cho mạng điện
phân phối viết theo phương pháp GS 54
3.2.1. Giới thiệu khái quát về chương trình con viết theo phương pháp GS 54
3.2.2. Các chương trình con trong chương trình tính phân bố công suất và điện áp viết theo phương pháp GS 55
3.2.2.1. Chương trình con tạo ma trận Ybus 55
3.2.2.2. Chương trình con tính điện áp các nút tải 56
3.2.2.3. Chương trình con tính CSPK và điện áp nút PV 57
3.3. Chương trình con tính phân bố công suất và điện áp cho mạng điện
phân phối viết theo phương pháp NR 58
3.3.1. Giới thiệu khái quát về chương trình con viết theo phương pháp NR 58
3.3.2. Các chương trình con trong chương trình tính phân bố công suất và điện áp viết theo phương pháp NR 59
3.3.2.1. Chương trình con xác nhận dấu của công suất tại các nút PQ và các nút PV 59
3.3.2.2. Chương trình con tính độ lệch công suất 60
3.3.2.3. Chương trình con thành lập ma trận Jacobi 61
3.4. Chương trình con chứa giao diện điều khiển 67
3.5. Xuất kết quả tính toán PBCS và điện áp từ MATLAB sang EXCEL 67
3.6. Sử dụng chương trình tính phân bố công suất và điện áp cho mạng
điện phân phối có 21 nút 69
3.7. Đặc điểm phương pháp và áp dụng cho bài toán giải tích lưới điện 73
CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH ĐỂ TÍNH PHÂN BỐ
CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP CHO MẠNG ĐIỆN THỰC TẾ 74
4.1. Tổng quan về mạng điện tính toán 75
4.2. Nhận xét kết quả tính toán 76
4.3. Nhận xét phương pháp tính toán 77
C. KẾT LUẬN 79
Tài liệu tham khảo 82
Phụ lục 83
10563.4 10540.95 -6373.91 6351.451 17 17 18 -347.061 347.0499 -236.72 236.713 18 17 19 -10193.9 10191.88 -6114.73 6110.726 19 19 20 -10191.9 10182.45 -6110.73 6091.501 20 20 21 -9965.21 9961.571 -5943.54 5942.633 21 21 22 -9917.57 9894.638 -5912.72 5869.169 22 22 23 -9547.58 9547.163 -5632.46 5631.728 23 23 24 -9269.47 9254.692 -5442.15 5422.574 24 24 25 -2081.73 2081.685 -1120.58 1120.512 25 25 26 -762.609 762.6022 -220.428 220.4222 26 26 27 -484.899 484.8988 -330.836 330.8351 27 26 83 -277.703 277.7025 110.4135 -110.414 28 25 29 -1319.08 1318.863 -900.084 899.7468 29 29 30 -347.049 347.0486 -236.714 236.713 Nhánh N.đầu N.cuối P nhánh (KW) Q nhánh (KVAr) 30 29 31 -694.116 694.1026 -473.45 473.4296 31 31 32 -347.054 347.0493 -236.715 236.7123 32 31 33 -347.051 347.0494 -236.712 236.7118 33 24 34 -7172.95 7172.531 -4302 4301.276 34 34 35 -277.704 277.6997 -189.587 189.5829 35 34 84 -6894.83 6894.666 -4111.69 4111.406 36 36 37 -6850.35 6849.779 -4380.83 4380.41 37 37 85 -6572.06 6568.25 -4190.84 4184.09 38 38 39 -1412.15 1411.853 -961.445 961.1102 39 39 40 -1064.81 1064.748 -724.393 724.371 40 40 41 -717.699 717.6866 -487.658 487.656 41 41 42 -304.843 