1、仿真電路介紹在本次仿真中，建立了一個三機六節點的小型電力系統網絡，使用PSASP軟件繪制電路圖如下;其中連接4和6其中連接4和6節點的發電機所發無功和有功均為已知量，5節點作為1個平衡節點，未給出功率情況。2、根據電路結構編寫MATLAB的M文件將編寫的M文件命名為case3_6,并將其保存到對應文件夾下。functionmpc=case2_5%%MATPOWERCaseFormat:Version2mpc.version='2';%%%%PowerFlowData%%systemMVAbasempc.baseMVA=100;%%%%busdata%bus_itypePdQdGsBsareaVmVabaseKVzoneVmaxVmin%第1列bus_i,表示節點號%第2列type,表示節點類型，PQ節點為1,PV節點為2，參考節點為3,%第3列Pd,表示負荷所需要的有功功率（所有數據都是正數）（有銘值）（MVA）%第4列Qd,表示負荷所需要的無功功率（所有數據都是正數）（有銘值）（MVar）%第5列Gs,表示和節點并聯的電導，非線路上的電導，一般該列為0%第6列Bs,表示和節點并聯的電納，非線路上的電納，一般該列為0%第7列area，表示母線的斷面號，一般設置為1%第8列Vm,表示該節點電壓的初始幅值（設置成標幺值）%第9列Va,表示該節點電壓的初始相位角%第10列baseKV,表示該節點的基準電壓（有銘值）（KV）

%第11列zone,表示母線的省損耗區域，一般設置為1%第12列Vmax,該節點所能承受的最大電壓(標幺值)%第13歹Uvmin,該節點所能接受的最小電壓(標幺值)mpc[1.bus=1160800011010011.10.94;212001000011010011.10.94;313701300011010011.10.94;42000011.050010011.10.94;53000011.050010011.10.94;6]180100011010011.10.94;%%generatordata%%generatordata%busPgQgQmaxQminVgmBasestatusPmaxPminPPcc21Qc1minQc1maxQc2minQc2maxramp_agcramp_10ramp_30ramp_qapf%第1列busnumber:發電機節點的編號%第2列Pg,realpoweroutput(MW)潑電機節點輸出的有功，如果為平衡節點則設置為0(有銘值)%第3列Qg,reactivepoweroutput(MW):發電機節點輸出的無功，如果為平衡節點則設置為0(有銘值)%第4歹列Qmax,maximumreactivepoweroutput(MVar):該節點能接受輸出的最大無功功率(有銘值)%第5歹UQmin,minimumreactivepoweroutput(MVar):該節點能接受輸出的最小無功功率(有銘值)%第6歹Uvg,voltagemagnitudesetpoint(p.u.):該節點電壓的標幺值%第7歹UmBase,totalMVAbaseofthismachine,defaulttobaseMVA:該發電機的容量(有銘值)%第8歹Ustatus,>0machineinservice%<=0machineoutofservice表示發電機的運行狀態，1表示投入，0表示未投入%第9列Pmax,maximumrealpoweroutput(MW):允許輸出的最大有功功率%第10列Pmin,minimumrealpoweroutput(MW):允許輸出的最小有功功率mpc.gen=[%%branchdata支路參數%%%branchdata支路參數%fbustbusrrateArateBrateCratioangle450009990-99991.051001600000000000000;5009990-99991.051001600000000000000;6600809990-99901.051001800000000000000;]statusangminangmax%第1歹Ufbus,frombusnumber,支路首端號%第2歹Utbus,tobusnumber,支路末端號%第3列r,resistance(p.u.):支路電阻的標幺值%第4歹x,reactance(p.u.):支路電抗的標幺值%第5歹Ub,totallinechargingsusceptance(p.u.):支路電納的標幺值(注意：是整條支路的電納值)%第6歹rateA,MVAratingA(longtermrating):長距離輸電支路所允許的容量(有銘值)%第7歹rateB,MVAratingB(shorttermrating):短距離輸電支路所允許的容量(有銘值)%第8歹rateC,MVAratingC(emergencyrating):緊急輸電支路所允許的容量(有銘值)%第9歹ratio,transformeroffnominalturnsratio(=0forlines)(tapsat'from'bus,impedanceat'to'bus,i.e.ifr=x=0,thenratio=Vf/Vt):%支路變比，不含變壓器設置為0，含有變壓器變比為支路首端電壓和末端電壓之比%第10歹angle,transformerphaseshiftangle(degrees),positive=>delay:該參數設置為0%第11歹initialbranchststus,1-inservice,0-outofservice:該支路是否投入運行%第12歹minimumangledifference,angle(Vf)-angle(Vt)(degrees)：該支路所允許最小相位角度%第13歹maximumangledifference,angle(Vf)-angle(Vt)(degrees)：該支路所允許最大相位角度mpc.branch=[210.040.250.5000001-360360;310.10.350000001-360360;230.080.30.5000