第4章 MATLAB在电力系统潮流计算中的应用实例

第4章MATLAB在电力系统潮流计算中的应用实例4.1MATPOWER软件在电力系统潮流计算中的应用实例4.2Powergui在简单电力系统潮流计算中的应用实例4.1MATPOWER软件在电力系统潮流计算中的应用实例4.1.1MATPOWER的安装4.1.2MATPOWER的主要技术规则4.1.1MATPOWER的安装1)到MATPOWER主页()上按照下载指导下载相关压缩文件。2)解压下载的文件。3)将解压后的文件放到MATLAB的搜索路径下。1.数据文件格式1)version1格式。2)version2格式。图4-12机5节点系统1)字段baseMVA是一个标量，用来设置基准容量，如100MVA。2)字段bus是一个矩阵，用来设置电网中各母线参数。①bus_i用来设置母线编号(正整数)。②type用来设置母线类型,1为PQ节点母线,2为PV节点母线,3为平衡(参考)节点母线，4为孤立节点母线。③Pd和Qd用来设置母线注入负荷的有功功率和无功功率。④Gs、Bs用来设置与母线并联电导和电纳。⑤baseKV用来设置该母线基准电压。⑥Vm和Va用来设置母线电压的幅值、相位初值。⑦Vmax和Vmin用来设置工作时母线最高、最低电压幅值。⑧area和zone用来设置电网断面号和分区号，一般都设置为1，前者可设置范围为1～100，后者可设置范围为1～999。3)字段gen为一个矩阵，用来设置接入电网中的发电机(电源)参数。①bus用来设置接入发电机(电源)的母线编号。②Pg和Qg用来设置接入发电机(电源)的有功功率和无功功率。③Pmax和Pmin用来设置接入发电机(电源)的有功功率最大、最小允许值。④Qmax和Qmin用来设置接入发电机(电源)的无功功率最大、最小允许值。⑤Vg用来设置接入发电机(电源)的工作电压。⑥mBase用来设置接入发电机(电源)的功率基准,如果为默认值,就是baseMVA变量的值。⑦status用来设置发电机(电源)工作状态,1表示投入运行,0表示退出运行。4)字段branch也是一个矩阵，用来设置电网中各支路参数。①fbus和tbus用来设置该支路由起始节点(母线)编号和终止节点(母线)编号。②r、x和b用来设置该支路的电阻、电抗和充电电纳。③rateA、rateB和rateC分别用来设置该支路长期、短期和紧急允许功率。④ratio用来设置该支路的变比，如果支路元件是导线,那么ratio为0；如果支路元件为变压器，则该变比为fbus侧母线的基准电压与tbus侧母线的基准电压之比。⑤angle用来设置支路的相位角度，如果支路元件为变压器(或移相器)，就是变压器(或移相器)的转角；如果支路元件是导线，相位角度则为0°。⑥status用来设置支路工作状态，1表示投入运行，0表示退出运行。⑦angmin、angmax用来设置支路相位角度的最小和最大差值。2.控制选项表4-1MATPOWER选项向量中有关潮流计算的选项功能描述序号变量名默认值功能描述1PF_ALG1潮流算法1—牛顿法2—快速解耦算法(XB版本)3—快速解耦算法(BX版本)4—高斯-赛德尔法2PF_TOLle⁃8每一个单元（节点）的有功和无功最大的允许偏差3PF_MAX_IT10牛顿法的最大迭代次数4PF_MAX_IT_FD30快速解耦算法的最大迭代次数表4-1MATPOWER选项向量中有关潮流计算的选项功能描述5PF_MAX_IT_GS1000高斯⁃􀰊赛德尔法的最大迭代次数6ENFORCE_Q_LIMS0机组电压无功控制限制［0或者1］7PF_DC0采用直流潮流模型0—使用交流模型，采用交流算法选项1—使用直流模型，忽略交流算法选项表4-2MATPOWER选项向量中有关潮流计算输出结果的选项功能描述序号变量名默认值功能描述31VERBOSE1打印进程信息的数量0—不打印进程信息1—打印少量进程信息2—打印大量进程信息3—打印所有进程信息32OUT_ALL-1结果的打印控制-1—用分散的标志来控制哪些需要输出0—不打印任何内容1—打印所有内容表4-2MATPOWER选项向量中有关潮流计算输出结果的选项功能描述33OUT_SYS_SUM1打印系统概要信息［0或者1］34OUT_AREA_SUM0打印区域概要信息［0或者1］35OUT_BUS1打印母线细节信息［0或者1］36OUT_BRANCH1打印支路细节信息［0或者1］37OUT_GEN0打印机组细节信息［0或者1］表4-3迭代过程中的各节点电压变化情况迭代次数10．966430-0．0334821．1053820．3607041．058813-0．0690001．050000．43570420．875129-0．0766191．0793520．3141471．037934-0．0740621．050000．38381730．862445-0．0832281．0779370．3116111．036437-0．0747201．050000．38124540．862150-0．0834001．0779160．3116021．036410-0．0747331．050000．38123750．862150-0．0834001．0779160．3116021．036410-0．0747331．050000．381237表4-4迭代过程中的各节点功率误差变化情况迭代次数ΔΔΔΔΔΔΔ1-0．0037360．356758-0．1261961．538092-0．2250220．5750120．52173020．0160220．0391300．0020590．040847-0．0126100．0215710．00914836．301e-47．786e-4-2．060e-44．184e-5-2．082e-41．520e-43．37e-644．555e-54．210e-5-2．138e-58．417e-9-1．220e-57．276e-6-1．84e-951．829e-131．479e-13-9．681e-145．551e-15-4．662e-143．819e-133．552e-144.2.1电力系统元件的模型选择4.2.2模型参数的计算及设置4.2.3计算结果及比较4.2.1电力系统元件的模型选择1.发电机模型2.变压器模型3.线路模型4.负荷模型5.母线模型图4-2Discrete,Ts=5e-005s.Terminator4Terminator3Terminator2Terminator1TerminatorABCabcT2ABCabcT1ABCabcM8ABCabcM7ABCabcM6ABCabcM5ABCabcM4ABCabcM3ABCabcM2ABCabcM1mABCLoad3mABCLoad2mABCLoad1ABCABCL3ABCABCL2ABCABCL1PmVf_mABCG2PmVf_mABCG1-C-Constant3-C-Constant2-C-Constant1-C-Constant4.2.2模型参数的计算及设置1.发电机模型参数设置2.变压器模型参数设置3.线路模型参数计算及设置4.负荷模型参数设置5.综合参数设置图4-3变压器T1的参数设置图4-4线路L1的参数设置图4-5负荷Load1的参数设置表4-5潮流计算结果比较表节点号电压幅值（p.u.）电压角度/°PowerguiMATPOWER差值%PowerguiMATPOWER差值%10．87120．8621．067-4．73-4．779-1．02521．0791．0780．09317．2117．854-3．60731．0391．0360．289-4．23-4．282-1．21441．051．05021．1721．843-3．08151．051．050000图4-6潮流计算的结果图4-7稳态电压电流分析