304.8297 -206.635 206.6237 42 42 43 -217.25 217.25 -147.945 147.9449 43 41 44 -412.843 412.8426 -281.024 281.0235 44 44 45 -65.7903 65.78983 -44.309 44.3086 45 44 46 -347.052 347.0487 -236.715 236.7127 46 38 47 -5155.62 5155.488 -3521.74 3521.658 47 47 48 -4877.79 4877.654 -3332.06 3332.024 48 48 49 -347.056 347.0485 -236.721 236.7129 49 48 50 -4530.58 4530.536 -3095.33 3095.262 50 50 51 -4373.68 4373.413 -2988.72 2988.671 51 51 52 -261.242 261.2413 -177.895 177.8947 52 52 53 -217.261 217.2497 -147.956 147.9454 53 51 54 -4112.15 4111.565 -2810.8 2809.768 54 54 55 -156.88 156.8797 -106.518 106.5177 55 54 56 -3954.69 3954.656 -2703.25 2703.198 56 56 57 -3676.96 3676.725 -2513.61 2513.205 57 57 58 -3650.29 3649.617 -2495.13 2494.916 58 58 59 -564.317 564.2996 -384.678 384.6604 59 59 60 -217.25 217.2498 -147.946 147.9453 60 59 61 -347.049 347.0479 -236.715 236.7131 Nhánh N.đầu N.cuối P nhánh (KW) Q nhánh (KVAr) 61 58 62 -3085.28 3085.102 -2110.26 2109.929 62 62 63 -1687.4 1687.227 -1156.09 1155.867 63 63 64 -648.099 648.0903 -444.612 444.5949 64 63 65 -1039.13 1039.125 -711.256 711.2534 65 65 66 -43.9799 43.97981 -29.9391 29.9391 66 65 67 -995.147 995.1441 -681.313 681.3105 67 67 68 -995.14 995.1385 -681.312 681.3088 68 68 69 -648.093 648.0928 -444.594 444.594 69 68 70 -347.049 347.0487 -236.713 236.7126 70 62 71 -1397.7 1397.645 -953.839 953.7325 71 71 72 -347.057 347.0543 -236.723 236.7217 72 72 73 -347.053 347.0474 -236.723 236.7132 73 72 74 6.53E-9 -6.5E-09 9.37E-08 -9.4E-08 74 71 75 -1050.59 1050.386 -717.008 716.715 75 75 76 -833.14 833.1295 -568.767 568.7609 76 76 77 -277.7 277.6999 -189.582 189.5815 77 76 78 -555.43 555.4029 -379.178 379.1656 78 78 79 -277.701 277.6999 -189.582 189.5819 79 78 80 -277.702 277.7003 -189.583 189.5826 80 80 81 -277.7 277.6997 -189.583 189.5824 81 80 82 1.21E-9 -1.2E-09 -3.2E-09 3.21E-09 82 83 28 -277.703 277.7 -189.584 189.5823 83 84 36 -6894.67 6894.312 -4411.41 4410.781 84 85 38 -6568.25 6567.745 -4484.09 4483.198 Phụ lục 10. Thông số đường dây lưới 21 nút. Nhánh Nút đầu Nút cuối L(m) r0 x0 1 1 2 60 0.27 0.143 2 2 3 200 0.27 0.143 3 3 4 400 0.27 0.143 4 4 5 230 0.27 0.143 5 2 6 300 0.27 0.143 6 6 7 120 0.35 0.15 7 7 8 130 0.35 0.15 8 6 9 90 0.27 0.143 9 9 10 260 0.27 0.143 10 10 11 132 0.35 0.15 11 11 12 290 0.35 0.15 12 12 13 120 0.35 0.15 13 10 14 400 0.35 0.15 14 10 15 200 0.27 0.143 15 15 16 80 0.27 0.143 16 16 17 200 0.35 0.15 17 17 18 210 0.35 0.15 18 16 19 200 0.35 0.15 19 19 20 200 0.35 0.15 20 20 21 200 0.35 0.15 Phụ lục 11. Dữ liệu tại các nút lưới điện 21 nút. Nút S phụ tải Rb Xb DP0 DQ0 1 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 3 150 4.35 10.2 