Эта система линейна относительно поправок
.Матрица Якоби не должна быть вырожденной, тогда решая полученную систему (линейную) любым способом, находим первое приближение переменных:
Каждый шаг итерационного процесса состоит из решения линейной системы:
и определения следующего приближения неизвестных:
Контроль сходимости осуществляется по вектору невязок:
Уравнение узловых напряжений в форме баланса мощностей для
-го узла можно записать в следующем виде:Слагаемое
внесено в сумму, балансирующему узлу присвоен номер .Выделим в уравнении действительные и мнимые части:
где
, – соответственно небалансы активных и реактивных мощностей в узле ; , – вектор-столбцы действительных и мнимых составляющих напряжений.В расчетах на ЭВМ обычно в качестве неизвестных используются модули и фазы напряжений узлов
и .Уравнение баланса мощностей для
-го узла при переменных и :где
Уравнение в форме баланса мощностей:
С учетом реальных условий в электрических системах можно пренебречь недиагональным элементами матрицы Якоби, т.е.
Метод Ньютона очень быстро сходится и имеет высокую надежность.
Результаты решения нелинейных уравнений узловых напряжений в форме баланса мощностей в полярной системе координат в среде MathCAD методом Ньютона, а так же сама программа расчета, приведены в Приложении.
В курсовой работе была рассмотрена сложная электрическая система. Подробно рассмотрено составление схемы замещения электрической системы и расчет матрицы узловых проводимостей. Приводятся основные методы решения нелинейных уравнений установившегося режима работы электрической системы. Разработана программа в среде MathCAD для решения нелинейных систем методам Ньютона и Зейделя. Предпочтение отдается методу Ньютона из-за высокой надежности и быстрой сходимости.
1. «Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей». Под ред. Я.М. Большама, В.И. Круповича, М.Л. Самовера; М.: «Энергия», 1974г.
2. «Справочник по электроснабжению промышленных предприятий». Под ред. А.А. Федорова, Г.В. Сербиновского. М.: «Энергия», 1973г.
3. «Электрические системы и сети». Под ред. Л.Н. Баптиданова. Л.: «Госэнергоиздат», 1963г.
4. Конспекты лекций по «Математическим задачам в энергетике».
Метод Зейделя
Метод Ньютона.