为什么我编的电力系统潮流计算C语言PQ分解法不收敛

为什么我编的电力系统潮流计算C语言PQ分解法不收敛,第1张

//PQ 分解法源程序

#include "math.h"

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

#define M 14 //预计支路

#define N 14 //预计节点梁拍数

//

struct linestr //支路信息

{

int i,j //和该支路相连的两个节点

float r,x,g,b //该支路的参数,kb为非标准变比

float pij,qij,pji,qji //支路潮流—计算数据

}line[M]

struct pointstr //节点信息

{

int sign //节点类型,0—平衡节点,1—PQ节点,2—PV节点

float voltage,cta,p,q //节点电压幅值和相位角,节点注入有功、无功

}pointpri[N],pointaft[N] //pointpri用于存放节点的初始数据,pointaft用于存放计算后的节点数据

float G[N][N]={0},B[N][N]={0} //节点导纳阵

//

float B1[N][N]={0},B2[N][N]={0}//修正方程系数矩阵

float detp[N]={0},detct[N]={0},detq[N]={0},detv[N]={0}//依次放修正方程的修正量

float pn[N]={0},ctn[N]={0},qn[N]={0},vn[N]={0} //依次放修正量对应的节点号,即变量对应嫌渣的节点号

int nline,npoint //准确的支路数和节点数

int npq,npv,nbal //PQ节点数、PV节点数、平衡节点数

void creat()

{

int i

npq=0npv=0nbal=0

printf("\n请输入总支路数:")scanf("%d",&nline)

for(i=1i<=nlinei++)

{

printf("请输入%d号支路数据:\n",i)

printf("和该支路相连的节点号i,j(请用逗号隔开):")scanf("%d,%d",&(line[i].i),&(line[i].j))

printf("该支路芹渣悄的电阻和电抗R,X(请用逗号隔开):")scanf("%f,%f",&(line[i].r),&(line[i].x))

printf("该支路的对地电导和电纳G,B(请用逗号隔开):")scanf("%f,%f",&(line[i].g),&(line[i].b))

line[i].pij=0line[i].qij=0line[i].pji=0line[i].qji=0

//形成节点导纳阵

G[line[i].i][line[i].j]=-line[i].r/((line[i].r*line[i].r+line[i].x*line[i].x))

G[line[i].j][line[i].i]=G[line[i].i][line[i].j]

B[line[i].i][line[i].j]=line[i].x/((line[i].r*line[i].r+line[i].x*line[i].x))

B[line[i].j][line[i].i]=B[line[i].i][line[i].j]

G[line[i].i][line[i].i]+=line[i].r/((line[i].r*line[i].r+line[i].x*line[i].x))

G[line[i].i][line[i].i]+=line[i].g

B[line[i].i][line[i].i]+=(-line[i].x)/((line[i].r*line[i].r+line[i].x*line[i].x))

B[line[i].i][line[i].i]+=line[i].b

G[line[i].j][line[i].j]+=line[i].r/(line[i].r*line[i].r+line[i].x*line[i].x)

G[line[i].j][line[i].j]+=line[i].g

B[line[i].j][line[i].j]+=(-line[i].x)/(line[i].r*line[i].r+line[i].x*line[i].x)

B[line[i].j][line[i].j]+=line[i].b

}

printf("\n请输入总节点数:")scanf("%d",&npoint)

for(i=1i<=npointi++)

{

printf("请输入节点%d的数据\n",i)

printf("选择节点类型(1-平衡节点,2-PQ节点,3-PV节点):")

scanf("%d",&(pointpri[i].sign))

if(pointpri[i].sign==1)

{

printf("请输入该节点的电压幅值和相位角(用逗号隔开):")

scanf("%f,%f",&(pointpri[i].voltage),&(pointpri[i].cta))

pointpri[i].p=0pointpri[i].q=0

nbal++

}

else if(pointpri[i].sign==2)

{

printf("请输入该节点的注入有功和无功(用逗号隔开):")

scanf("%f,%f",&(pointpri[i].p),&(pointpri[i].q))

pointpri[i].voltage=1pointpri[i].cta=0

npq++

}

else if(pointpri[i].sign==3)

