现代电力系统潮流计算作业.docx

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1、现代电力系统一一潮流计算作业O序章作业要求（A组）：0.1调用ma1power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的基础上，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的基础上，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。官方下载网址：http:WWW.De11.edu/matDower/,目前最新版本为6.0b1

2、,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matpower5.1,并将文件夹移动到MAT1AB所在路径的too1box文件夹下。我的路径为：C:ProgramFi1esMAT1ABR2016atoo1box3）添加地址到MAT1AB路径。打开MAT1AB,点击“文件”“设置路径”“添加并包含子文件夹“，找到matpower5.1所在的位置，点击“确定”，再点“保存”“关闭”。4）测试matpower工具是否安装成功。在MAT1AB命令行窗口输入test_matpowerw,出现一系列的测试，均显示ok”,最后显示“A11testssuccessfu1（3256PaSSed

3、,682skippedof3938）,则表示安装成功。1.2 矩阵的定义打开文档“caseformat.m，或者在MAT1AB命令行窗口中输入“he1pcaseformat”，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manua1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)。以下对三种基本的输入参数矩阵数据格式

4、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1busnumber母线编号，从1开始，正整数2bustype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3Pd注入负荷的有功功率MW4Qd注入负荷的无功功率MVar5Gs与母线并联的电导MW6Bs与母线并联的电纳MVar7areanumber电网断面号，一般设置为18Vm母线电压的幅值p.U.9Va母线电压的相角度10bascKV基准电压kV11zone损耗分区号，一般设置为112Vmax工作时，母线的最高电压幅值p.U.13Vmin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

5、说明列名称含义单位1bus发电机所在母线的编号2Pg接入发电机的有功功率MW3Qg接入发电机的无功功率MVar4Qmax发电机的最大输出无功功率MVar5Qmin发电机的最小输出无功功率MVar6Vg发电机的工作电压幅值p.U.7mBase发电机的功率基准值，默认为bascMVAMVA8status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9Pmax发电机的最大输出有功功率MW10Pmin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1fbus起始母线编号2tbus终止母线编号3r支路电阻p.U.4X支路电抗p.U.5b支路充电电纳p.U.

6、6rateA支路长期运行允许的功率MVA7rateB支路短期运行允许的功率MVA8rateC支路紧急运行允许的功率MVA9ratio支路上变压器的变比，如果支路元件不是变压器，则该值为010ang1e支路上变压器的转角，如果支路元件不是变压器，则该值为0度11status支路的初始工作状态，1表示投入运行，0表示退出运行12angmin支路最小相角差度13angmax支路最大相角差度1.3 case9数据分析根据以上分析，打开一个算例，比如默认的case9,进行分析。算例case9.m文件包含两个变量和四个矩阵。其中baseMVA=100,表示功率的基准值为100MVA。三个基本的矩阵定义如下

7、。表1.4算例CaSe9的母线参数矩阵12345678910111213bus_itypePdQdGsBsareaVmVabaseKVzoneVmaxVmin13000011034511.10.922000011034511.10.932O00011034511.10.941O00011034511.10.95190300011034511.10.961000011034511.10.971100350011034511.10.981000011034511.10.991125500011034511.10.9表1.5算例case9的发电机参数矩阵123456789101112busPgQgQ

8、maxQminVgmBasestatusPmaxPminPe1Pc2100300-30011001250100021630300-3001100130010003850300-300110012701000131415161718192021Qc1minQc1maxQc2minQc2maxramp_agcramp_10ramp30rampqapf000000000000000000000000000表1.6算例case9的支路参数矩阵12345678910111213fbustbusrXbrateArateBrateCratioang1estatusangminangmax1400.05760

9、250250250001-360360450.0170.0920.158250250250001-360360560.0390.170.358150150150001-3603603600.05860300300300001-360360670.01190.10080.209150150150001-360360780.00850.0720.149250250250001-3603608200.06250250250250001-360360890.0320.1610.306250250250001-360360940.010.0850.176250250250001-360360根据参数矩阵

10、，可以推测出case9的电力系统单线图，如图1.1所示。该系统是一个环形网络，包含三个带有发电机的母线，其中母线1是平衡节点，母线2和3均为PV节点，其他的母线都是PQ节点。所有的母线电压初始幅值均设置为1(p.u.),相角为O度，电压基准值为345kV0系统包含3个负荷，分别是母线5上的负荷为90+j30(MVA),母线7上的负荷为100+j35(MVA),母线9上的负荷为125+j50(MVA)。支路14,3-6,8-2只有电抗值，电阻和电纳均为0,可以推测该支路为变压器支路的等2计算潮流并分析2. 1调用runpf计算case9系统的潮流在MAT1AB命令行窗口输入“runpf”或“nm

11、pfCcaseT)”，或者直接运行“runpf.m”,得至IJcase9系统的潮流计算结果：MATPOWERVersion5.1,20-Mar-2015ACPowerF1ow(Newton)Newton,smethodpowerf1owconvergedin4iterations.Convergedin0.03secondsSystemSummaryHowmany?Howmuch?P(MW)Q(MVAr)Buses9Tota1GenCapacity820.0-900.0to900.0Generators3On-IineCapacity820.0-900.0to900.0CommittedGen

12、s3Generation(actua1)320.034.91oads31oad315.0115.0Fixed3Fixed315.0115.0Dispatchab1e0Dispatchab1e-0.0of-0.0-0.0Shunts0Shunt(inj)-0.00.0Branches91osses(I2*Z)4.9551.31Transformers0BranchCharging(inj)-131.4Inter-ties0Tota1Inter-tieF1ow-0.00.0Areas1MinimumMaximumVo1tageMagnitudeO.958p.u.bus91.003p.u.bus6Vo1