【正文】 在本次課程設(shè)計中老師們不厭其煩的為我們解答指導(dǎo)，使我更加清楚的認識潮流計算，借此機會對老師表示深深的衷心的謝意。 MATPOWER Version , 14Dec2020 AC Power Flow (Newton) Newton39。 bus_i母線編號； type母線類型， 1為 PQ節(jié)點，為 PV節(jié)點， 3為平衡節(jié) 點， 4為孤立節(jié)點； Pd 、 Qd 表示母線注入負荷的有功功率和無功功率； Gs、 Bs表示與母線并聯(lián)的電導(dǎo)和電納； area 和 zone用來設(shè)置電網(wǎng)斷面號和分區(qū)號，一般為 1，前者可為 1~100，后者為 1~999； Vm 、 Va 表示母線電壓的幅值、相位初值； Vmax 、 Vmin表示母線工作的時候最高、最低電壓幅值。 5 0 0 9990 9999 100 1 600 0。239。為了驗證 MATPOWER潮流計算和進一步加深對該軟件的熟悉程度本文選用一個事例來進行驗證和演示?，F(xiàn)在比較常用的方法有牛頓 拉夫遜法和PQ分解法。因此，潮流計算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運算。為了實現(xiàn)不同功能， MATPOWER 使用一個選項向量來實現(xiàn)對選項的控制，它類似于 MATLAB 最優(yōu)化工具箱早期版本中由foptions函數(shù)提供的現(xiàn)象向量。它的技術(shù)關(guān)鍵是計算函數(shù)的不等約束條件，解決非線性收斂問題和考慮離散變量問題。對于交流潮流解法，如果 ENFORCE_Q_LIMS 選項被設(shè)為 true（默認為 false），并且運行過程中有任何發(fā)電機組的無功越限，相應(yīng)的母線被轉(zhuǎn)換為 PQ 母線（節(jié)點），將無功出力設(shè)定在限制值，并且案例重新計算。這種方法在許多文教科書中都有提到。 齊齊哈爾大學(xué)計控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計報 告 3 busbusbus VYI ?sh iftbu s,bu sbu sbu s PBP ?? ? 模型 交流模型（ AC），固定負荷被當作恒定有功和無功功率注入， Pd 和 Qd 分別被指定為 bus 矩陣的第三列和第四列。 gen 變量也是一個矩陣，用來設(shè)置接入電網(wǎng)中的發(fā)電機 (電源 )參數(shù)，其格式為： bus、Qg、 Qmax、 Qmin、 Vg、 mBase、 status、 Pmax、 Pmin。 area和 zone用來設(shè)置電網(wǎng)斷面號和省耗分區(qū)號，一般都設(shè)置為 1，前者可設(shè)置范圍為 l～ 100，后者可設(shè)置范圍為 1— 999。 bus變量是一個矩陣，用來設(shè)置電網(wǎng)中各母線參數(shù)，其格式為： bus_i、 type、 Pd、 Qd、 Gs、 Bs、 area、 Vm、 Va、baseKV、 zone、 Vmax、 Vmin。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。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。 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。 MATPOWER所用的所有數(shù)據(jù)文件均為MATLAB的 M文件或者 MAT文件，用來定義和返回變量： baseMVA、 bus、 branch、 gen等。 baseKV用來設(shè)置該母線基準電壓。 ratio用來設(shè)置該支路的變比，如果支路元件僅僅是導(dǎo)線為 0；如果支路元件為變壓器，則該變比為 fl， us側(cè)母線的基準電壓與 thus側(cè)母線的基準電壓之比。 Vg 用來設(shè)置接人發(fā)電機 (電源 )的工作電壓。 