【文章內(nèi)容簡介】 將Γ型等值模型等值為純阻抗模型，或純導(dǎo)納模型，即將理想變壓器等效了。Γ型Τ型等值電路中，由于模型不能反映變壓器實(shí)際具有的電壓變換功能，需歸算參數(shù)。而π型等值模型可體現(xiàn)電壓變換，在多電壓等級網(wǎng)絡(luò)計算中采用該種變壓器模型后，無須進(jìn)行參數(shù)和變量的歸算。所以變壓器模型采用π型等值模型。在實(shí)際編程時發(fā)現(xiàn)，可以將π型等值模型采用理想變壓器串阻抗模型，使得系統(tǒng)的等值電路更為簡化[7]。4）給定系統(tǒng)的等值電路圖按上述方法，對給定系統(tǒng)中的各個元件進(jìn)行處理后。得到系統(tǒng)的等值電路之后，即可進(jìn)行基于PQ分解法的潮流計算仿真分析。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3仿真分析 基于PQ分解模型的潮流計算仿真分析①潮流計算流程圖。在本節(jié)，根據(jù)該流程，將采用MATLAB進(jìn)行編程，進(jìn)而得到基于PQ分解模型的潮流計算結(jié)果。②系統(tǒng)的電導(dǎo)矩陣和電納矩陣在原始數(shù)據(jù)中，采用MATLAB語言計算可得到系統(tǒng)的電導(dǎo)矩陣以及電納矩陣。其程序參見附錄A。對于本文的測試系統(tǒng)而言，其系統(tǒng)的電導(dǎo)矩陣為：系統(tǒng)的電納矩陣為：③系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下的節(jié)點(diǎn)電壓基于PQ分解模型的潮流子程序參見附錄B。通過程序的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)PQ分解法迭代13次即可得到本文測試系統(tǒng)的潮流計算。在正常運(yùn)行狀態(tài)下。 系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角節(jié)點(diǎn)編號節(jié)點(diǎn)電壓幅值節(jié)點(diǎn)電壓相角123450，是因?yàn)樵擖c(diǎn)為純負(fù)荷點(diǎn)，遠(yuǎn)離兩個電源點(diǎn)，同時節(jié)點(diǎn)負(fù)荷阻抗較大，這兩個因素導(dǎo)致1號節(jié)點(diǎn)電壓偏低。由此也可以看出，如果要抬高1號節(jié)點(diǎn)的電壓，則應(yīng)在該節(jié)點(diǎn)處一應(yīng)添加無功補(bǔ)償裝置，采用就地補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行無功補(bǔ)償，以保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)量[13]。在得到本文測試系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下的節(jié)點(diǎn)電壓之后，針對單條線路斷開的預(yù)想故障，對本文測試系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)安全分析。此處再次將該流程展現(xiàn)出來，以便于對照程序結(jié)果進(jìn)行說明。下面將根據(jù)該流程，基于給定的系統(tǒng)，詳細(xì)說明基于PQ分解模型的靜態(tài)安全分析的仿真實(shí)現(xiàn)。①系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)根據(jù)該流程，根據(jù)前一節(jié)所得到的系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下的潮流，再次把系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下的節(jié)點(diǎn)信息展示出來。，在后面的靜態(tài)安全分析中，模擬斷線的時候，需要對節(jié)點(diǎn)的注入功率進(jìn)行修改，此處給出靜態(tài)安全分析前的初始值。，該數(shù)據(jù)有利于后面靜態(tài)安全分析時，與斷線后系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓進(jìn)行對比，以判斷系統(tǒng)的安全狀態(tài)。 系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下的節(jié)點(diǎn)信息節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)注入有功節(jié)點(diǎn)注入無功電壓幅值電壓相角122134505000②系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)支路傳輸功率在得到系統(tǒng)的各個節(jié)點(diǎn)的電壓之后，即可求取系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下各支路傳輸?shù)墓β?。