【文章內容簡介】 （6）附加用戶供應線性約束； （7）附加用戶供應成本。MATPOWER提供多種解算最優(yōu)潮流問題（OPF）的方法，可以通過訪問函數(shù) runopf的方法實現(xiàn)。除了提供將計算結果輸出到屏幕之外（默認），runopf函數(shù)還可輸入：[baseMVA,bus,gen,gencost,branch,f,success,et]=runopf(casename)。除了最優(yōu)潮流解法之外，OPF的運算還包括一下的值：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。 MATPOWER選項MATPOWER軟件不但能夠進行交流潮流計算，還能夠進行直流、最優(yōu)化潮流計算。在進行計算時還可以選擇不同的算法及輸出格式。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。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。MATPOWER的默認選項向量是通過調用無參數(shù)mpoption來獲得的。因此，輸入：runopf(‘case30’,mpoption)，就是另外一種執(zhí)行默認選項的OPF算法的方法，MATPOWER選項向量實現(xiàn)對以下的控制： （1）潮流算法；（2）潮流計算的中止標準；（3）最優(yōu)潮流（OPF）算法；（4）對不同成本模型的默認OPF算法；（5）冗余水平；（6）結果輸出方式。第3章 電力系統(tǒng)潮流計算 潮流計算的定義和應用 作為研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況的一種基本電氣計算，潮流計算的任務是根據(jù)給定的運行條件和網路結構來確定整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，比如各母線上的電壓（幅值及相角），網絡中的功率分布以及功率損耗等。潮流計算的結果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定性計算和故障分析的基礎。 在電力系統(tǒng)運行方式和規(guī)劃方案的研究中，都需要進行潮流計算以比較運行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經濟性。同時，為了實時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，也需要進行大量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統(tǒng)中應用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運算。在系統(tǒng)規(guī)劃設計和安排系統(tǒng)的運行方式時，采用離線潮流計算；在電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控中，則采用在線潮流計算。 電力系統(tǒng)潮流計算方法隨著電力系統(tǒng)的規(guī)模的擴大，原始的用解析法進行手工計算的方法進行潮流分析已經是不可能的了，基本上現(xiàn)在的潮流分析都是在計算機上進行的。 運用計算機進行潮流分布計算，一般要完成以下四個步驟： (1) 建立數(shù)學模型。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。因此其數(shù)學模型不包含微分方程，是一組高階非線性方程。 (2) 確定計算方法。非線性代數(shù)方程組的解法離不開迭代，因此，潮流計算方法首先要求它是能可靠的收斂，并給出正確答案?，F(xiàn)在比較常用的方法有牛頓拉夫遜法和PQ分解法。 牛頓拉夫遜(簡稱牛頓法)是數(shù)學中解決非線性方程式的典型方法，有較好的收斂性。在解決電力系統(tǒng)潮流計算問題時，是以導納矩陣為基礎的，因此，只要我們能在迭代過程中盡可能保持方程式矩陣的稀疏性，就可以大大提高牛頓法潮流程序的效率。PQ分解法是從改進和簡化牛頓法潮流程序的基礎上提出來的，它的基本思想是：把節(jié)點功率表示為電壓向量的極坐標方程式，抓住主要矛盾，以有功功率誤差作為修正電壓向量角度的依據(jù)。(3) 制定計算流程并編制程序。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果。 (4) 上機計算及對計算結果進行分析。 第4章 MATPOWER在電力系統(tǒng)潮流計算上的應用為了讓更多的人了解和使用MATPOWER軟件，章對該軟件的使用方法進行了詳細地介紹，并用實際算例來進行仿真計算驗證軟件的有效性和進一步加深讀者對該軟件的熟悉程度。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。按MATPOWER潮流計算仿真計算軟件使用方法進行編程。 MATPOWER的最優(yōu)潮流解法 MATPOWER 提供多種解算最優(yōu)潮流問題(OPF)的方法，包括一個基于包含在MATLAB 早期版本最優(yōu)化工具箱中的constr 函數(shù)的解法，它成功的使用了一種二次規(guī)劃技術，還有一個解法基于線性規(guī)劃。 鑒于本軟件對MATPOWER 只是簡單應用，在此就不對其具體算法進行深入的分析了。 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化的接口程序cdf2matp，通過調用這一程序，很容易就實現(xiàn)了文件格式的轉換。 MATPOWER 的輸出結果既可以顯示在matlab 的控制臺，也可以以文件的形式保存下來。鑒于課題時間比較緊張，我沒有對這個結果進行讀取和現(xiàn)實，不過因為MATPOWER 的幫助中對文件的格式解釋得很清楚，對這一文件進行讀取應該不會太困難。 ，本文采用的是一個2機組5個節(jié)點的電力網絡，系統(tǒng)圖如圖41： 圖41 2機組5節(jié)點電力系統(tǒng)圖 仿真分析本次設計采用version2格式，每個電網用變量名為“mpc”的結構體來定義，根據(jù)圖示數(shù)據(jù)利用MATPOWER進行編程，以下為對實例進行編程MATPOWER潮流仿真計算程序的的M文件:function mpc=case5_01%MATPOWER Case Format : Version 2 = 39。239。% system MVA base (系統(tǒng)基準容量) = 100。 % bus data（母線參數(shù)）% bus_i type Pd Qd Gs Bs area Vm Va baseKV zone Vmax Vmin =[ 1 1 160 80 0 0 1 1 0 100 1 。 2 1 200 100 0 0 1 1 0 100 1 。 3 1 370 130 0 0 1 1