第4章MATLAB在電力系統潮流計算中的應用實例4.1MATPOWER軟件在電力系統潮流計算中的應用實例4.2Powergui在簡單電力系統潮流計算中的應用實例第4章MATLAB在電力系統潮流計算中的應用實例4.1M14.1MATPOWER軟件在電力系統潮流計算中的應用實例4.1.1MATPOWER的安裝

4.1.2MATPOWER的主要技術規則4.1MATPOWER軟件在電力系統潮流計算中的應用實例424.1.1MATPOWER的安裝1)到MATPOWER主頁()上按照下載指導下載相關壓縮文件。

2)解壓下載的文件。

3)將解壓后的文件放到MATLAB的搜索路徑下。4.1.1MATPOWER的安裝1)到MATPOWER主頁31.數據文件格式1)version1格式。

2)version2格式。1.數據文件格式1)version1格式。

2)versi4圖4-12機5節點系統圖4-12機5節點系統51)字段baseMVA是一個標量，用來設置基準容量，如100MVA。

2)字段bus是一個矩陣，用來設置電網中各母線參數。

①bus_i用來設置母線編號(正整數)。

②type用來設置母線類型,1為PQ節點母線,2為PV節點母線,3為平衡(參考)節點母線，4為孤立節點母線。

③Pd和Qd用來設置母線注入負荷的有功功率和無功功率。

④Gs、Bs用來設置與母線并聯電導和電納。

⑤baseKV用來設置該母線基準電壓。

⑥Vm和Va用來設置母線電壓的幅值、相位初值。

⑦Vmax和Vmin用來設置工作時母線最高、最低電壓幅值。1)字段baseMVA是一個標量，用來設置基準容量，如1006⑧area和zone用來設置電網斷面號和分區號，一般都設置為1，前者可設置范圍為1～100，后者可設置范圍為1～999。

3)字段gen為一個矩陣，用來設置接入電網中的發電機(電源)參數。

①bus用來設置接入發電機(電源)的母線編號。

②Pg和Qg用來設置接入發電機(電源)的有功功率和無功功率。

③Pmax和Pmin用來設置接入發電機(電源)的有功功率最大、最小允許值。

④Qmax和Qmin用來設置接入發電機(電源)的無功功率最大、最小允許值。

⑤Vg用來設置接入發電機(電源)的工作電壓。⑧area和zone用來設置電網斷面號和分區號，一般都設置7⑥mBase用來設置接入發電機(電源)的功率基準,如果為默認值,就是baseMVA變量的值。

⑦status用來設置發電機(電源)工作狀態,1表示投入運行,0表示退出運行。

4)字段branch也是一個矩陣，用來設置電網中各支路參數。

①fbus和tbus用來設置該支路由起始節點(母線)編號和終止節點(母線)編號。

②r、x和b用來設置該支路的電阻、電抗和充電電納。

③rateA、rateB和rateC分別用來設置該支路長期、短期和緊急允許功率。⑥mBase用來設置接入發電機(電源)的功率基準,如果為默8④ratio用來設置該支路的變比，如果支路元件是導線,那么ratio為0；如果支路元件為變壓器，則該變比為fbus側母線的基準電壓與tbus側母線的基準電壓之比。

⑤angle用來設置支路的相位角度，如果支路元件為變壓器(或移相器)，就是變壓器(或移相器)的轉角；如果支路元件是導線，相位角度則為0°。

⑥status用來設置支路工作狀態，1表示投入運行，0表示退出運行。

⑦angmin、angmax用來設置支路相位角度的最小和最大差值。

2.控制選項④ratio用來設置該支路的變比，如果支路元件是導線,那么9表4-1MATPOWER選項向量中有關潮流計算的選項功能描述序號變量名默認值功能描述1PF_ALG1潮流算法

1—牛頓法

2—快速解耦算法(XB版本)

3—快速解耦算法(BX版本)

4—高斯-賽德爾法2PF_TOLle?8每一個單元（節點）的有功和無功最大的允許偏差3PF_MAX_IT10牛頓法的最大迭代次數4PF_MAX_IT_FD30快速解耦算法的最大迭代次數表4-1MATPOWER選項向量中有關潮流計算的選項功能描10表4-1MATPOWER選項向量中有關潮流計算的選項功能描述5PF_MAX_IT_GS1000高斯?賽德爾法的最大迭代次數6ENFORCE_Q_LIMS0機組電壓無功控制限制［0或者1］7PF_DC0采用直流潮流模型

