【正文】 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)。從數(shù)學(xué)的角度來看最優(yōu)計(jì)算是一個(gè)大型的多約束條件的非線規(guī)劃的問題。 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(jì)調(diào)度和潮流計(jì)算結(jié)合在一起。通常，沒有 MATPOWER 的潮流解法中不包含變壓器分接頭的改變或者操作，或者部分系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)中解列等。該母線的電壓幅值為滿足無功限制的要求將偏離指定值。直流潮流的計(jì)算是通過直接的不迭代的的方法解母線電壓相角和指定母線的有功注入獲得，基于方程 3 和 4。,2)； runpf(casename,mpopt)。比如說，要使用 XB快速解耦算法： mpopt= mpoption(39。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)。 默認(rèn)的潮流計(jì)算方法是標(biāo)準(zhǔn)的潮流法 [12]，采用全雅克比矩陣，迭代求解。 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(gè)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(jì)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(jì)算支路功率注入向量 Pf和 齊齊哈爾大學(xué)計(jì)控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計(jì)報(bào) 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(jì)算方法，他們可以通過 runpf 來調(diào)用。參數(shù) R， X， B， t和 qshift，在線路矩陣 branch 的第 3，4， 5， 9 和 10 列。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。status 用來設(shè)置發(fā)電機(jī) (電源 )工作狀態(tài)， l表示投入運(yùn)行， 0表示退出運(yùn)行。 Vg 用來設(shè)置接人發(fā)電機(jī) (電源 )的工作電壓。 Pmax 和 Pmin 用來設(shè)置接入發(fā)電機(jī) (電源 )的有功功率最大、最小允許值。 bus 用來設(shè)置接人發(fā)電機(jī) (電源 )的母線編號(hào)。 status用來設(shè)置支路工作狀態(tài)， 1表示投入運(yùn)行， 0表示退出運(yùn)行。 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(zhǔn)電壓與 thus側(cè)母線的基準(zhǔn)電壓之比。 r、 x和 b用來設(shè)置該支路的電阻、電抗和充電電納。 branch變量是一個(gè)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。 Vmax和 Vmin用來設(shè)置工作時(shí)母線最高、最低電壓幅值。 baseKV用來設(shè)置該母線基準(zhǔn)電壓。 Pd和 Qd用來設(shè)置母線注入負(fù)荷的有功和無功功率。 busi用來設(shè)置母線編號(hào)，范圍為 1～ 29997。對(duì)于計(jì)算中采用有名值，可以根據(jù)需要設(shè)置，如 100MVA；對(duì)于計(jì)算中采用標(biāo)么值，一般設(shè)置為 1。 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。 設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo) 本次設(shè)計(jì)通過利用 MATPOWER 仿真工具把給出的典型的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算出來，進(jìn)而還可以進(jìn)行潮流計(jì)算的最優(yōu)算法，對(duì)不同的成本模型的默認(rèn) OPF 算法進(jìn)行控制，所得的結(jié)果借用特定的數(shù)據(jù)格式表達(dá)出來。 MATPOWER 是一直廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的仿真分析。MATPOWER 的設(shè)計(jì)理念是用盡可能簡單、易懂，可更新的代碼來實(shí)現(xiàn)最優(yōu)秀的功能。 MATPOWER 的簡介 MATPOWER 是一個(gè)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。從而更好地對(duì)現(xiàn)實(shí)中的電力系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析和計(jì)算。它具有較好的擴(kuò)展和衍生性能。潮流計(jì)算最早是由人工進(jìn)行計(jì)算，后來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)語言編寫潮流仿真計(jì)算軟件來完成是目前主要計(jì)算方法，免費(fèi)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(xiàng)目 POWER WEB 的需要編寫的，并且該軟件完全免費(fèi)。通過算例，說明了該方法編程簡便、 運(yùn)算效率高并符合人們的思維習(xí)慣，計(jì)算結(jié)果能滿足工程計(jì)算需要，同時(shí)驗(yàn)證了該方法的有效性?，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(jì)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(qiáng)大但價(jià)格不，而且代碼源不公開，不適合普通學(xué)者。它既是對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)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(jì)算的基礎(chǔ)。 計(jì) 控 學(xué) 院 College of puter and control engineering Qiqihar university 電氣工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題目：基于 MATLAB的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算 系 別 電 氣 工 程 系 專業(yè)班級(jí) 電氣 101班 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 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(jì)控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 I 摘 要 潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的一項(xiàng)基本運(yùn)算， 是進(jìn)行故障計(jì)算、繼電保護(hù)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(yùn)行條件來確定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，主要是各節(jié)點(diǎn)電壓幅值相角、網(wǎng)絡(luò)的功率分布及功率損耗等。 傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，該方法基于功能分解，把整個(gè)軟件工程看作是一個(gè)個(gè)對(duì)象的組合，由于對(duì)某個(gè)特定問題域來說，該對(duì)象組成基本不變，因此，這種基于對(duì)象分解方法設(shè)計(jì)的軟件結(jié)構(gòu)上比較穩(wěn)定，但是比較麻煩。本次設(shè)計(jì)基于 MATLAB 語言編寫的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算和最優(yōu)化計(jì)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(jì)將介紹利用該軟件如何進(jìn)行潮流分析計(jì)算，并且介紹如何利用電力圖形分析界面 POWERGUI 對(duì)簡單電力系統(tǒng)潮流分析。 關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng)；潮流分析； MATLAB； MATPOWER 齊齊哈爾大學(xué)計(jì)控學(xué)院電氣工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)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(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo) ............................................. 1 第 2 章 MATPOWER 使用介紹 .............................................. 2 MATPOWER 使用的數(shù)據(jù)格式 .................................