基于Matpower的电力系统潮流计算设计原理 |
您所在的位置:网站首页 › 什么是节点计算法 › 基于Matpower的电力系统潮流计算设计原理 |
基于Matpower的电力系统潮流计算设计原理
第一部分 前言第二部分 牛顿-拉夫逊算法潮流计算的基本原理1.牛顿-拉夫逊计算法潮流计算原理2.牛顿-拉夫逊计算法潮流直角坐标计算原理3.牛顿-拉夫逊计算法潮流计算流程
第三部分 Matpower仿真软件1.Matpower软件简介2.Matpower矩阵参数
第四部分 电力系统节点导纳矩阵1.节点导纳矩阵简介2.节点导纳矩阵仿真运算
第一部分 前言
电力系统分析中, 潮流计算的意义十分重大,它是在电网正常或故障情况下的稳定运行状态的计算,为了更加深入地理解潮流计算,本文基于牛顿-拉夫逊潮流计算原理,设计出一个8机28节点的电力系统网络结构,然后基于Matlab进行仿真运行分析。 各类配电网潮流算法性能通常从以下几个方面进行分析: 算法的收敛速度、稳定性、算法的复杂程度。潮流计算的稳定性对于维护电力系统稳定潮流计算。它根据给定的初始值和网络结构确定整个系统的运行状态, 确定各个母线上的电压幅值及相角、网络中的功率分布以及网络损耗等。潮流计算的基本方程是由电力系统的网络方程得到的。在电力系统中都存在一些静态装置, 例如变压器、输电线路、并联电容器和电抗器等, 它们可以由电阻、电感和电容等基础元件构成的等值电路来模拟。 第二部分 牛顿-拉夫逊算法潮流计算的基本原理牛顿-拉夫逊法实质上就是切线法,是逐步线性化的方法。牛顿-拉夫逊计算法不仅用于求解单变量方程,还可以求解多变量非线性代数方程。 1.牛顿-拉夫逊计算法潮流计算原理 设有单变量非线性方程 由于节点电压可以采用不同的坐标系表示,牛顿-拉夫逊潮流计算也将相应地采用不同的计算公式。 采用直角坐标时,节点电压可以表示为 (1) baseMVA baseMVA是一个标量,用来设置基准容量。对于计算中采用有名值,可以根据实际情况设置,在本文设计中设置为100MVA。 (2) bus data矩阵 bus矩阵是关于电网母线节点参数设计的矩阵,通过设置母线的参数来达到计算的目的,如表3.1所示,bus data有如下参数 Bus_itypePdQdGsBsAreaVmVabaseKVzoneVmaxVmin1197.644.20011.0393896-13.536631111.060.94其中,各项参数的含义为: bus_i用来设置母线编号,范围为1~29997。type用来设置母线类型,1为PQ节点,2为PV节点,3为平衡节点;Pd用来设置母线注入负荷的有功功率Qd用来设置母线注入负荷的无功功率Gs用来设置与母线并联的电导Bs用来设置与母线并联的电纳area 用来设置电网断面号,可设置范围为1~100,一般设置为1Vm用来设置母线电压的幅值初值Va用来设置母线电压的相角初值baseKV用来设置该母线的基准电压zone用来设置省耗分区号,可设置范围为1~999,一般设置为1Vmax用来设置工作时母线电压最高幅值Vmin用来设置工作时母线电压最低幅值(3) generator data矩阵 generator data矩阵是用来设置电网中发电机的参数,各项参数名称如表3.2所示: BusPgQgQmaxQminVgmBasestatusPmaxPminPc1Pc2Qc1minQc1maxQc2minQc2maxamp_agcRamp_10Ramp_30Ramp_q176502073001501.05256100172500000000000其中, bus用来设置接入发电机的母线编号 Pg用来设置接入发电机的有功功率,注意功率输入的是有名值 Qg用来设置接入发电机的无功功率 Qmax用来设置接入发电机的无功功率的最大允许值 Qmin用来设置接入发电机的无功功率的最小允许值 Vg用来设置接入发电机的工作电压,注意输入的是标幺值 mBase用来设置接入发电机的功率基准 status用来设置发电机的工作状态,1表示投入运行,2表示投出运行 Pmax用来设置接入发电机的无功功率的最大允许值 Pmin用来设置接入发电机的无功功率的最小允许值 其余的Pc1,Pc2,Qc1min,Qc1max,Qc2min,Qc2max,ramp_agc,ramp_10,ramp_30,ramp_q,apf均表示发电机其他特征量,在实际计算中可以设置为0 (4) branch data矩阵 brach data是一个矩阵,用来设置电网中各个支路之间的参数,矩阵参数名称如表3.3所示: fbustbusrxbrateArateBrateCratioangleStatusangminangmax120.00350.04110.6987600600600001-360360其中, fbus用来设置支路起始节点编号tbus用来设置支路终止节点编号r用来设置该支路电阻,注意阻抗导纳等参数输入的都是标幺值x用来设置该支路电抗b用来设置该支路电纳rateA用来设置该支路长期允许功率rateB用来设置该支路短期允许功率rateC用来设置该支路紧急允许功率ratio用来设置该支路变比,若该支路仅仅为导线则设置为0,若含有变压器,则该变比为fbus侧母线基准电压与tbus侧基准变压之比angle用来设置支路的相位角度,如果支路元件为变压器,则就是变压器的转角,如果支路元件不是变压器,则相位角度为0度status用来设置支路工作状态,1表示投入运行,0表示退出运行(5) generator cost data矩阵 一般来说,generator cost data矩阵保持原有默认的设计,不作修改。 基于Matpower的潮流计算矩阵的设计,需要改变如上矩阵的参数,使其满足收敛条件,最终得到相应的计算结果,因此熟悉Matpower矩阵的编写对于最终的仿真结果有着极其重要的意义。 