Xây dựng chương trình MATLAB tính phân bố công suất và điện áp cho mạng điện phân phối. Chương trình được xây dựng với mục tiêu chính: hướng đến khả năng ứng dụng trong tính toán thực tế. Quá trình thực hiện chương trình chú trọng các vấn đề sau: 1. Có thể thực hiện tính toán cho mạng điện phân phối có n nút. 2. Đơn giản hóa khâu nhập dữ liệu, rút ngắn các bước tính tay để giảm thiểu sai số, kết quả tính toán đảm bảo yêu cầu chính xác. 3. Dễ dàng sử dụng. 4. Có thể trình bày kết quả tính toán trên các phần mềm khác như MICROSOFT EXCEL, qua đó làm tăng tính tiện ích.
GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB MỞ ĐẦU GVHD: Th.S Nguyễn Văn SVTH: Huỳnh Quang GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB A MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG Việc xác định thông số chế độ mạng điện phân phối dịng, áp, cơng suất có ý nghĩa công tác thiết kế, vận hành, điều khiển mạng điện Tính tốn trào lưu cơng suất tìm tổn thất cơng suất nhánh rẽ tồn mạng, từ xác định tổn thất điện năng, làm sở để đánh giá tiêu kinh tế - kỹ thuật Tính tốn trào lưu cơng suất cịn xác định khả đáp ứng cơng suất nguồn cho phụ tải, khả tải máy biến áp trung gian lưới truyền tải Từ có phương án cung cấp điện, vận hành thích hợp Tính tốn phân bố điện áp nút mạng điện phân phối, xác định tổn thất điện áp nhánh điện áp nút tải Kết tính tốn nhằm phục vụ công tác quy hoạch, thiết kế vận hành mạng điện .Trong quy hoạch, thiết kế, tổn thất điện áp dùng để lựa chọn kiểm tra dây dẫn .Trong vận hành tổn thất điện áp dùng để tính tốn điều chỉnh điện áp Ngồi ra, tính tốn trào lưu cơng suất cịn xác định phân bố dịng điện nhánh Dịng điện nhánh thơng số quan trọng, dùng để kiểm tra dây dẫn thiết bị theo điều kiện phát nóng GVHD: Th.S Nguyễn Văn SVTH: Huỳnh Quang GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Xây dựng chương trình MATLAB tính phân bố công suất điện áp cho mạng điện phân phối Chương trình xây dựng với mục tiêu chính: hướng đến khả ứng dụng tính tốn thực tế Quá trình thực chương trình trọng vấn đề sau: Có thể thực tính tốn cho mạng điện phân phối có n nút Đơn giản hóa khâu nhập liệu, rút ngắn bước tính tay để giảm thiểu sai số, kết tính tốn đảm bảo yêu cầu xác Dễ dàng sử dụng Có thể trình bày kết tính tốn phần mềm khác MICROSOFT EXCEL, qua làm tăng tính tiện ích Trong q trình thực hiện, em khảo sát hai phương pháp lặp Gauss – Seidel Newton – Rapshon áp dụng giải tích hệ thống điện, đưa mơ hình hóa viết chương trình ứng dụng theo hai phương pháp Trên sở thực chương trình xác định phương pháp tính tốn phù hợp cho mạng điện phân phối KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI Tổng quan MATLAB Phương pháp tính tốn phân bố cơng suất điện áp cho mạng điện phân phối Viết chương trình MATLAB để phân bố công suất điện áp cho mạng điện phân phối Ứng dụng chương trình để tính phân bố cơng suất điện áp cho mạng điện thực tế GVHD: Th.S Nguyễn Văn SVTH: Huỳnh Quang GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB NỘI DUNG GVHD: Th.S Nguyễn Văn SVTH: Huỳnh Quang GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB CHƯƠNG TỔNG QUAN MATLAB GVHD: Th.S Nguyễn Văn SVTH: Huỳnh Quang GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB CHƯƠNG TỔNG QUAN MATLAB Matlab (Matrix laboratory) chương trình lập trình ứng dụng sử dụng nhiều lĩnh vực điện, điện tử, điều khiển tự động…Matlab giải nhiều toán đặt biệt toán ma trận 1.1 GIAO DIỆN CỦA CHƯƠNG TRÌNH Các cửa sổ làm việc Matlab gồm có: Help – Demo Mfile Cửa sổ Current Directory Cửa sổ Command Windown Cửa sổ Command