【正文】 計 控 學(xué) 院 College of puter and control engineering Qiqihar university 電氣工程課程設(shè)計報告 題目：基于 MATLAB的電力系統(tǒng)潮流計算 系 別 電 氣 工 程 系 專業(yè)班級 電氣 101班 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 提交日期 2020年 6 月 21日 成 績 齊齊哈爾大學(xué)計控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計報告 I 摘 要 潮流計算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行的一項基本運算， 是進行故障計算、繼電保護整定、安全分析的必要環(huán)節(jié)。它根據(jù)給定系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及運行條件來確定整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，主要是各節(jié)點電壓幅值相角、網(wǎng)絡(luò)的功率分布及功率損耗等。它既是對電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和運行方式合理性、可靠性及經(jīng)濟性進行的定量分析依據(jù)，又是電力系統(tǒng)靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定計算的基礎(chǔ)。 傳統(tǒng)的程序設(shè)計方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法，該方法基于功能分解，把整個軟件工程看作是一個個對象的組合，由于對某個特定問題域來說，該對象組成基本不變，因此，這種基于對象分解方法設(shè)計的軟件結(jié)構(gòu)上比較穩(wěn)定，但是比較麻煩?，F(xiàn)在國內(nèi)外已經(jīng)有成熟的專門應(yīng)用于電力系統(tǒng)分析的計算軟件，如中國電力科學(xué)研究院 PASAP、美國電力局 BAP等，這些軟件功能強大但價格不，而且代碼源不公開，不適合普通學(xué)者。本次設(shè)計基于 MATLAB 語言編寫的電力系統(tǒng)潮流計算和最優(yōu)化計算軟件 MATPOWER，其最大優(yōu)點是代碼公開并 且免費使用，本次設(shè)計將介紹利用該軟件如何進行潮流分析計算，并且介紹如何利用電力圖形分析界面 POWERGUI 對簡單電力系統(tǒng)潮流分析。通過算例，說明了該方法編程簡便、 運算效率高并符合人們的思維習(xí)慣，計算結(jié)果能滿足工程計算需要，同時驗證了該方法的有效性。 關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng)；潮流分析； MATLAB； MATPOWER 齊齊哈爾大學(xué)計控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計報告 目 錄 摘要 ................................................................... I 第 1 章 緒論 .......................................................... 1 選題背景及目的 ................................................. 1 MATPOWER 的簡介 ................................................. 1 設(shè)計要求和設(shè)計指標(biāo) ............................................. 1 第 2 章 MATPOWER 使用介紹 .............................................. 2 MATPOWER 使用的數(shù)據(jù)格式 ......................................... 2 模型 ........................................................... 3 電力潮流和最優(yōu)潮流 ............................................. 4 最優(yōu)潮流 ....................................................... 5 MATPOWER 選項 ................................................... 6 第 3 章 電力系統(tǒng)潮流計算 .............................................. 7 潮流計算的定義和應(yīng)用 ........................................... 7 電力系統(tǒng)潮流計算方法 ........................................... 7 第 4 章 MATPOWER 在電力系統(tǒng)潮流計算上的應(yīng)用 ............................ 8 MATPOWER 的最優(yōu)潮流解法 ........................................ 8 仿真分析 ....................................................... 9 仿真結(jié)果 ...................................................... 10 POWERGUI 在簡單電力系統(tǒng)潮流計算中的應(yīng)用 ........................ 12 總結(jié) .................................................................. 13 參考文獻 .............................................................. 14 附錄 電力系統(tǒng)圖 ...................................................... 15 齊齊哈爾大學(xué)計控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計報告 1 第 1章 緒 論 選題背景及目的 潮流計算是電力系統(tǒng)計算分析的一種最基本計算，通過求取在給定運行方式下電網(wǎng)各節(jié)點電壓、電流和功率分布來檢查各元件是否過負荷、各點電壓是否滿足要求、功率分布和功率省耗是否合理等電力系統(tǒng)狀態(tài)情況，因此受到電力系統(tǒng) 運行部門、科研機構(gòu)的高度重視。潮流計算最早是由人工進行計算，后來隨著計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展，利用計算機語言編寫潮流仿真計算軟件來完成是目前主要計算方法，免費軟件 MATPOWER最初的基于 MATLAB的電力系統(tǒng)潮流和最優(yōu)潮流代碼和為項目 POWER WEB 的需要編寫的，并且該軟件完全免費。 MATPOWER是一直廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的仿真分析。它具有較好的擴展和衍生性能。作為一種仿真工具，它為用戶提供了一個強大的靈活的仿真環(huán)境。從而更好地對現(xiàn)實中的電力系統(tǒng)進行模擬分析和計算。 本次設(shè)計目的是通過利用 MATPOWER 對簡單的電力系統(tǒng)潮流計算分析，掌握潮流計算的基本方法，熟練 MATLAB 語言，鞏固了電力系統(tǒng)分析課程的專業(yè)知識，為畢業(yè)設(shè)計奠下良好基礎(chǔ)。 MATPOWER 的簡介 MATPOWER 是一個基于 文件的組建包，用來解決電力潮流和優(yōu)化潮流的問題。它致力于為研究人員和教育從業(yè)者提供一種易于使用和可更新的仿真工具。MATPOWER 的設(shè)計理念是用盡可能簡單、易懂，可更新的代碼來實現(xiàn)最優(yōu)秀的功能。最初的基于 MATLAB 的電力系統(tǒng)潮流和最優(yōu)潮流代碼和為項目 POWER WEB 的需要編寫的，并且該軟件 完全免費。 MATPOWER 是一直廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的仿真分析。它具有較好的擴展和衍生性能。 設(shè)計要求和設(shè)計指標(biāo) 本次設(shè)計通過利用 MATPOWER 仿真工具把給出的典型的電力系統(tǒng)潮流計算出來，進而還可以進行潮流計算的最優(yōu)算法，對不同的成本模型的默認 OPF 算法進行控制，所得的結(jié)果借用特定的數(shù)據(jù)格式表達出來。 齊齊哈爾大學(xué)計控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計報 告 2 第 2章 MATPOWER使用介紹 MATPOWER 使用的數(shù)據(jù)格式 在進行潮流計算之前，首先要對電網(wǎng)的各參數(shù)（如基準(zhǔn)容量、母線、線路、大電機、變壓器等）寫成 MATPOWER