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Power Systems

电力潮流计算(高斯-赛德尔法)

使用高斯-赛德尔迭代法计算三节点电力系统潮流,实时求解母线电压、相角、线路功率流及系统损耗(标幺值)。

系统参数
基准MVA100 MVA
收敛判据 ε0.001 pu
线路阻抗 (pu)
母线数据
母线1:平衡节点 |V|=1.05∠0°
母线2:PV节点(发电机)
母线3:PQ节点(负荷)
母线1电压 [pu∠°]
母线2电压 [pu∠°]
母线3电压 [pu∠°]
系统损耗 [MW]
迭代次数
收敛状态
线路1→2 P [MW]
线路1→3 P [MW]

高斯-赛德尔潮流计算公式

基于节点导纳矩阵逐节点迭代更新电压:

$$V_i^{(k+1)} = \frac{1}{Y_{ii}}\left[\frac{P_i - jQ_i}{(V_i^{(k)})^*} - \sum_{j \neq i} Y_{ij} V_j\right]$$

收敛判据:$\max_i |V_i^{(k+1)} - V_i^{(k)}| < \varepsilon$

线路功率流:$S_{ij} = V_i \cdot I_{ij}^* = V_i(V_i - V_j)^* y_{ij}^*$

工程应用: 电力系统分析软件(PSS/E、PowerFactory)的核心算法基础。应用于智能电网规划、分布式电源并网可行性分析及变压器分接头优化。大型系统常用牛顿-拉夫逊法或快速解耦法以提高收敛速度。