History Hình 1.1 Các cửa sổ làm việc Matlab Command windown: cửa sổ để nhập lệnh liệu, đồng thời nơi xuất kết tính tốn Command history: cửa sổ lưu trữ lệnh thực thi với thời gian sử dụng Current directory: cho biết thư mục lưu trữ GVHD: Th.S Nguyễn Văn SVTH: Huỳnh Quang GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Help (demo): trợ giúp thông tin phần mềm Mfile: cửa sổ để viết lệnh lập trình, có phần mở rộng file.m Hình 1.2 Cửa sổ Mfile 1.2 CÁC PHÉP TOÁN – TÊN BIẾN – CÁC HÀM CƠ BẢN 1.2.1.Các phép toán Các phép toán đại số: +, -, *,^, /, \ (chia trái), ' phép chuyển vị ma trận hay liên hợp phức Các toán tử quan hệ: =, == (bằng) , =~ (khác) Các toán tử logic: & (and), | (or), ~ (not) Các hằng: pi, j, inf (vô cùng), NaN (không xác định) 1.2.2 Cách đặt tên biến Matlab có quy định tên biến: tên biến phải bắt đầu chữ khơng chứa kí tự đặt biệt @, %, /,…Ngồi Matlab cịn phân biệt chữ hoa với chữ thường GVHD: Th.S Nguyễn Văn SVTH: Huỳnh Quang GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.2.3 Điều khiển vào Các lệnh sau dùng để đưa số liệu vào ra: Nhập liệu : input (cú pháp: tên biến = input(‘chuổi hiển thị’)) Hiển thị nội dung mảng hay chuổi : disp (cú pháp disp(tên biến tên chuổi cần hiển thị) Điều khiển xuất kết tính toán : format Lưu liệu : save (cú pháp: save ‘tên file’ ‘tên biến’ ‘kiểu định dạng’) 1.2.4 Một số hàm toán học Hàm bậc hai x :sqrt(x) Hàm sin x :sin(x) Hàm cos x :cos(x) Hàm chuyển từ chuổi sang số : str2num(x) Hàm chuyển từ số sang chuổi : num2str(x) Trong hàm lượng giác biến x có đơn vị radian x có đơn vị độ ta phải đổi sang radian 1.3 SỐ PHỨC TRONG MATLAB 1.3.1 Nhập số phức Để nhập số phức z=3+j4 ta nhập từ sổ Command Windown từ Mfile: Nhập dạng đại số: >> z=3+j*4 Nhập dạng cực: >> z=5*exp(j*45*pi/180) 1.3.2 Các phép toán với số phức Lấy môđun số phức z :abs(z) Lấy acgumen số phức z :angle(z) GVHD: Th.S Nguyễn Văn SVTH: Huỳnh Quang GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Lấy phần thực số phức z :real(z) Lấy phần ảo số phức z :imag(z) Số phức liên hợp :conj(z) Các phép toán khác +, -, *, / giống số thực 1.4 MA TRẬN VÀ ỨNG DỤNG 1.4.1 Ma trận Ma trận mảng số liệu gồm có m hàng n cột: a11 a12 a 21 A a m1 a1n a22 a2n a mn a m2 Có cách nhập ma trận: Nhập ma trận từ bàn phím (liệt kê) Nhập từ file liệu Tạo ma trận từ hàm có sẵn, hàm tự tạo Nhập ma trận A theo kiểu liệt kê: >> A=[1 4; 9]; Nhập ma trận nhờ hàm tự tạo: >>A=zeros(m,n) (ma trận A gồm toàn phần tử 0, có m hàng n cột) >>A=ones(m,n) (ma trận A gồm toàn phần tử 1) Địa mảng: Để truy xuất đến phần tử nằm hàng i cột j ma trận A ta dùng lệnh: >>A(i,j) >>A(:,i) (Truy xuất tất phần tử cột i) >>A(i,:) (Truy xuất tất phần tử hàng i) GVHD: Th.S Nguyễn Văn SVTH: Huỳnh Quang GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.4.2 Các phép toán với ma trận Matlab Phép cộng trừ hai ma trận: >>X=A+B (X=A-B) Các ma trận A, B phải kích thước Phép nhân hai ma trận: >>X=A*B Số cột A phải với số hàng B Nhân theo mảng: >>X=A.*B Khi nhân theo mảng A, B phải kích thước Với phép nhân phần tử hai ma trận nhân tương ứng với Phép chia ma trận: Nếu X*B=A X=A/B Nếu A*X=B X=A\B (phép chia trái) Chia theo mảng: >>X=A./B Phép lũy thừa ma trận: >>X=A^p (p số nguyên dương) Ma trận X có cách nhân ma trận A với p lần >>X=A.^B Phép nghịch đảo ma trận: >>X=inv(A) 1.4.3 Ứng dụng ma trận vào giải hệ phương trình Nghiệm hệ phương trình tuyến tính xác định thơng qua phép tốn ma trận Xét hệ: a11 x1 a12 x2 a1n xn b1 21a x1 a22 a2n b2 x2 xn a n1 x1 a n2 x a nn xn bn GVHD: Th.S Nguyễn Văn 10 (1.1) SVTH: Huỳnh Quang