其程序參見附錄C。利用該程序。根據(jù)第2章式（）和式（），得到系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下支路的傳輸功率，有助于求解模擬斷線時節(jié)點(diǎn)的注入功率增量。 系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下支路傳輸功率支路傳輸功率支路12支路13支路23支路24支路35支路首端傳輸?shù)挠泄β?支路末端傳輸?shù)挠泄β?支路首端傳輸?shù)臒o功功率支路末端傳輸?shù)臒o功功率③ 模擬斷線時節(jié)點(diǎn)的注入功率增量模擬斷線時，求取節(jié)點(diǎn)的注入功率增量的程序見附錄D。 模擬斷線時節(jié)點(diǎn)的注入功率增量節(jié)點(diǎn)注入功率增量支路12斷開支路13斷開支路23斷開斷線支路首節(jié)點(diǎn)有功注入功率增量斷線支路末節(jié)點(diǎn)有功注入功率增量斷線支路首節(jié)點(diǎn)無功注入功率增量斷線支路末節(jié)點(diǎn)無功注入功率增量，有3條線路支路，有2條變壓器支路。在本文中，對于單條支路的斷開，僅針對于線路支路。因此，對于線路支路12，13，23來說，在模擬斷線時，其節(jié)點(diǎn)注入功率是要發(fā)生變化的。而對于變壓器支路24，35來說，其連著發(fā)電機(jī)，此時其分析方法與本文所研究的分析方法有很大區(qū)別，因此本文未考慮其開斷情況。④ 修改節(jié)點(diǎn)注入功率在得到單條線路斷線時相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的注入功率增量后，可對系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下節(jié)點(diǎn)的注入功率進(jìn)行修改，其程序見附錄E。 模擬線路開斷時修改后的節(jié)點(diǎn)注入有功功率節(jié)點(diǎn)注入有功功率支路12開斷支路13開斷支路23開斷節(jié)點(diǎn)1 節(jié)點(diǎn)2 2節(jié)點(diǎn)3 節(jié)點(diǎn)4 555節(jié)點(diǎn)5 000 模擬線路開斷時修改后的節(jié)點(diǎn)注入無功功率節(jié)點(diǎn)注入無功功率支路12開斷支路13開斷支路23開斷節(jié)點(diǎn)1 節(jié)點(diǎn)2 1節(jié)點(diǎn)3 節(jié)點(diǎn)4 000節(jié)點(diǎn)5 000。由于只研究線路開斷，所以與線路支路相連的節(jié)點(diǎn)注入功率會發(fā)生變化，而發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的注入功率則不會發(fā)生變化。⑤靜態(tài)安全分析結(jié)果在得到模擬斷線時，各節(jié)點(diǎn)修改后的注入功率之后，就可以采用式（）對模擬斷線后各個節(jié)點(diǎn)的電壓幅值增量進(jìn)行求解，并由此可判斷斷線后各個節(jié)點(diǎn)的電壓幅值是否在運(yùn)行范圍內(nèi)。程序見附錄F。 針對節(jié)點(diǎn)電壓的靜態(tài)安全分析及結(jié)果節(jié)點(diǎn)號電壓上限電壓下限支路斷開后的節(jié)點(diǎn)電壓幅值及其越限情況12開斷結(jié)果13開斷結(jié)果23開斷結(jié)果1安全越下限越下限2越上限越上限越上限3越上限安全安全4安全安全安全5安全安全安全，當(dāng)支路12斷開的時候，節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)3的電壓幅值越限；當(dāng)支路13斷開的時候，節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2的電壓幅值越限；當(dāng)支路23斷開的時候，節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2的電壓幅值越限。這個分析結(jié)果說明，在這三條線路支路分別斷開的情況下，都需要進(jìn)一步給出安全穩(wěn)定控制對策，以保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 結(jié)論結(jié) 論本文主要對基于PQ分解模型的靜態(tài)安全分析方法及其在MATLAB中的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了深入研究。