牛拉法潮流计算python

牛顿-拉夫森法（Newton-Raphson method）是一种迭代求解方程的方法，用于求解非线性方程组。在潮流计算中，可以用牛顿-拉夫森法来求解电力系统的节点电压和相角。

Python是一种流行的编程语言，可以用于编写潮流计算程序。在Python中，可以使用NumPy和SciPy等科学计算库来实现牛顿-拉夫森法。

以下是一个使用Python实现牛顿-拉夫森法求解电力系统节点电压和相角的示例代码：

import numpy as np
from scipy.sparse.linalg import spsolve

def newton_raphson(Ybus, Sbus, V0, tol):
    # Ybus: 系统导纳矩阵
    # Sbus: 负荷功率
    # V0: 初始节点电压和相角
    # tol: 迭代收敛精度

    n = Ybus.shape[0]  # 节点数
    V = np.copy(V0)    # 当前节点电压和相角

    # 迭代求解
    converged = False
    while not converged:
        # 计算雅可比矩阵
        J = np.zeros((2*n, 2*n))
        for i in range(n):
            for j in range(n):
                J[i,j] = -Ybus[i,j].real*V[i,0]*V[j,0] + Ybus[i,j].imag*V[i,0]*V[j,1]
                J[i,j+n] = -Ybus[i,j].real*V[i,1]*V[j,0] - Ybus[i,j].imag*V[i,1]*V[j,1]
                J[i+n,j] = Ybus[i,j].imag*V[i,0]*V[j,0] + Ybus[i,j].real*V[i,0]*V[j,1]
                J[i+n,j+n] = Ybus[i,j].imag*V[i,1]*V[j,0] - Ybus[i,j].real*V[i,1]*V[j,1]

        # 计算功率不平衡
        mis = np.zeros((2*n,1))
        for i in range(n):
            S = 0
            for j in range(n):
                S += Ybus[i,j]*V[j,0] + Ybus[i,j]*V[j,1]*1j
            mis[i] = V[i,0]*np.conj(S)*1000 - Sbus[i,0]
            mis[i+n] = V[i,1]*np.conj(S)*1000 - Sbus[i,1]

        # 判断是否收敛
        if np.max(np.abs(mis)) < tol:
            converged = True
        else:
            # 更新节点电压和相角
            dx = spsolve(J, -mis)
            V += dx.reshape((n,2))

    return V

在这个示例代码中，输入参数包括系统导纳矩阵（Ybus）、负荷功率（Sbus）、初始节点电压和相角（V0）以及迭代收敛精度（tol）。输出结果是求解得到的节点电压和相角（V）。

可以通过调用这个函数来求解电力系统的节点电压和相角，例如：

# 示例数据
Ybus = np.array([[ 1.0-1.0j, -0.5+0.5j, -0.5+0.5j],
                 [-0.5+0.5j,  1.0-1.0j, -0.5+0.5j],
                 [-0.5+0.5j, -0.5+0.5j,  1.0-1.0j]])
Sbus = np.array([[ 0.5,  0.4],
                 [ 0.8,  0.6],
                 [ 1.0,  0.8]])
V0 = np.array([[ 1.0,  0.0],
               [ 1.0,  0.0],
               [ 1.0,  0.0]])
tol = 1e-6

# 求解电力系统的节点电压和相角
V = newton_raphson(Ybus, Sbus, V0, tol)

# 输出结果
print(V)

这个示例代码中使用的是一个简单的三节点电力系统示例数据，可以通过替换示例数据来求解更复杂的电力系统。