MATPOWER在电力系统潮流计算中的应用,MATPOWER【范本模板】

MATPOWER是一个用MATLAB的M文件编写,用来解决电力系统潮流计算和优化潮流计算问题的软件包.MATPOWER特点是简单、易懂且程序代码公开，这为电力系统专业学生深入学习和理解掌握潮流计算中的难点（如节点导纳矩阵、算法及迭代过程等）提供了一个开放、便捷的平台。下面是MATPOWE4.0在电力系统潮流计算中的一个具体实例，仅供学习电力系统专业的读者参考。读者利用MATPOWER进行潮流计算时，结构体mpc各字段的形式可参照case2_5。m进行编写。

图1 2机5节点系统

对图1的2机5节点系统（具体参数参见：现代电力系统分析-王锡凡），按“version 2”格式编写成的case2_5.m的程序清单如下：

function mpc=case2_5

% MATPOWER Case Format：Version 2 mpc.version='2'；

%％—————-Power Flow Data—--—--%％ %% system MVA base mpc。baseMVA=100;

％％ Bus data

％ bus_i type Pd Qd Gs Bs area Vm Va baseKV zone Vmax Vmin

mpc。bus=[

1 1 160 80 0 0 1 1 0 100 1 1.1 0。94; 2 1 200 100 0 0 1 1 0 100 1 1。1 0.94; 3 1 370 130 0 0 1 1 0 100 1 1.1 0。94; 4 2 0 0 0 0 1 1.05 0 100 1 1。1 0。94;

5 3 0 0 0 0 1 1。05 0 100 1 1.1 0.94； ］;

％% generator data

％ bus Pg Qg Qmax Qmin Vg mbase status Pmax Pmin mpc。gen=[

4 500 0 99990 —9999 1.05 100 1 600 0; 5 0 0 99990 —9999 1。05 100 1 600 0； ］;

%％ branch data

% fbus tbus r x b rataA rataB rataC ratio angle status angmin angmax mpc。branch=[

2 1 0.04 0。25 0。5 0 0 0 0 0 1 -360 360; 3 1 0.1 0。35 0 0 0 0 0 0 1 -360 360; 3 2 0.08 0。3 0。5 0 0 0 0 0 1 —360 360； 3 5 0 0。03 0 0 0 0 1。05 0 1 —360 360； 2 4 0 0.015 0 0 0 0 1。05 0 1 -360 360； ］； Return

当采用牛顿—拉夫逊法计算case2_5.m交流电网潮流时，在MATLAB的名令窗口输入以下命令即可 〉〉 runpf（'case2_5’）

计算输出结果如下:

MATPOWER Version 4.0, 07—Feb-2011 -- AC Power Flow （Newton） Newton’s method power flow converged in 5 iterations. Converged in 0。04 seconds

===================================================================== System Summary ===================================================================== How many? How much？ P （MW) Q （MVAr)

---—-----—-—-—-—--—-—————-—---—-—-—————-————---——-———-—--——--—--————— Buses 5 Total Gen Capacity 1200。0 -19998。0 to 199980.0 Generators 2 On-line Capacity 1200.0 -19998。0 to 199980.0 Committed Gens 2 Generation 757.9 411.2 Loads 3 Load 730。0 310.0 Fixed 3 Fixed 730.0 310。0 Dispatchable 0 Dispatchable 0.0 of 0。0 0.0 Shunts 0 Shunt （inj) 0.0 0.0

Branches 5 Losses （I^2 * Z） 27。94 204.78 Transformers 2 Branch Charging （inj） —— 103。5 Inter—ties 0 Total Inter—tie Flow 0.0 0。0 Areas 1

Minimum Maximum

————-—-—--——--—-—-——-—-—-——-—-——--—-—--—-——-———----————-—-——-—-—-————

Voltage Magnitude 0。862 p.u。 ＠ bus 1 1。078 p.u。 @ bus 2 Voltage Angle —4.78 deg ＠ bus 1 21。84 deg ＠ bus 4 P Losses (I^2*R) — 13。81 MW ＠ line 3—2

Q Losses (I^2*X) - 73.98 MVAr ＠ line 2-1

=====================================================================

Bus Data ===================================================================== Bus Voltage Generation Load

# Mag（pu） Ang(deg） P （MW) Q (MVAr) P (MW) Q (MVAr） ———-— --—--—- ———----— ---—--—— --——-—-- -—--———- --—-——--

1 0。862 -4.779 - — 160.00 80。00 2 1。078 17.8 - — 200。00 100。00 3 1。036 —4.282 — — 370.00 130.00 4 1。050 21。843 500.00 181。31 — - 5 1.050 0.000 257。94 229.94 - —

——-——-—-———--—------—--—-——-———-—--—-—---—----—-—-—-—----———-—-——-——-

Total： 757。94 411.25 730。00 310.00

=====================================================================

Branch Data ===================================================================== Brnch From To From Bus Injection To Bus Injection Loss (I^2 ＊ Z)

# Bus Bus P （MW） Q （MVAr） P （MW） Q (MVAr) P （MW) Q （MVAr) —-——--—--———-——-—-———————-———-—---—----—-——---—---———---—-—-——-—-—---

1 2 1 158.45 67。26 -146.62 —40。91 11。837 73.98

2 3 1 15.68 47。13 —13。38 —39。09 2。297 8。04

3 3 2 —127.74 20。32 141.55 —24.43 13.809 51.78

4 3 5 -257。94 —197.45 257.94 229.94 0。000 32。49

5 2 4 -500。00 -142.82 500.00 181.31 0.000 38.49

--—---——-----—-—---————-—-

Total: 27.943 204。78

最后向读者介绍几款常用的潮流计算软件：1。MATLAB的M文件编写的MATPOWER4.1； 2.中国电力科学研究院的PASAP;3。美国Bonnevile电力局的BPA；4.美国PTI公司的PSS/E;5.美国电力科学研究院的ETMSP。