电力系统仿真软件：PowerWorld二次开发_（10）.潮流计算与优化.docx

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潮流计算与优化

潮流计算的基本概念

潮流计算（PowerFlowAnalysis）是电力系统分析中最基本的计算之一。其目的是确定电力系统在稳态运行条件下的电压、功率分布和线路损耗等参数。在电力系统中，潮流计算用于评估系统的运行状态，确保系统在安全和经济的范围内运行。PowerWorld软件提供了强大的潮流计算功能，但通过二次开发，我们可以进一步扩展和定制这些功能，以满足特定的工程需求。

潮流计算的数学模型

潮流计算的基本数学模型是基于基尔霍夫定律和欧姆定律的非线性方程组。这些方程组通常表示为：

P

Q

其中：

Pi和Qi分别是节点i

Vi和δi分别是节点i

Gij和Bij分别是节点i和节点

潮流计算的类型

PowerWorld软件支持多种类型的潮流计算，包括：

直流潮流（DCPowerFlow）：假设线路电阻为零，仅考虑线路电抗，适用于初步的系统评估。

交流潮流（ACPowerFlow）：考虑线路的电阻和电抗，更准确地反映系统的实际运行状态。

连续潮流（ContinuationPowerFlow）：用于分析系统的电压稳定性，通过逐步增加负荷来评估系统的极限运行状态。

最优潮流（OptimalPowerFlow,OPF）：在满足系统运行约束的条件下，优化系统运行状态，如最小化发电成本或线路损耗。

PowerWorld中的潮流计算功能

PowerWorld软件提供了丰富的潮流计算功能，包括基础的潮流计算、连续潮流计算和最优潮流计算。通过二次开发，我们可以利用这些功能进行更复杂的分析和优化。

基础潮流计算

基础潮流计算是最常用的分析工具，用于确定系统在给定运行条件下的稳态参数。PowerWorld通过其API提供了多种方法来执行基础潮流计算。

使用PowerWorldAPI进行基础潮流计算

importpowerworld

#创建PowerWorld仿真对象

sim=powerworld.Simulator(example.pwb)

#执行基础潮流计算

sim.run_power_flow()

#获取计算结果

results=sim.get_power_flow_results()

#打印节点电压

fornodeinresults[Bus]:

print(f节点{node[BusName]}的电压:{node[Vmag]}p.u.at{node[Vang]}degrees)

连续潮流计算

连续潮流计算用于评估系统的电压稳定性，通过逐步增加负荷来分析系统的极限运行状态。PowerWorld提供了执行连续潮流计算的API。

使用PowerWorldAPI进行连续潮流计算

importpowerworld

#创建PowerWorld仿真对象

sim=powerWorld.Simulator(example.pwb)

#配置连续潮流计算参数

sim.set_continuation_power_flow_params({

StepSize:0.01,#每步增加的负荷比例

MaxSteps:100,#最大步数

LoadStep:0.05#每步增加的负荷增量

})

#执行连续潮流计算

sim.run_continuation_power_flow()

#获取计算结果

results=sim.get_continuation_power_flow_results()

#打印节点电压随负荷变化的情况

forstepinresults:

print(f负荷步数:{step[Step]})

fornodeinstep[Bus]:

print(f节点{node[BusName]}的电压:{node[Vmag]}p.u.at{node[Vang]}degrees)

最优潮流计算

最优潮流计算（OptimalPowerFlow,OPF）在满足系统运行约束的条件下，优化系统运行状态。PowerWorld提供了多种优化目标和约束条件的设置方法。

设置最优潮流计算的目标和约束

importpowerworld

#创建PowerWorld仿真对象

sim=powerworld.Simulator(example.pwb)

#设置优化目标

sim.set_optimal_power_flow_objective(MinimizeGenerationCost)

#设