0.6 3 4 300 6.7 15.6 0.9 4.8 5 400 3.7 10.6 1.05 6 6 0 0 0 0 0 7 230 6.7 15.6 0.75 3.75 8 140 4.35 10.2 0.6 3 9 150 4.35 10.2 0.6 3 10 0 0 0 0 0 11 230 6.7 15.6 0.75 3.75 12 400 3.7 10.6 1.05 6 13 400 3.7 10.6 1.05 6 14 240 6.7 15.6 0.75 3.75 15 230 6.7 15.6 0.75 3.75 16 0 0 0 0 0 17 140 4.35 10.2 0.6 3 18 160 4.35 10.2 0.6 3 19 450 6.7 15.6 1.8 7.84 20 230 6.7 15.6 0.75 3.75 21 230 6.7 15.6 0.75 3.75 Các phụ tải có cùng hệ số công suất cosφ=0,7. MBA có cùng tỷ số biến 15/0,4KV. Phụ lục 12. Kết quả PBCS lưới 21 nút. PHÂN BỐ CÔNG SUẤT Tổng công suất phát: P phát: 2908.601 KW Q phát: 3057.731 KVAr Tổng CS tiêu thụ: P tải: 2908.601 KW Q tải: 3057.731 KVAr Sai số tính toán: S sai số: 0.000152 KVA Tổn thất công suất: DP đường dây: 10.93383 KW DP tải máy biến áp: 28.31756 KW DP không tải MBA: 13.35 KW DP tổng: 52.60139 KW DQ đường dây: 5.684782 KVAr DQ tải máy biến áp: 70.2032 KVAr DQ không tải MBA: 68.14 KVAr DQ tổng: 144.028 KVAr ĐIỆN ÁP NÚT - ĐIỆN ÁP PHỤ TẢI - CÔNG SUẤT PHỤ TẢI NÚT U nút (KV) U tải (KV) S(KVA) cos phi 1 15 0.4 0 0 2 14.99511 0.39987 0 0 3 14.99172 0.399776 150 0.7 4 14.98614 0.399622 300 0.7 5 14.9843 0.399574 400 0.7 6 14.97574 0.399353 0 0 7 14.97467 0.399318 230 0.7 8 14.97424 0.39931 140 0.7 9 14.97059 0.399213 150 0.7 10 14.9565 0.39884 0 0 11 14.95322 0.398746 230 0.7 12 14.94762 0.398596 400 0.7 13 14.94647 0.398565 400 0.7 14 14.95418 0.398771 240 0.7 NÚT U nút (KV) U tải (KV) S(KVA) cos phi 15 14.94878 0.398634 0 0 16 14.94735 0.398593 140 0.7 17 14.94654 0.398571 160 0.7 18 14.94436 0.398503 450 0.7 19 14.94214 0.39845 230 0.7 20 14.94103 0.398421 230 0.7 MỤC LỤC A. MỞ ĐẦU 1 1. Giới thiệu chung 2 2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu 3 3. Kết cấu đề tài 3 B. NỘI DUNG 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN MATLAB 5 1.1. Giao diện của chương trình 6 1.2. Các phép toán – tên biến – các hàm cơ bản 7 1.2.1. Các phép toán 7 1.2.2. Cách đặt tên biến 7 1.2.3. Điều khiển vào ra 8 1.2.4. Một số hàm toán học cơ bản 8 1.3. Số phức trong Matlab 8 1.3.1. Nhập số phức 8 1.3.2. Các phép toán cơ bản với số phức 8 1.4. Ma trận và ứng dụng 9 1.4.1. Ma trận 9 1.4.2. Các phép toán với ma trận trong Matlab 10 1.4.3. Ứng dụng ma trận vào giải hệ phương trình 10 1.5. Cấu trúc điều kiện 13 1.5.1. Cấu trúc if - end 13 1.5.2. Cấu trúc if - elseif - else - end 14 1.6. Cấu trúc lặp 15 1.6.1. Cấu trúc for - end 15 1.6.2. Cấu trúc while - end 16 1.6.3. Cấu trúc switch case 17 1.7. Đồ họa 2D trong Matlab 17 1.7.1. Lệnh vẽ 17 1.7.2. Đặt tả kiểu đường vẽ 17 1.7.3. Đặt tả kích thước, màu của đường vẽ, điểm 18 1.7.4. Thêm đường vẽ vào đồ thị 18 1.7.5. Đặt tả các thông số trục 18 