第四部分 电力系统节点导纳矩阵 1.节点导纳矩阵简介 电力网络中的运行状态可以用节点方程或者回路方程进行描述,节点方程以母线电压作为待求量,节点方程的求解结果对于潮流计算应用广泛。 一般地,对于有n个独立节点的网络,可以列写出n个节点方程 基于上述原理,编写出电力系统的节点导纳矩阵的计算代码 N1=input('输入节点数,N1='); L1=input('输入支路数,L1='); Y=zeros(N1);G=zeros(N1);B=zeros(N1); B1=[ 1 2 0.0035 0.0411 0.6987 600 600 600 0 0 1 -360 360; 1 14 0.0023 0.0353 0.3804 900 900 900 0 0 1 -360 360; 1 27 0.0014 0.025 0.75 1000 1000 1000 0 0 1 -360 360; 2 3 0.0013 0.0213 0.2214 500 500 500 0 0 1 -360 360; 2 28 0.0067 0.0086 0.146 500 500 500 0 0 1 -360 360; 3 4 0.0013 0.0151 0.2572 500 500 500 0 0 1 -360 360; 3 12 0.0011 0.0133 0.2138 500 500 500 0 0 1 -360 360; 4 5 0.0004 0.0046 0.078 900 900 900 0 0 1 -360 360; 4 20 0.0022 0.035 0.361 600 600 600 0 0 1 -360 360; 5 6 0 0.025 0 1800 1800 1800 1.07 0 1 -360 360; 5 25 0.002 0.0353 0.3804 900 900 900 0 0 1 -360 360; 5 12 0.004 0.0232 0.531 600 600 600 0 0 1 -360 360; 6 7 0.0016 0.0435 0 500 500 500 1.06 0 1 -360 360; 6 18 0.0004 0.043 0.729 600 600 600 0 0 1 -360 360; 7 8 0.0009 0.0094 0.171 600 600 600 0 0 1 -360 360; 7 13 0.0016 0.0435 0 500 500 500 1.06 0 1 -360 360; 8 23 0.0018 0.0217 0.366 600 600 600 0 0 1 -360 360; 9 10 0.0007 0.0089 0.1342 600 600 600 0 0 1 -360 360; 9 19 0.0003 0.0059 0.068 600 600 600 0 0 1 -360 360; 10 11 0.0007 0.0082 0.1319 600 600 600 0 0 1 -360 360; 10 18 0.0013 0.0173 0.3216 600 600 600 0 0 1 -360 360; 11 12 0.0008 0.014 0.2565 900 900 900 0 0 1 -360 360; 12 16 0.0032 0.0323 0.531 600 600 600 0 0 1 -360 360; 13 17 0.0006 0.0232 0 900 900 2500 0 0 1 -360 360; 14 20 0.0057 0.0625 1.029 600 600 600 0 0 1 -360 360; 15 19 0.0043 0.0474 0.7802 600 600 600 0 0 1 -360 360; 20 17 0.0014 0.0151 0.249 600 600 600 1.032 0 1 -360 360; 21 22 0.0014 0.0147 0.2396 600 600 600 0 0 1 -360 360; 22 23 0.0008 0.0156 0 1200 1200 2500 1.25 0 1 -360 360; 23 18 0.0006 0.0096 0.1846 0 0 0 0 0 1 -360 360; 23 24 0 0.0143 0 900 900 2500 1.25 0 1 -360 360; 24 25 0.0032 0.0323 0.531 600 600 600 0 0 1 -360 360; 25 26 0.0005 0.0272 0 900 900 2500 0 0 1 -360 360; 26 27 0.0006 0.0232 0 900 900 2500 1.25 0 1 -360 360; 27 28 0.0043 0.0474 0.7802 600 600 600 0 0 1 -360 360;]; for m1=1:N1 I=B1(m1,1); J=B1(m1,2); R=B1(m1,3); X=B1(m1,4); k=B1(m1,5); if I*J==0 if I==0 G(j,J)=G(J,J)+R; B(J,J)=B(J,J)+X; else G(I,I)=G(I,I)+R; B(I,I)=B(I,I)+X; end elseif I*J>0 B(I,I)=B(I,I)+k; B(J,J)=B(J,J)+k; k=1; else if I |
今日新闻 |
推荐新闻 |
CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3 |