0—使用交流模型，采用交流算法選項

1—使用直流模型，忽略交流算法選項表4-1MATPOWER選項向量中有關潮流計算的選項功能描11表4-2MATPOWER選項向量中有關潮流計算輸出結果的選項功能描述序號變量名默認值功能描述31VERBOSE1打印進程信息的數量

0—不打印進程信息

1—打印少量進程信息

2—打印大量進程信息

3—打印所有進程信息32OUT_ALL-1結果的打印控制

-1—用分散的標志來控制哪些需要輸出

0—不打印任何內容

1—打印所有內容表4-2MATPOWER選項向量中有關潮流計算輸出結果的選12表4-2MATPOWER選項向量中有關潮流計算輸出結果的選項功能描述33OUT_SYS_SUM1打印系統概要信息［0或者1］34OUT_AREA_SUM0打印區域概要信息［0或者1］35OUT_BUS1打印母線細節信息［0或者1］36OUT_BRANCH1打印支路細節信息［0或者1］37OUT_GEN0打印機組細節信息［0或者1］表4-2MATPOWER選項向量中有關潮流計算輸出結果的選13表4-3迭代過程中的各節點電壓變化情況迭代次數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4-3迭代過程中的各節點電壓變化情況迭代次數10．96614表4-4迭代過程中的各節點功率誤差變化情況迭代次數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-14表4-4迭代過程中的各節點功率誤差變化情況迭代次數ΔΔΔΔ154.2.1電力系統元件的模型選擇

4.2.2模型參數的計算及設置

4.2.3計算結果及比較4.2.1電力系統元件的模型選擇

4.2.2模型參數的計164.2.1電力系統元件的模型選擇1.發電機模型

2.變壓器模型

3.線路模型

4.負荷模型

5.母線模型4.2.1電力系統元件的模型選擇1.發電機模型

2.變壓器17圖4-2圖4-2184.2.2模型參數的計算及設置1.發電機模型參數設置

2.變壓器模型參數設置

3.線路模型參數計算及設置

4.負荷模型參數設置

5.綜合參數設置4.2.2模型參數的計算及設置1.發電機模型參數設置

2.19圖4-3變壓器T1的參數設置圖4-3變壓器T1的參數設置20圖4-4線路L1的參數設置圖4-4線路L1的參數設置21圖4-5負荷Load1的參數設置圖4-5負荷Load1的參數設置22表4-5潮流計算結果比較表節點號電壓幅值（p.u.）電壓角度/°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表4-5潮流計算結果比較表節點號電壓幅值（p.u.）電壓角23圖4-6潮流計算的結果圖4-6潮流計算的結果24圖4-7穩態電壓電流分析圖4-7穩態電壓電流分析25第4章MATLAB在電力系統潮流計算中的應用實例4.1MATPOWER軟件在電力系統潮流計算中的應用實例4.2Powergui在簡單電力系統潮流計算中的應用實例第4章MATLAB在電力系統潮流計算中的應用實例4.1M264.1MATPOWER軟件在電力系統潮流計算中的應用實例4.1.1MATPOWER的安裝

4.1.2MATPOWER的主要技術規則4.1MATPOWER軟件在電力系統潮流計算中的應用實例4274.1.1MATPOWER的安裝1)到MATPOWER主頁()上按照下載指導下載相關壓縮文件。

2)解壓下載的文件。

3)將解壓后的文件放到MATLAB的搜索路徑下。4.1.1MATPOWER的安裝1)到MATPOWER主頁281.數據文件格式1)version1格式。

2)version2格式。1.數據文件格式1)version1格式。

2)versi29圖4-12機5節點系統圖4-12機5節點系統301)字段baseMVA是一個標量，用來設置基準容量，如100MVA。

2)字段bus是一個矩陣，用來設置電網中各母線參數。

①bus_i用來設置母線編號(正整數)。

②type用來設置母線類型,1為PQ節點母線,2為PV節點母線,3為平衡(參考)節點母線，4為孤立節點母線。

③Pd和Qd用來設置母線注入負荷的有功功率和無功功率。

④Gs、Bs用來設置與母線并聯電導和電納。

⑤baseKV用來設置該母線基準電壓。

⑥Vm和Va用來設置母線電壓的幅值、相位初值。

⑦Vmax和Vmin用來設置工作時母線最高、最低電壓幅值。1)字段baseMVA是一個標量，用來設置基準容量，如10031⑧area和zone用來設置電網斷面號和分區號，一般都設置為1，前者可設置范圍為1～100，后者可設置范圍為1～999。