{

printf("请输入该节点的有功注入和电压幅值(用逗号隔开):")

scanf("%f,%f",&(pointpri[i].p),&(pointpri[i].voltage))

pointpri[i].q=0pointpri[i].cta=0

npv++

}

else

{

printf("选择无效,请重新输入\n")

i--

}

if(nbal>1)

{

printf("出现多个平衡节点,请重新输入\n")

i--nbal--

}

}

}

void view()

{

int i,j

for(i=1i<=npointi++)

{

for(j=1j<=npointj++)

printf("%f+j%f ,",G[i][j],B[i][j])

printf("\n")

}

for(i=1i<=npointi++)

{

printf("节点%d参数:",i)

if(pointpri[i].sign==1)printf("平衡节点 v=%f,theta=%f\n",pointpri[i].voltage,pointpri[i].cta)

else if(pointpri[i].sign==2)printf("PQ节点 P=%f,Q=%f\n",pointpri[i].p,pointpri[i].q)

else printf("PV节点 P=%f,v=%f\n",pointpri[i].p,pointpri[i].voltage)

}

}

void modify()

{

}

void run()

{

int i,j,k,m,n

float E,e//E为题目所要求的迭代精度,由键盘输入,e为每一步迭代的实际计算精度,用以和E比较

int numPQ[N]//PQ节点号

int numPV[N]//PV节点号

int numBAL //平衡节点号

int np_th[N],nq_v[N]//迭代方程中的有功-电压相位角方程、无功-电压幅值方程分别对应的节点号

float B1_fac[N][N]={0},B2_fac[N][N]={0},a

j=1k=1m=1n=1

for(i=1i<=npointi++){B1_fac[i][i]=1B2_fac[i][i]=1}

for(i=1i<=npointi++)

{//将数据存入一个新的结构体数组,保证在迭代过程中即使数据有改变,仍能保留住原始数据

pointaft[i].sign=pointpri[i].sign

pointaft[i].voltage=pointpri[i].voltage

pointaft[i].cta=pointpri[i].cta

pointaft[i].p=pointpri[i].p

pointaft[i].q=pointpri[i].q

//统计PV节点和PQ节点序号,并存入临时数组

if(pointpri[i].sign==1)numBAL=i

else if(pointpri[i].sign==2){numPQ[j++]=inp_th[m++]=inq_v[n++]=i}

else {numPV[k++]=inp_th[m++]=i}

}

//形成有功-相位角的迭代方程系数矩阵B1

for(i=1i<=npoint-1i++)

for(j=1j<=npoint-1j++)

B1[i][j]=B[np_th[i]][np_th[j]]

//形成因子表

for(k=1k<=npoint-1k++)

for(i=k+1i<=npoint-1i++)

{ a=B1[i][k]

for(j=1j<=npoint-1j++)

{

B1[i][j]-=a*B1[k][j]/B1[k][k]

B1_fac[i][j]-=a*B1_fac[k][j]/B1[k][k]

}

}

//形成无功-电压幅值的迭代方程的系数矩阵B2

for(i=1i<=npqi++)

for(j=1j<=npqj++)

B2[i][j]=B[nq_v[i]][nq_v[j]]

//形成因子表

for(k=1k<=npqk++)

for(i=k+1i<=npqi++)

{ a=B2[i][k]

for(j=1j<=npqj++)

{

B2[i][j]-=a*B2[k][j]/B2[k][k]

B2_fac[i][j]-=a*B2_fac[k][j]/B2[k][k]

}

}

printf("请输入迭代精度:")scanf("%f",&E)

k=-1

do

{

e=0

k++

//有功迭代

//首先计算有功不平衡量

for(i=1i<=npoint-1i++)

{

detp[i]=pointaft[np_th[i]].p/pointaft[np_th[i]].voltage

for(j=1j<=npointj++)

detp[i]-=pointaft[j].voltage*(G[np_th[i]][j]*cos(pointaft[np_th[i]].cta-pointaft[j].cta)+B[np_th[i]][j]*sin(pointaft[np_th[i]].cta-pointaft[j].cta))

printf("%f,",detp[i])