其所做的主要工作如下：①研究了基于PQ分解模型的潮流計算原理基于PQ分解模型的靜態(tài)安全分析其基本的思想來源于基于PQ分解模型的潮流計算，因此，本文首先對基于PQ分解模型的潮流計算原理進(jìn)行了研究，從而為后續(xù)靜態(tài)安全分析中判斷系統(tǒng)的安全狀態(tài)奠定了分析基礎(chǔ)。②研究了基于PQ分解模型的靜態(tài)安全分析在研究基于PQ分解模型的潮流計算原理的基礎(chǔ)上，針對系統(tǒng)的N1斷線故障，研究了基于PQ分解模型的靜態(tài)安全分析方法。明確了如何去判斷系統(tǒng)斷線后的安全狀態(tài)。③在MATLAB中的實(shí)現(xiàn)了基于PQ分解模型的靜態(tài)安全分析仿真研究針對給定的5節(jié)點(diǎn)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，得到其等值電路之后，首先實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)基于PQ分解模型的潮流仿真計算，得到了系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下的參數(shù)。而后，針對單條線路斷開的預(yù)想故障，實(shí)現(xiàn)了基于PQ分解模型的靜態(tài)安全分析仿真研究，對系統(tǒng)斷線后的狀態(tài)進(jìn)行了判斷。通過本文的研究，本人體會如下：①關(guān)于程序編寫的總結(jié)編程前，對問題都有一個可行性分析的過程，前期的理論推導(dǎo)，證明了理論上是可行。下一步就是模塊化的解決，將具體問題分成一個一個小的問題。當(dāng)逐個小的問題解決時，大的問題也就解決了。而前期的可行性分析，中期的用編程語言在頭腦中嘗試實(shí)現(xiàn)各個模塊，將認(rèn)為成熟的代碼，寫在紙上，在紙上進(jìn)行運(yùn)行分析。當(dāng)兩步都實(shí)現(xiàn)了，再在編程環(huán)境中檢驗(yàn)，即編程環(huán)境的作用僅作為檢驗(yàn)調(diào)試程序的工具。②關(guān)于編寫時考慮的問題編寫程序時考慮的因素有機(jī)時、內(nèi)存、本文具體數(shù)據(jù)。同時需要考慮以下問題：1）跨文件讀取變量的三種方式在考慮將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊化時，考慮用從文件讀取，應(yīng)用全局變量和函數(shù)調(diào)用三種方式。從硬盤文件讀取數(shù)據(jù)的形式適合于電網(wǎng)，即多節(jié)點(diǎn)，大數(shù)據(jù)量，這種方式讓平時運(yùn)行的程序在運(yùn)行中實(shí)時使用的變量較少，則占用內(nèi)存少。變量只會在需要時從文件中調(diào)去，不用時就清空工作空間，節(jié)省運(yùn)行內(nèi)存。由于全局變量的工作空間在整個程序的運(yùn)行過程作中始終存在。文中節(jié)點(diǎn)雖少，如果采用全局變量方式讀取數(shù)據(jù)則需要設(shè)p，q，voltage，ang，b0，b1，b2，g八個全局變量，且全局變量的存在易讓程序結(jié)構(gòu)混亂，所以未采用全局變量。以子函數(shù)調(diào)用的形式讀取變量時適合本文，因其節(jié)點(diǎn)少，只有5個，讀取內(nèi)存的速度遠(yuǎn)快于讀取硬盤文件，但應(yīng)明確此種讀取數(shù)據(jù)模式只針對本文，如果運(yùn)算設(shè)備有充足的物理內(nèi)存，這種模式有利于系統(tǒng)的響應(yīng)時間的提高，是應(yīng)該被采用的。并且子函數(shù)調(diào)用得到的返回值只能對穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的讀取，不能對源文件中的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，因此有以下好處： ，則相對3次靜態(tài)安全分析，無需擔(dān)心調(diào)用數(shù)據(jù)對整個初始穩(wěn)態(tài)值的修改，全局變量參與運(yùn)算則會修改線路開斷前得到的穩(wěn)態(tài)解，而需增加數(shù)據(jù)恢復(fù)的步驟。，所以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)函數(shù)只宜調(diào)用一次，函數(shù)返回值則應(yīng)保存在靜態(tài)分析的主程序中，主程序不結(jié)束，其對應(yīng)的工作空間不會消失并且基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的變量名可用于主程序中。2）考慮電路模型在考慮電路模型時，編寫導(dǎo)納矩陣程序的時候發(fā)現(xiàn)運(yùn)用理想變壓器模型和導(dǎo)納的定義去求解導(dǎo)納矩陣和運(yùn)用π型等值模型效果相同，因π型等值電路模型源于對理想變壓器模型的等值變換。而采用定義求解導(dǎo)納矩陣更加直接。