1. 研究目的与意义
电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种重要的计算，它根据给定的运行条件和网络结构确定整个电力系统的运行状态，如各母线上的电压、网络中的功率以及功率损耗等。
随着电力系统的发展和不断扩大，计算机在电力系统潮流计算中得到充分的利用。而MATLAB的应用，以其强大的矩阵处理功能给电力系统的分析计算带来极大地方便。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。在电力系统规划设计和电网运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来判断供电方案或运行方式的可行性，可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。随着电力工业的发展，电力系统越来越复杂，应用计算机算法计算潮流使得潮流计算更加快速准确。
2. 课题关键问题和重难点
潮流计算的本质是求解节点功率方程，系统的节点功率方程是节点电压方程乘以节点电压构成的。节点功率方程是一组高维的非线性代数方程，需要借助数字迭代的计算方法来完成。学习理解潮流计算的基本概念与原理，解决潮流计算的本质问题是本设计的关键之处。此外，寻找一种较为普遍并且实用的调整控制潮流的方法也是此次课题的一个关键问题。简单辐射型网络和环形网络的潮流估算是以单支路的潮流计算为基础的。但是随着电力工业的发展，电力系统越来越复杂，而复杂的电力系统网络潮流计算必须借助电子计算机。设计的难点在于按照给定的系统利用牛顿-拉夫逊法的原理尽量选择最佳解决方法，找到计算公式的规律性，编写出尽可能简单便捷的程序来计算。
3. 国内外研究现状（文献综述）
潮流计算是在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。以计算机为工具的电力系统稳态潮流计算要求主要有：算法的可靠性和收敛性；计算速度和内存占用量；计算的方便性和灵活性等计算方法有很多，经典的有牛顿-拉夫逊法和p-q分解法[1]。
在用数字计算机求解电力系统潮流问题的开始阶段，人们普遍采用以节点导纳矩阵为基础的高斯-赛德尔迭代法。这个方法的原理比较简单，要求的数字计算机的内存量也比较小，适应当时的电子数字计算机制作水平和电力系统理论水平。20世纪60年代初，数字计算机已经发展到第二代，计算机的内存和计算速度发生了很大的飞跃，从而为阻抗法的采用创造了条件。阻抗法改善了电力系统潮流计算问题的收敛性，解决了导纳法无法解决的一些系统的潮流计算，在当时获得了广泛的应用，曾为我国电力系统设计、运行和研究做出了很大的贡献。为解决克服阻抗法缺点，采用牛顿-拉夫逊法。牛顿法是数学中求解非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性[9]。
牛顿-拉夫逊法是目前被广泛使用的计算潮流的方法，其突出的优点是收敛速度快，若初值选择较好，算法将具有平方收敛特性，一般迭代4～5次便可以收敛到一个非常精确的解，而且其迭代次数与所计算的网络规模基本无关。其也具有良好的收敛可靠性，对于呈病态的系统，也可可靠地收敛。其实质上就是切线法，是一种逐步线性化的方法[1]。
4. 研究方案
本设计是对一个6节点的系统利用牛顿-拉夫逊法进行潮流分析。
1、利用网络的原始数据以及各节点的给定值形成节点导纳矩阵。
2、编制牛顿-拉夫逊法计算潮流的计算框图和程序。先熟悉掌握牛顿-拉夫逊法的基本原理与数学方法，按步骤画出逻辑框图，按照框图编制程序处理电力系统潮流计算。
5. 工作计划
第1周 论文前期调研，借阅或下载与论文相关的资料，复习电力系统分析潮流计算部分基础知识，复习matlab软件编程，完成英文翻译。
第2周 完成英文翻译word文档，及开题报告初稿。
第3周 完成开题报告word文档。
