现代电力系统潮流计算作业.doc

现代电力系统——潮流计算作业

0序章

作业要求〔A组〕：

0.1调用matpower中的runpf函数，分析输入文件中各矩阵定义；

0.2调用某一个算例，输出潮流结果，并分析。

0.3完成0.1和0.2的根底上，分析matpower中牛顿法和快速解耦法，给出流程图，写出newtonpf和fdpf函数每行程序定义。

0.4完成0.3的根底上，制造一个病态潮流算例，并跟踪调试，分析病态原因。

1分析输入文件中各矩阵的定义

1.1MATPOWER的安装

MATPOWER工具箱的安装步骤如下：

1〕下载matpower压缩包。官方下载，

目前必威体育精装版版本为6.0b1，稳定版本为5.1，建议下载稳定版本。

2〕解压压缩包，得到文件夹mat，并将文件夹移动到MATLAB所在路径的toolbox文件夹下。我的路径为：C:\ProgramFiles\MATLAB\R2016a\toolbox。

3〕添加地址到MATLAB路径。翻开MATLAB，点击“文件”?“设置路径”?“添加并包含子文件夹…”，找到mat，点击“确定”，再点“保存”?“关闭”。

4〕测试matpower工具是否安装成功。在MATLAB命令行窗口输入“test_matpower”，出现一系列的测试，均显示“ok”，最后显示“Alltestssuccessful(3256passed,682skippedof3938)”，那么表示安装成功。

1.2矩阵的定义

翻开文档“cas”，或者在MATLAB命令行窗口中输入“helpcaseformat”，可以得到关于输入矩阵的数据定义。当然，也可以参考docs文件夹下的manual文档，其中对matpower工具箱进行了详细说明。

在matpower中，输入矩阵至少包含三种：母线参数矩阵〔BusData〕，发电机参数矩阵〔GeneratorData〕，支路参数矩阵〔BranchData〕。为了进行最优潮流的相关计算，输入矩阵还包含发电机费用参数矩阵〔generatorcostdata〕。以下对三种根本的输入参数矩阵数据格式进行详细说明。

表1.1母线参数矩阵主要数据格式说明

列

名称

含义

单位

1

busnumber

母线编号，从1开始，正整数

2

bustype

节点类型，1为PQ节点，2为PV节点，3为平衡(参考)节点，4为孤立节点

3

Pd

注入负荷的有功功率

MW

4

Qd

注入负荷的无功功率

MVar

5

Gs

与母线并联的电导

MW

6

Bs

与母线并联的电纳

MVar

7

areanumber

电网断面号，一般设置为1

8

Vm

母线电压的幅值

p.u.

9

Va

母线电压的相角

度

10

baseKV

基准电压

kV

11

zone

损耗分区号，一般设置为1

12

Vmax

工作时，母线的最高电压幅值

p.u.

13

Vmin

工作时，母线的最低电压幅值

p.u.

表1.2发电机参数矩阵主要数据格式说明

列

名称

含义

单位

1

bus

发电机所在母线的编号

2

Pg

接入发电机的有功功率

MW

3

Qg

接入发电机的无功功率

MVar

4

Qmax

发电机的最大输出无功功率

MVar

5

Qmin

发电机的最小输出无功功率

MVar

6

Vg

发电机的工作电压幅值

p.u.

7

mBase

发电机的功率基准值，默认为baseMVA

MVA

8

status

发电机是否投入运行，大于0表示投入运行，小于或等于0表示退出运行

9

Pmax

发电机的最大输出有功功率

MW

10

Pmin

发电机的最小输出有功功率

MW

表1.3支路参数矩阵主要数据格式说明

列

名称

含义

单位

1

fbus

起始母线编号

2

tbus

终止母线编号

3

r

支路电阻

p.u.

4

x

支路电抗

p.u.

5

b

支路充电电纳

p.u.

6

rateA

支路长期运行允许的功率

MVA

7

rateB

支路短期运行允许的功率

MVA

8

rateC

支路紧急运行允许的功率

MVA

9

ratio

支路上变压器的变比，如果支路元件不是变压器，那么该值为0

10

angle

支路上变压器的转角，如果支路元件不是变压器，那么该值为0

度

11

status

支路的初始工作状态，1表示投入运行，0表示退出运行

12

angmin

支路最小相角差

度

13

angmax

支路最大相角差

度

1.3case9数据分析

根据以上分析，翻开一个算例，比方默认的case9，进行分析。算例c。其中baseMVA=100，表示功率的基准值为100MVA。三个根本的矩阵定义如下。

表1.4算例case9的母线参数矩阵

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1