在程序算法總采用的是變壓器理想模型，在畫電路模型圖時依然采用理想變壓器模型。3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以提高程序的運(yùn)行效率，本文只是一個5節(jié)點(diǎn)的小程序，對其進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化再電腦反應(yīng)上暫時沒有明顯的差異，但對于真實(shí)的電網(wǎng)合理優(yōu)化節(jié)點(diǎn)應(yīng)該是提高運(yùn)行效率的一種方法。 4）方案思考PQ分解模型在眾多模型中是結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際對NewtonRaphson法進(jìn)行了簡化的，模型本身是優(yōu)秀的。由于每個程序員的個人思路的不同，程序的運(yùn)行效率依然存在很大差異。靜態(tài)安全分析中本文中采用的是用潮流程序?qū)π薷暮蟮墓?jié)點(diǎn)功率網(wǎng)絡(luò)再次進(jìn)行迭代，計算出相應(yīng)斷線情況下的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)：電壓幅值和相角。三次靜態(tài)分析所需的迭代次數(shù)分別為12次,12次,10次。另一種方式是利用公式通過功率變化值，直接求出角度和電壓的變化值，最后對電壓幅值和相角進(jìn)行修正，這種運(yùn)行方式無需調(diào)用潮流子函數(shù)，則無需迭代，3次支路開斷模擬已經(jīng)少了34次的迭代，這對程序消耗機(jī)時的減少是很有效的。所以，本文中運(yùn)用了優(yōu)秀的潮流分析方法，因?qū)W生思索深度不夠，未能及時提出認(rèn)識到新方案。5）對用注入功率模擬線路開斷的方法的思考本文中用注入功率模擬線路開斷，相對于變導(dǎo)納矩陣的方法固然是中進(jìn)步，但關(guān)于用注入功率模擬線路開斷的方法是否能夠在理論上做出真實(shí)模擬，提出疑問 ：一條線路開斷將引起全網(wǎng)功率的分布的改變，而用注入功率模擬線路的開斷只是對被模擬開斷線路兩側(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了節(jié)點(diǎn)注入功率的修改，理論上并未對線路開斷進(jìn)行真實(shí)的模擬。對于該問題，在后續(xù)的研究中，初步擬定具體測試步驟如下：首先，在線路參數(shù)中刪除一條線路的參數(shù)，即該線路不存在，即斷開了，此時運(yùn)行潮流程序?qū)Ω鱾€節(jié)點(diǎn)的電壓幅值相角求解；然后，用修改注入功率模擬線路開斷，兩種情況下比對即可得出結(jié)論。6）程序的適用性關(guān)于程序的適用性上，此程序只限于5節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，是由于其初始化導(dǎo)納矩陣維數(shù)的定義上的限制，如果對程序中的變量維數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，維數(shù)用一具體變量替換，則該程序的適用性將不受節(jié)點(diǎn)個數(shù)的限制。此外由于時間和基礎(chǔ)原因，程序運(yùn)行結(jié)果不是友好界面，只是輸出最終的運(yùn)行數(shù)據(jù)和判斷結(jié)果，即應(yīng)用中至少應(yīng)該是圖形界面的。這是可以提高的。最后一點(diǎn)思考到的不足是，沒有預(yù)留實(shí)時讀取數(shù)據(jù)的接口函數(shù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)為手動輸入數(shù)據(jù)，在真實(shí)開斷模擬中，應(yīng)實(shí)時跟蹤采集電網(wǎng)數(shù)據(jù)，周期性的進(jìn)行靜態(tài)安全分，實(shí)時顯示可能故障的支路，已供調(diào)度人員參考。7）靜態(tài)安全分析方法的優(yōu)點(diǎn)在本文的靜態(tài)安全分析方法中，潮流迭代算法只用在第一次求系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)上。隨后的靜態(tài)安全分程序則應(yīng)用公式求出電壓和相角的修正量，直接獲得開斷后節(jié)點(diǎn)的電壓和相角。如果針對本文測試系統(tǒng)，在每一個斷線預(yù)想故障狀態(tài)下，都進(jìn)行一次潮流計算的話，則會增加34次的迭代運(yùn)算。因此，本文所研究的靜態(tài)安全分析方法少了34次的迭代運(yùn)算，這是在程序算法上的提高，運(yùn)行效率提升很明顯，也充分體現(xiàn)了本文所研究的靜態(tài)安全分析方法的優(yōu)點(diǎn)。 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