牛顿法潮流计算python代码

牛顿法潮流计算是一种用于电力系统潮流计算的迭代算法，用于求解电力系统中各节点的电压和相角。下面是一个简单的牛顿法潮流计算的Python代码示例：

import numpy as np

# 定义节点数据
# 节点编号
bus_num = np.array([1, 2, 3])
# 节点类型：1-平衡节点，2-发电节点，3-负荷节点
bus_type = np.array([1, 2, 3])
# 节点有功负荷
P_load = np.array([0, 0, 100])
# 节点无功负荷
Q_load = np.array([0, 0, 50])
# 节点电压幅值初值
V = np.array([1.0, 1.0, 1.0])
# 节点电压相角初值
theta = np.array([0.0, 0.0, 0.0])

# 定义导纳矩阵
Y = np.array([[2+2j, -1+1j, -1+1j],
              [-1+1j, 2+2j, -1+1j],
              [-1+1j, -1+1j, 2+2j]])

# 定义收敛条件
epsilon = 1e-6

# 迭代计算
while True:
    # 初始化增量
    delta_V = np.zeros_like(V)
    delta_theta = np.zeros_like(theta)
    
    # 计算注入功率
    P_inj = np.real(V * np.conj(np.dot(Y, V)))
    Q_inj = np.imag(V * np.conj(np.dot(Y, V)))
    
    # 计算雅可比矩阵
    J11 = np.real(np.diag(np.conj(np.dot(Y, V))))
    J12 = np.imag(np.diag(np.conj(np.dot(Y, V))))
    J21 = np.real(np.dot(np.diag(V), np.conj(Y)))
    J22 = np.imag(np.dot(np.diag(V), np.conj(Y)))
    J = np.vstack((np.hstack((J11, J12)), np.hstack((J21, J22))))
    
    # 计算增量
    delta_x = np.linalg.solve(J, np.hstack((P_load - P_inj, Q_load - Q_inj)))
    delta_V += delta_x[:len(V)]
    delta_theta += delta_x[len(V):]
    
    # 更新节点电压和相角
    V += delta_V
    theta += delta_theta
    
    # 判断是否收敛
    if max(abs(delta_V)) < epsilon and max(abs(delta_theta)) < epsilon:
        break

# 输出结果
for i in range(len(bus_num)):
    print(f"节点 {bus_num[i]}：电压幅值 {abs(V[i]):.4f}，相角 {np.degrees(theta[i]):.4f} 度")