3)字段gen為一個矩陣，用來設置接入電網中的發電機(電源)參數。

①bus用來設置接入發電機(電源)的母線編號。

②Pg和Qg用來設置接入發電機(電源)的有功功率和無功功率。

③Pmax和Pmin用來設置接入發電機(電源)的有功功率最大、最小允許值。

④Qmax和Qmin用來設置接入發電機(電源)的無功功率最大、最小允許值。

⑤Vg用來設置接入發電機(電源)的工作電壓。⑧area和zone用來設置電網斷面號和分區號，一般都設置32⑥mBase用來設置接入發電機(電源)的功率基準,如果為默認值,就是baseMVA變量的值。

⑦status用來設置發電機(電源)工作狀態,1表示投入運行,0表示退出運行。

4)字段branch也是一個矩陣，用來設置電網中各支路參數。

①fbus和tbus用來設置該支路由起始節點(母線)編號和終止節點(母線)編號。

②r、x和b用來設置該支路的電阻、電抗和充電電納。

③rateA、rateB和rateC分別用來設置該支路長期、短期和緊急允許功率。⑥mBase用來設置接入發電機(電源)的功率基準,如果為默33④ratio用來設置該支路的變比，如果支路元件是導線,那么ratio為0；如果支路元件為變壓器，則該變比為fbus側母線的基準電壓與tbus側母線的基準電壓之比。

⑤angle用來設置支路的相位角度，如果支路元件為變壓器(或移相器)，就是變壓器(或移相器)的轉角；如果支路元件是導線，相位角度則為0°。

⑥status用來設置支路工作狀態，1表示投入運行，0表示退出運行。

⑦angmin、angmax用來設置支路相位角度的最小和最大差值。

2.控制選項④ratio用來設置該支路的變比，如果支路元件是導線,那么34表4-1MATPOWER選項向量中有關潮流計算的選項功能描述序號變量名默認值功能描述1PF_ALG1潮流算法

1—牛頓法

2—快速解耦算法(XB版本)

3—快速解耦算法(BX版本)

4—高斯-賽德爾法2PF_TOLle?8每一個單元（節點）的有功和無功最大的允許偏差3PF_MAX_IT10牛頓法的最大迭代次數4PF_MAX_IT_FD30快速解耦算法的最大迭代次數表4-1MATPOWER選項向量中有關潮流計算的選項功能描35表4-1MATPOWER選項向量中有關潮流計算的選項功能描述5PF_MAX_IT_GS1000高斯?賽德爾法的最大迭代次數6ENFORCE_Q_LIMS0機組電壓無功控制限制［0或者1］7PF_DC0采用直流潮流模型

0—使用交流模型，采用交流算法選項

1—使用直流模型，忽略交流算法選項表4-1MATPOWER選項向量中有關潮流計算的選項功能描36表4-2MATPOWER選項向量中有關潮流計算輸出結果的選項功能描述序號變量名默認值功能描述31VERBOSE1打印進程信息的數量

0—不打印進程信息

1—打印少量進程信息

2—打印大量進程信息

3—打印所有進程信息32OUT_ALL-1結果的打印控制

-1—用分散的標志來控制哪些需要輸出

0—不打印任何內容

1—打印所有內容表4-2MATPOWER選項向量中有關潮流計算輸出結果的選37表4-2MATPOWER選項向量中有關潮流計算輸出結果的選項功能描述33OUT_SYS_SUM1打印系統概要信息［0或者1］34OUT_AREA_SUM0打印區域概要信息［0或者1］35OUT_BUS1打印母線細節信息［0或者1］36OUT_BRANCH1打印支路細節信息［0或者1］37OUT_GEN0打印機組細節信息［0或者1］表4-2MATPOWER選項向量中有關潮流計算輸出結果的選38表4-3迭代過程中的各節點電壓變化情況迭代次數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4-3迭代過程中的各節點電壓變化情況迭代次數10．96639表4-4迭代過程中的各節點功率誤差變化情況迭代次數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