001-360360;3500.0300001.0501-360360;2400.01500001.0501-360360;6400.01400001.0501-360360;6]10.180.60.5000001-360360;%%OPFData%%%%areadata%arearefbusmpc.areas=[11;];%%generatorcostdata%1startupshutdownnx1y1...xnyn%2startupshutdownnc(n-1)...c0mpc[.gencost=[21500030.115150;22000030.0851.2600;23000030.12251335;];return;3、普通電力潮流計算(1)計算過程及結果在MATLAB的CommandWindow窗口調用runpf函數,>>runpf('case3_6')運行后可得計算結果如下：mpc=version:'2'baseMVA:100bus:[6x13double]mpc=version:'2'baseMVA:100bus:[6x13double]gen:[3x21double]mpc=version:'2'baseMVA:100bus:[6x13double]gen:[3x21double]branch:[7x13double]SystemSummaryHowmany?Howmuch?P(MW)Q(MVAr)Buses6TotalGenCapacity2000.0-29988.0to29970.0Generators3On-lineCapacity2000.0-29988.0to29970.0CommittedGens3Generation(actual)1246.32823.3Loads4Load810.0320.0Fixed4Fixed810.0320.0Dispatchable0Dispatchable-0.0of-0.0-0.0Shunts0Shunt(inj)-0.00.0Branches—Losses(「2*Z)411.192500.70Transformers3BranchCharging(inj)—88.0Inter-ties0TotalInter-tieFlow0.00.0ArPA<;llMinimumMaximum1.083p?u.52.15deg210.68MW790.07MVAr1.083p?u.52.15deg210.68MW790.07MVAr@bus6@bus1@line2-3@line2-3VoItageAngle-151.43deg@bus2TOC\o"1-5"\h\zPLosses(IA2#R)-QLosses(IA2*X)-IBusData|BusVoltageGenerationLoadMag(pu)Ang(deg)P(MW)Q(MVAr)P(MW)Q(MVAr)10.28352.155——160.0080.0020.896-151.425——200.00100.0030.761-3.307——370.00130.0041.050-142.503500.001596.92——51.0500.000146.251144.11——61.0S3-139.237600.0082.3080.0010.00Total:1246.252823.33810.00320.001BranchData1Brnch#FromBusIoBusFromBusP(MW)InjectionQ(MVAr)ToBusInjectionLoss(IA2*Z)P(MW)Q(MVAr)P(MW)Q(MVAr)121104.19377.43-20.07126.2584.120525.75231-12.40133.9343.68-24.4631.278109.473232.64439.77208.04315.76210.685790.07435-146.25-782.10146.251144.110.000362.01524-926.54-1046.17926.541448.390.000402.22664440.88-121.04-440.88148.520.00027.486176.90193.348.2059.0085.106283.69Total:411.1892500.702）數據分析在BranchData中可以看出，在該小型網絡中各支路上流動的功率情況和損耗情況，從結果來看，這種潮流計算方法存在很多問題。首先損耗過大，總的有功功率網速為411.189KW，占發電機發出有功功率的30%,無功功率網損2500.70KW,更是達到了發電機發出無功功率的90%。電力系統在給用戶提供優質，安全的電能基礎上，更要減小網絡中的損耗，提高電力系統運行的經濟性，因此，考慮再次基礎上，優化潮流計算方法。4、最優潮流計算（1）計算過程及結果輸入>>runopf（'case3_6'）運行結果：mpc=version:'2'baseMVA:100bus:[6x13double]mpc=version:'2'baseMVA:100bus:[6x13double]gen:[3x21double]mpc=version:'2'baseMVA:100bus:[6x13double]gen:[3x21double]branch:[7x13double]