}

for(i=1i<=npoint-1i++)

{

detct[i]=0

for(j=1j<=npoint-1j++)

detct[i]+=B1_fac[i][j]*detp[j]

}

for(i=npoint-1i>=1i--)

{

for(j=npoint-1j>ij--)

detct[i]-=B1[i][j]*detct[j]

detct[i]/=B1[i][i]

}

for(i=1i<=npoint-1i++)detct[i]/=(-pointaft[np_th[i]].voltage)//求出相位角的修正量

for(i=1i<=npoint-1i++){pointaft[np_th[i]].cta+=detct[i]e+=detct[i]*detct[i]}//修正角度,并计算精度

printf("第%d次迭代后的相位角:",k)

for(i=1i<=npointi++)printf("%f,",pointaft[i].cta)

printf("\n")

//无功迭代

//首先计算无功不平衡量

for(i=1i<=npqi++)

{

detq[i]=pointaft[nq_v[i]].q/pointaft[nq_v[i]].voltage

for(j=1j<=npointj++)

detq[i]-=pointaft[j].voltage*(G[nq_v[i]][j]*sin(pointaft[nq_v[i]].cta-pointaft[j].cta)-B[nq_v[i]][j]*cos(pointaft[nq_v[i]].cta-pointaft[j].cta))

printf("%f,",detq[i])

}

for(i=1i<=npqi++)

{

detv[i]=0

for(j=1j<=npqj++)

detv[i]+=B2_fac[i][j]*detq[j]

}

for(i=npqi>=1i--)

{

for(j=npqj>ij--)

detv[i]-=B2[i][j]*detv[j]

detv[i]/=B2[i][i]

}

for(i=1i<=npqi++)detv[i]/=(-1)//求出电压的修正量

for(i=1i<=npqi++){pointaft[nq_v[i]].voltage+=detv[i]e+=detv[i]*detv[i]}//修正电压

printf("第%d次迭代后的电压幅值为:",k)

for(i=1i<=npointi++)printf("%f,",pointaft[i].voltage)

printf("\n")

}while(e>E&&k<100)

//输出结果

printf("在满足精度E=%f的情况下,计算结果为:",E)

for(i=1i<=npointi++)

printf("v%d=%f,cta%d=%f\n",i,pointaft[i].voltage,i,pointaft[i].cta)

//计算平衡节点注入功率

pointaft[numBAL].p=0pointaft[numBAL].q=0

for(i=1i<=npointi++)

{

pointaft[numBAL].p+=pointaft[i].voltage*(G[numBAL][i]*cos(pointaft[numBAL].cta-pointaft[i].cta)+B[numBAL][i]*sin(pointaft[numBAL].cta-pointaft[i].cta))

pointaft[numBAL].q+=pointaft[i].voltage*(G[numBAL][i]*sin(pointaft[numBAL].cta-pointaft[i].cta)-B[numBAL][i]*cos(pointaft[numBAL].cta-pointaft[i].cta))

}

pointaft[numBAL].p*=pointaft[numBAL].voltage

pointaft[numBAL].q*=pointaft[numBAL].voltage

printf("平衡节点注入功率为:%f+j%f\n",pointaft[numBAL].p,pointaft[numBAL].q)

//计算各支路潮流

for(k=1k<=nlinek++)

{

float aa,bb,cc

i=line[k].ij=line[k].j

aa=pointaft[i].voltage*cos(pointaft[i].cta)-pointaft[j].voltage*cos(pointaft[j].cta)

bb=pointaft[i].voltage*sin(pointaft[i].cta)-pointaft[j].voltage*sin(pointaft[j].cta)

cc=line[k].r*line[k].r+line[k].x*line[k].x

line[k].pij=(line[k].r*(pointaft[i].voltage*cos(pointaft[i].cta)*aa+pointaft[i].voltage*sin(pointaft[i].cta*bb))-line[k].x*(pointaft[i].voltage*sin(pointaft[i].cta*aa-pointaft[i].voltage*cos(pointaft[i].cta)*bb)))/cc

