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湖南工业大学本科毕业设计（论文）
3.3潮流计算的约束条件
电力系统的运行需要一些计算除了在一些数值上受到约束之外我们还要考虑到一定的技术上的需求，当然在经济上的需求也是一个约束潮流计算结果的条件。公认的约束条件，节点电压应该满足：
Uimin?Ui?Uima?i?1,2,?,n? （3-22） x因为电力系统中规定：电气设备必须确保相应的电能质量和供电的可靠性，在电力系统中的所有电气设备必须运行在额定电压的范围之内。故给出的PV节点电压幅值通常都是根据上述条件给定的。因此，该规定并不适用于PV节点，而主要适用于PQ节点的约束条件。
综上，节点的有功功率和节点的无功功率应满足：
?P?PGimax?P ?GiminG1 (3-23)
?QG1?QGimax?QGimin PQ节点的有功功率、PQ节点的无功功率以及PV节点的有功功率，都是按照节点分类的定义就已经给定了相应的数值，当然也就已经满足上文所叙述的条件，因此，这一约束条件主要适用于平衡节点。
节点之间电压的相位差应满足
?ij??i??j＜?i??jmax （3-24）
约束的主要目的就是为了保证系统的稳定运行，因此我们会规定一些输电线路的两端电压相位不能超过某个值。
电力系统的潮流计算可以总结为求解一组非线性方程组，并且让方程组的解满足潮流计算的某些特定的约束条件。在得到了结果之后，我们需要用已知的约束条件来进行检验。若不能满足要求，那么我们就就需要去修改一些变量的给定值，若还是不能满足，那么就需要去修改系统的操作模式然后再进行新一次的计算。
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第四章 牛拉法编程实现
4.1算例说明
在C++程序编制过程中基本算例IEEE-4节点来自于何仰赞老师编著的《电力系统分析下册》例11-5[12]。该基本算例IEEE-4节点系统包括了4 个节点和4条线路支路以及0条对地支路，其发电机为两台[14]。系统结构图如图4.1
图4.1 IEEE-4 节点系统图
4.2算例原始数据（以IEEE-4节点为例）
本程序设计时对于IEEE4 节点系统需要准备的原始数据分为线路参数和功率参数，线路中的参数有线路电阻R 、线路的电抗X 、1/2 对地导纳b / 2、以及变压器的变比。功率参数包括节点电压U 、电压相角δ、节点负荷类型、节点负荷有功、节点负荷无功、发电机有功、发电机无功。线路参数数据文件存储格式为txt，原始输入数据具体格式如下所示。 4.2.1节点数据
基准容量为100MVA，总节点数为4。
表4.1 输入文件节点数据说明
节点编号 节点类型 负荷有功 负荷无功 发电有功 发电无功 电压相角 电压幅值
1 2 3 4
1 1 2 3
30 55 0 0
18 13 0 0
0 0 50 0
0 0 0 0
0 0 0 0
1 1 1.1 1.05
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注：
（1）节点类型(1表示PQ节点；2表示PV节点；3表示平衡节点 （2）负荷有功，负荷无功，发电机有功，发电机无功都是为有名值，其余的数据为标幺值。
（3）在平衡节点的注入有功，对于无功的数值并不重要，可以随意写，并不会不影响计算。
（4）对于PV节点的注入无功数值对于计算的结果并没有影响，可以随意填写。
（5）电压相角的输入值都为零。
（6）对于文件中电压幅值，例如平衡节点或者PV节点，他的数据就是指定电压。而对于PQ节点，它的数值为1。 4.2.2 第二部分：支路数据
总支路数为4
表4.2 输入文件支路数据说明
首节点
1 -3 1 2
末节点
2 1 4 4
支路电阻R
0.1 0 0.12 0.08
支路电抗X
0.4 0.24793388
0.5 0.4
接地电纳B或者变比K 0.03056 1.1 0.0384 002826
注：
（1）对于一个变压器线路，非标准变比所在的一侧节点符号为负，应该把它放在首节点。
（2）对于支路首节、末节的点号可以不用按照大小的顺序来进行输入，输出支路结果的顺序需要按照输入支路的顺序。
（3）变压器线路的最后一列数据应为变压器的非标准变比。
(4)支路的电阻，电抗和接地电纳应为标幺值。
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4.2.3数据文件输入范例
图4.2 IEEE-4 节点数据输入文件
4.3数据结构简介
(1)
class BUS//母线类 { public: };
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int Number;//节点编号
int NodeType;//节点类型(1－pq节点,2－pv节点,3－平衡节点) double LoadP;//负荷有功 double LoadQ;//负荷无功 double GenP;//发电机有功 double GenQ;//发电机无功 double V;//电压幅值
double VoltageAngle;//电压相角 double NodeP;//节点净有功 double NodeQ;//节点净无功 double NodeE;//电压e分量 double NodeF;//电压f分量
BUS():Number(0),NodeType(1),LoadP(0),LoadQ(0),GenP(0),GenQ(0),V(1.}
0),VoltageAngle(0.0),NodeP(0.0),NodeQ(0.0),NodeE(1.0),NodeF(0.0){