分離的支路的調(diào)整注入和 Bbr矩陣之間的原理在 MATPOWER中通過生成一個母線 Bus矩陣和 Pbus 注入向量來處理，它用來在一致電壓相角的情況下計算母線的有功功率： (24) 類似的， MATPOWER 建立矩陣 Bf 和向量 Pf,shift 用來計算支路功率注入向量 Pf和 齊齊哈爾大學(xué)計控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計報 告 4 Pt： shiftfbusff PBP ,?? ? （ 25） ft P? （ 26） 電力潮流和最優(yōu)潮流 MATPOWER 擁有 5 種潮流計算方法，他們可以通過 runpf 來調(diào)用。,2)； runpf(casename,mpopt)。 最優(yōu)潮流 最優(yōu)化潮流的概念是 60年代初法國學(xué)者 Carpentien 提出的，把電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度和潮流計算結(jié)合在一起。 除了最優(yōu)潮流解法之外， OPF的運算還包括一下的值： 齊齊哈爾大學(xué)計控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計報 告 6 bus(:,LAM_P) 母線（節(jié)點）的有功失配拉格朗日乘子； bus(: , LAM_Q) 母線（節(jié)點）的無功失配拉格朗日乘子； bus(:,MU_VMAX) 母線（節(jié)點）的電壓上限龍格－庫塔乘子； bus(:,MU_VMIN) 母線（節(jié)點）的電壓下限龍格－庫塔乘子； gen(:,MU_PMAX) 發(fā)電機組有功出力上限的龍格－庫塔乘子； gen(:,MU_QMAX) 發(fā)電機組無功出力上限的龍格－庫塔乘子； gen(:,MU_PMIN) 發(fā)電機組有功出力下限的龍格－庫塔乘子； gen(:,MU_QMIN) 發(fā)電機組無功出力下限的龍格－庫塔乘子； branch（ :,MU_SF） 支路首端的潮流限制龍格－庫塔乘子； branch(:,MU_ST) 支路末端的潮流限制龍格－庫塔乘子。潮流計算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定性計算和故障分析的基礎(chǔ)。因此其數(shù)學(xué)模型不包含微分方程，是一組高階非線性方程。無論采用什么編程語言，其基本流程都是繪制程序流程圖，根據(jù)選定的計算方法進行循環(huán)迭代從而得到最 終的計算結(jié)果。 MATPOWER 的輸出結(jié)果既可以顯示在 matlab 的控制臺，也可以以文件的形式保存下來。 4 2 0 0 0 0 1 1. 05 0 100 1 。 2 4 0 0 .015 0 0 0 0 0 1 360 360。 仿真結(jié)果 采用牛頓 拉夫遜法計算 ，在 MATLAB的命令窗口輸入一下命令即可： runpf(’ case5_01‘ )，計算結(jié)果如下所示。 齊齊哈爾大學(xué)計控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計報 告 13 總 結(jié) 通過兩周電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計的學(xué)習(xí)，是我對電力系統(tǒng)潮 流計算的理解又有了更深一層次的提升，在老師的悉心指導(dǎo)下通過和同學(xué)共同研究探討并完成了基于MATLAB 的潮流計算課程設(shè)計，潮流計算在數(shù)學(xué)上是多元非線性方程組的求解問題，解決的方法有很多，我們用的牛頓 拉普遜法， 利用 MATLAB 語言來進行電力系統(tǒng)潮流計算。s Manual[M]． 2020： 2656. [11] Thomas J. Overbye, Jamie D. Weber. Visualization of Power System Data[C]. Pro ceedings of the 33rd Hawaii International Conference on System Sciences – 200 0： 210216. [12] 于群，曹娜 MATLAB/SIMULINK 電力系統(tǒng)建模與仿真 . 2020： 85100. 齊齊哈爾大學(xué)計控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計報 告 15 附錄 2 機組 5 節(jié)點電力系統(tǒng)圖 。本次課程設(shè)計也應(yīng)用 POWERGUI圖形用戶分析界面模塊進行簡單的仿真，系統(tǒng)圖見附錄。 (4) 字段 branch也是夜歌矩陣。