line[k].qij=(line[k].x*(pointaft[i].voltage*cos(pointaft[i].cta)*aa+pointaft[i].voltage*sin(pointaft[i].cta*bb))+line[k].r*(pointaft[i].voltage*sin(pointaft[i].cta*aa-pointaft[i].voltage*cos(pointaft[i].cta)*bb)))/cc

line[k].pji=(line[k].r*(pointaft[j].voltage*cos(pointaft[j].cta)*(-aa)+pointaft[j].voltage*sin(pointaft[j].cta*(-bb)))-line[k].x*(pointaft[j].voltage*sin(pointaft[j].cta*(-aa)-pointaft[j].voltage*cos(pointaft[j].cta)*(-bb))))/cc

line[k].qji=(line[k].x*(pointaft[j].voltage*cos(pointaft[j].cta)*(-aa)+pointaft[j].voltage*sin(pointaft[j].cta*(-bb)))+line[k].r*(pointaft[j].voltage*sin(pointaft[j].cta*(-aa)-pointaft[j].voltage*cos(pointaft[j].cta)*(-bb))))/cc

printf("由节点%d流向节点%d的功率为:%f+j%f\n",i,j,line[k].pij,line[k].qij)

printf("由节点%d流向节点%d的功率为:%f+j%f\n",j,i,line[k].pji,line[k].qji)

}

}

main ()

{

int a

printf("\n")

printf("***************电力系统潮流计算**************\n")

printf("\n")

printf(" 设计者: 李 冰 设计:2014 年 5 月\n")

printf("\n")

printf("\n")

printf(" 注:各参数用标么值表示,角度均以弧度制表示\n")

printf("\n")

printf("\n")

do

{

printf("请选择:1-建立电网2-查看数据3-修改数据4-运行计算0-退出程序:")//由键盘输入选项

scanf("%d",&a)

if (a==0) //如果选中0,就表示退出程序

{

exit(0)

}

else if (a==1) //如果选中1,就跳去执行建立电网,即creat处

{

creat()

}

else if (a==2) //如果选中2,就跳去执行查看数据,即view处

{

view()

}

else if (a==3) //如果选中1,就跳去执行修改数据,即modify处

{

modify()

}

else if (a==4) //如果选中1,就跳去执行运行计算,即run处

{

run()

}

else //如果以上都不是,则表示无效输入,重新要求输入选择

{

printf("\n无效输入,请重新选择\n")

}

}while(1)

}

不知道能不能帮到你

首先要清楚常规潮流计算和最优潮流的不同,尤其是计算过程。

常规潮流计算是给定PV,PQ和平衡节点相应的已知条件,根据网络拓扑计算线路功率和网损等运行指标,所给定的条件不一定使电网的运行达到最优水平;并且在电力市场环境下这些条件是未知的。因此需要寻找最优的已知条件,使调度运行成本、安全性、稳定性等最优,即成为最优潮流。在寻找最优运行条件神肢的过程就需要到如遗传算法等智能算法搜索或者数值方法如内点法等。

遗传算法与潮流计算的结合就是用遗传算法搜索最优运行条件。

现假定网损是判定最优与否的原则,即网损越小越优,同时定义遗传算法的适应度为一大数减去网损(即f=C-PL)将最小化问题转化为最大化问题;待求运行条件的个数为m;遗游唤世传算法的种群数为n。

由以上分析不难知道,最优潮流计算过程需要反复调用常规潮流计算,这也是计算耗时的原因。

若将遗传算法的收敛判据设定为相邻两代的最大适应度值趋于稳定,则结合过程如下:

(1)初始化:用遗传算法产生初始种群(n行m列),初始最优适应度为0。转(2)

(2)计算适应度:将产生的种群(已知条件)分别代入常规潮流程序,计算每个个体下的网损,从而得到每个个体相应的适应度值,保存最优适应度值。判定最优适应值变化情况,若|f2-f1|<ε(ε为一很小的正数),迭代终止,输出最优个体,否则转(3)。

(3)进行遗传算子的 *** 作:调用遗传算法的选择、交叉和变异 *** 作,从而链侍得到新的种群。转(2)

根据以上三个基本步即可实现遗传算法与潮流计算的结合。


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