SystemSummaryHowmany?Howmuch?P(MW)Q(MVAr)Buses6TotalGenCapacity2000.0-29988.0to29970.0Generators3On-lineCapacity2000.0-29988.0to29970.0CommittedGens3Generation(actual)819.4249.0Loads4Load810.0320.OFized4Fixed810.0320.0Dispatchable0Dispatchable-0.0of-0.0-0.0Shunts0Shunt(inj)-0.00.0BranchesLosses(1"2*2)9.3599.39Transformers3BranchCharging(inj)170.3Inter-ties0TotalInter-tieFlow0.00.0Areas1LambdaQ1.001p.u.@bus1L.100p.u.LambdaQ1.001p.u.@bus1L.100p.u.@tus2一9?57deg@bus14.95deg@bus63.67W@line6-139.44MVAr@line3-557.27$/MWh?bus664.01?bus1-0.01$/KWh@bus22.44$/MWh@tus1■VoltageMagnitudEWitageAnglePLosses(廠塞R)QLosses(廠2狀)LambdaP1BusBata1BusVoltageGetierationLoadLambda($/MVA-hr)SKag(pu)Arg(deg)F(W)Q(MVAr)P(MW)Q(OAr)FQ11.QQL-9.5S8-160.0QSO.0064.QQ82.44221.1001.594-200.00100.0057.439-0.00531.035-5.440-370.00130.0060.9960.00041.0594.220237.95175.9857.35051.0760.000351.74169.1260.99661.1004.949229.66-96.0580.0010.0057.267Total:819.35249.04S10.00320.00

ErancliBataErnchFroiTLBusToBusFtotlBusF(O)InjectionQ(OAr)ToBusF(O)InjectionQ(KVAr)Loss(I"2*Z)P(MW)Q(MVAr)12191.346.93-88.03-42.193.20920.0523127.3019.05-26.84-15.600.9633.3732347.57-34.69-46.06-19.371.5095.66435-351.74-129.68351.74169.120.00039.44524-338.81-72.2433S.8188.640.00016.40664100.85-S5.12-100.8587.340.0002.226148.81-20.93-45.14-22.143.67312.2dTotal;9.3549fi.39VoItageConstraintsBus#Vmin.mu.Vinin|V|VmaxVmaxmu2-0.9401.1001.1001278.2563-0.9401.0861.1000.2955-0.9401.0761.1000.1166-0.9401.1001.100213.374(2)數據分析對比之前結果可以看出，此時的潮流分布有效的減少了網損，有功損耗下降至9.354KW，僅占發電機發出有功功率的1.14%,無功損耗下降為99.39。電力系統在運行過程中不適宜遠距離輸送太多的無功功率，因此進行無功功率負荷的補償是解決負荷對無功需求的主要手段，通過設置補償裝置減少負荷對電力系統無功功率的需求，從而減小網絡中的功率損耗，提高經濟性。3、機組的優化組合在實際的電力系統網絡中，各個發電廠自身也會消耗一部分電能，同時，不同的發電廠消耗煤炭的量與產出電能的能力也不同，因此，如果條件允許的時候，應該關停一些煤炭利用率比較低，自身耗能較多的電廠。在該仿真中，同樣進行了機組的優化組合運算；>>runuopf('case3_6')運行結果如下：

SystemSuuunaryHowmany?Howmuch?P陽）Q(KVAr)Buses6lotalGenCapacity2000.0-29988.0to29970.0Generators3On-lineCapacity2000.0-23988.0to23970.0CcuTUTLittedGens3Generation(actual)819.4249.0Loads4Load810.0320.0Fined4Fired810.0320.0Dispatchable0Dispatchable-0.0of0-0.0Shunts0Shunt(inj)-0.00.0BranchesLoss&e(I"2*Z)9.3599.39Transformers3BranchCharging(inj)170.3Inter-ties0TcrtaLInter-tieFlow0.00.QAreas1MinimuniNazim?VoltageMagnitude1.001p.u.@bus11.100p.u.@tus2VoltageAngle-9.57deg@bus14.95deg@tus6PLosses口遼眾）3.67O@line6-1QLasses(I'2*E)39.44JTVAr@line3-5LambdaF57.27J/MWh@bus664.QIVMWh@bus1LambdaQ-0.01$/MWh@bus22.44$/MWh@tiUE1|BusUata|BusVoltageGenerationLoadPOT)Q(MVAr)Lambda($/OA-hr)Mag(pu)Aug(deg)P(W)Q(OAr)PQ11.001-9.E68-160.0080.0064.0082.44221.1001.534-200.00100.0057.439-0.00531.086-5.440-370.00130.0060.9960.00041.0594.220237.95175.9857.35051.0760.000351.74169.1260.99S61.1004.949229.66-96.0580.0010.0057-267Total:819.35249.04810.QQ320.001BranchData1BrnchFromToFromBusInjectionToBusInjectionLoss(1^2*2)BusBusP(W)Q(MVAr)FtM)Q(MVAr^P(MW)Q(MVAr)12191.246.93-88.03-42.193.20920.0523127.3019.05-26,-15.630.9633.3732347.57-34.69-46.06-19.3