考虑到潮流计算对电力系统是否能够正常运行具有如此重要的意义，而且经济发展对电力系统的需求不断复杂，这就要求我们对计算要做到快速、灵活、准确。随着计算机的发展，对潮流的计算相继出炉，但是相比于其他一些高级语言，MATLAB是专门用于矩阵运算的运算符，矢的矩阵就像列出的算式执行标量一样简单。而且MATLAB拥有600多个工程数学运算函数，在具体编程时几条语句就可以代替十行C语言或者Fortran语句程序语句的功能，使工程量大大减少。所以关于电力系统的潮流计算，MATLAB则成为首选[4]。

1.3  国内外研究现状

近年来，有关潮流计算的研究主要是围绕牛顿法和P-Q分解法进行。显然，就目前而言潮流计算的方法成熟已经相对比较成熟，而且在社会生活中得到广泛的利用。但是，随着人类对电力系统的需求不断趋向复杂化，电力系统规模也在随着不断扩大，对计算运行的速度要求不断提高，潮流阶数也会越来越高，对于这种趋势下的规模而形成的方程采用数学方法并不能保证都能得出正确的答案。因此，为了使计算结果能够正确的反应各种复杂系统的运行状态，研究人员对系统的潮流计算不断求新。

  经过大概三十年不断的发展，潮流计算的算法已经趋于成熟，但是由于电力系统的发展趋势于大规模、非线性、多元件、以及计算复杂程度极具增加，所以仍存在着许多问题尚未待解。潮流计算中常出现多解现象以及它在重负荷的情况下，临近多根与电压不稳定问题的关联。当前无论在实践上还是理论上，都存在许多问题待解决，尤其是对社会工业中一些大规模并且非线性的系统怎样才能够简洁快速的求解。

  最近几年，关于研究潮流算法的主要问题是怎样改善并提高经典的潮流算法。牛顿拉夫逊法，其本质是将非线性的潮流方程逐步线性化，即使修正方程组成线性方程，进一步提高算法的收敛性和计算速度。于是产生了二阶潮流算法。后来又提出利用二次方程代数的特点，提出了采用直角坐标的保留非线性快速潮流算法。[5]

1.4  本文工作源/自:优尔:;论-文'网www.youerw.com

1.简述电力系统潮流计算的背景、意义及国内外研究的现状。

2.介绍电力系统的模型，涉及输电线路、变压器、发电机、无功补偿设备。

3.简述潮流计算中牛顿—拉夫逊（Newton—Raphson)法的基本原理及算法。

4.使用MATLAB语言，建立电力系统的数学模型，编写牛顿—拉夫逊法任意节点系统潮流计算的程序。

5.对4个节点的电力系统进行仿真计算 。

2  电力系统的基本元件及等效电路

2.1  电力线路及等效电路

2.1.1  电力线路

主要可以划分为架空线路和电缆线路两大类。架空线路是利用导线连接杆塔的一种露天架设，而电缆线路通常都是埋在地下的电缆沟或者管道中。与电缆线路相比，架空线路造价费用要低很多，而且方便架设以及维护检修。但是架空线路长期暴露在大自然中，会遭受到各种气象条件的侵蚀、化学气体的腐蚀和外力的破坏，很容易出现故障。电力电缆建设费用明显高于架空线路，但是占地面积少、受气象变化影响小、传输性能比较稳定等特点。

    架空线路的主要组成元件为导线、避雷线（或称架空地线）、杆塔、绝缘子和金具。

   电缆线路主要由导线、绝缘层和保护包皮3部分组成。[6]

2.1.2  输电线路的等效电路

    1.一字型等效电路