1.8. Giao diện đồ họa GUIDE trong MATLAB 19 1.9. Liên kết giữa MATLAB và MICROSORT EXCEl 22 1.9.1. Các tiện ích của liên kết 23 1.9.2. Chuyển dữ liệu từ Excel sang Matlab 23 1.9.3. Chuyển dữ liệu từ Matlab sang Excel 25 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI 27 2.1. Mô hình nút của lưới điện 28 2.2. Các phương pháp giải tích lưới điện 33 2.2.1. Phương pháp lặp GAUSS - SEIDEL (GS) 33 2.2.1.1. Giải ph.trình bằng phương pháp lặp GS 33 2.2.1.2. Giải hệ ph.trình bằng phương pháp lặp GS 34 2.2.1.3. Áp dụng GS vào giải tích lưới điện 35 2.2.1.4. Mô hình chương trình hóa ph.pháp GS giải tích lưới điện 39 2.2.2. Phương pháp lặp NEWTON-RAPSHON (NR) 40 2.2.1.1. Giải ph.trình bằng phương pháp lặp NR 40 2.2.1.2. Giải hệ ph.trình bằng phương pháp lặp NR 41 2.2.1.3. Áp dụng NR vào giải tích lưới điện 43 2.2.1.4. Mô hình chương trình hóa ph.pháp NR giải tích lưới điện 47 CHƯƠNG 3. VIẾT CHƯƠNG TRÌNH MATLAB TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP CHO MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI 48 3.1. Giới thiệu khái quát về chương trình 49 3.2. Chương trình con tính phân bố công suất và điện áp cho mạng điện phân phối viết theo phương pháp GS 54 3.2.1. Giới thiệu khái quát về chương trình con viết theo phương pháp GS 54 3.2.2. Các chương trình con trong chương trình tính phân bố công suất và điện áp viết theo phương pháp GS 55 3.2.2.1. Chương trình con tạo ma trận Ybus 55 3.2.2.2. Chương trình con tính điện áp các nút tải 56 3.2.2.3. Chương trình con tính CSPK và điện áp nút PV 57 3.3. Chương trình con tính phân bố công suất và điện áp cho mạng điện phân phối viết theo phương pháp NR 58 3.3.1. Giới thiệu khái quát về chương trình con viết theo phương pháp NR 58 3.3.2. Các chương trình con trong chương trình tính phân bố công suất và điện áp viết theo phương pháp NR 59 3.3.2.1. Chương trình con xác nhận dấu của công suất tại các nút PQ và các nút PV 59 3.3.2.2. Chương trình con tính độ lệch công suất 60 3.3.2.3. Chương trình con thành lập ma trận Jacobi 61 3.4. Chương trình con chứa giao diện điều khiển 67 3.5. Xuất kết quả tính toán PBCS và điện áp từ MATLAB sang EXCEL 67 3.6. Sử dụng chương trình tính phân bố công suất và điện áp cho mạng điện phân phối có 21 nút 69 3.7. Đặc điểm phương pháp và áp dụng cho bài toán giải tích lưới điện 73 CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH ĐỂ TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP CHO MẠNG ĐIỆN THỰC TẾ 74 4.1. Tổng quan về mạng điện tính toán 75 4.2. Nhận xét kết quả tính toán 76 4.3. Nhận xét phương pháp tính toán 77 C. KẾT LUẬN 79 Tài liệu tham khảo 82 Phụ lục 83
File đính kèm:
- Giải tích mạng bằng Matlab.doc