【正文】 =========================== Branch Data =============================================================== Branch From To From Bus Injection To Bus Injection Loss (I^2 * Z) Bus Bus P (MW) Q (MVAr) P (MW) Q (MVAr) P (MW) Q(MVAr) 1 2 1 2 3 1 3 2 3 4 3 5 5 2 4 Total： POWERGUI在簡單電力系統(tǒng)潮流計算中的應(yīng)用 Simulink的 simpowersystems為用戶提供了相當(dāng)豐富的電力系統(tǒng)元件模型，如發(fā)電機(jī)有同步發(fā)電機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)同步發(fā)電機(jī)等，變壓器、線路、負(fù)荷、母線也有不同的模塊。 (3) 字段 gen為一個矩陣，用來設(shè)置接入電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的參數(shù)。] % branch data（支路參數(shù)） % fbus tbus r x b rateA rateB rateC ratio angle status angmin angmax = [2 1 0. 25 0. 5 0 0 0 0 0 1 360 360。 % system MVA base (系統(tǒng)基準(zhǔn)容量 ) = 100。按 MATPOWER潮流計算仿真計算軟件使用方法進(jìn)行編程。 牛頓 拉 夫遜 (簡稱牛頓法 )是數(shù)學(xué)中解決非線性方程式的典型方法，有較好的收斂性。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式時，采用離線潮流計算；在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實時監(jiān)控中，則采用在線潮流計算。最主要的差別就在于不用再記住每個選項的索引，只需要根據(jù)選項的名稱就可以對選型的值作出修改。最優(yōu)計算可描述為滿足方程等約束條件和不 等約束條件，求得的一組控制變量和狀態(tài)參數(shù)使得目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)。該母線的電壓幅值為滿足無功限制的要求將偏離指定值。法則 2和法則 3是改進(jìn)型快速解耦算法 [10].MATPOWER采用 XB 和 BX 變換，參見文獻(xiàn) [1].法則 4 是標(biāo)準(zhǔn)的高斯－賽德爾方法 [5],基于意大利 Bologna 大學(xué)的 Alberto Borhetti 的貢獻(xiàn)的代碼開發(fā)。任何母線的恒阻抗泄漏元件的泄漏導(dǎo)納都通過 Gsh 和 Bsh 被指定到第五和第六列。 bus 用來設(shè)置接人發(fā)電機(jī) (電源 )的母線編號。 branch變量是一個矩陣，用來設(shè)置電網(wǎng)中各支路參數(shù)，其格式為： fbus、 tbus、 r、x、 b、 rateA、 mteB、 mteC、 ratio、 aJlgle、 status。 busi用來設(shè)置母線編號，范圍為 1～ 29997。 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(kuò)展和衍生性能。它既是對電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和運(yùn)行方式合理性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)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)。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(diǎn)是代碼公開并 且免費(fèi)使用，本次設(shè)計將介紹利用該軟件如何進(jìn)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。 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)。 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(jìn)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(jī)、變壓器等）寫成 MATPOWER所用的數(shù)據(jù)文件 格式。 Gs、 Bs用來設(shè)置與母線并聯(lián)電導(dǎo)和電納。 rateA、 rateB和 rate分別用來設(shè)置該支路長期、短期和緊急允許功率。 9max 和 Qmin 用來設(shè)置接入發(fā)電機(jī) (電源 )的無功功率最大、最小允許值 。線路首端和末端的電壓和電流通過線路導(dǎo)納矩陣通過以下公式相關(guān)聯(lián)： ???????????????21112j22brCSSSCSBjYYYBYY??? （ 22） 分散的線路導(dǎo)納矩陣和母線泄漏導(dǎo)納矩陣被 MATPOWER 聯(lián)合成為復(fù)合母線導(dǎo)納矩陣 Ybus，并以它來關(guān)聯(lián)母線電壓向量 Vbus 和母線電流向量 Ibus： I =YV 類似的，通過形成導(dǎo)納矩陣 Yf和 Yt來計算線路首末端的電流向量，在給定母線電壓 Vbus的情況下： （ 23） 其中 Vf 和 Vt分別為所有支路首末端電壓的復(fù)向量， diag 將一個向量轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€以它為對角元素的對角矩陣直流公式（ DC）對直流模型來 說，仍然是使用原來的參數(shù)，并且做了以下的假設(shè)： 線路阻抗 R 和充電電容 Bc 被忽略（也就是說支路是無損的）。PF_ALG39。 潮流計算的解法，除了高斯－賽德爾法之外，都可以很好的解決甚至是大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，因為這些算法和計算充分利用了 MATLAB 的內(nèi)部稀疏矩陣處理。除了提供將計算結(jié)果輸出 到屏幕之外（默認(rèn)）， runopf 函數(shù)還可輸入： [baseMVA,bus,gen,gencost,branch,f,success,et]=runopf(casename)。 齊齊哈爾大學(xué)計控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計報 告 7 第 3章 電力系統(tǒng)潮流計算 潮流計算的定義和應(yīng)用 作為研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的一種基本電氣計算，潮流計算的任務(wù)是根據(jù)給定的運(yùn)行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)來確定整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，比如各母線上的電壓（幅值及相角），網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。電力系統(tǒng)潮流計算屬于穩(wěn)態(tài)分析范疇，不涉及系統(tǒng)元件的動態(tài)特性和過渡過程。 (3) 制定計算流程并編制程序。 與 MATPOWER 的接口 MATPOWER 的輸入文件有其自己的規(guī)定，為 matlab 的 m 文件格式，但是它與 IEEE 的 CDF 文件極其相似，并且值得慶幸的是， MATPOWER 專門提供了一個用于從 CDF 格式向其專有格式轉(zhuǎn)化的接口程序cdf2matp，通過調(diào)用這一程序，很容易就實現(xiàn)了文件格式的轉(zhuǎn)換。 3 1 370 130 0 0 1 1 0 100 1 。 3 5 0 0 .03 0 0 0 0 0 1 360 360。 fbus 、 tbus設(shè)置該支路由起始節(jié)點(diǎn)到終止節(jié)點(diǎn)編號； r、 x、 b表示電阻、電抗、電納； rateA、 rateB、 rateC設(shè)置該支路長期、短期和緊急允許功率； ratio設(shè)置支路的變比，如果支路是導(dǎo)線，那么 ratio為 0；如果元件為變壓器，則變比為 fbus側(cè)電壓與 tbus側(cè)母線電壓的比值； angle 支路相位角，如果元件為變壓器，就是支路的轉(zhuǎn)角，如果是導(dǎo)線則為 0； status設(shè)置支路的運(yùn)行狀態(tài)， angmin、angmax設(shè)置相位角的最小最大差值。本次設(shè)計配合POWERGUI來檢驗潮流計算正確性