1、1基于 Matpower2 机 5 节点系统的潮流计算方法引 言Matpower 是基于 Matlab M 文件的组建包，主要用来解决电力潮流和优化潮流的问题。Matpower 的设计理念是尽可能简单易懂，它可以执行电力常规潮流运算，如牛顿拉夫逊法，P-Q 分解法等，也可以执行最优潮流程序。本文主要对执行常规的潮流计算进行分析。1 Matpower 的简介Matpower 是基于 Matlab M 文件的组建包，主要用来解决电力潮流和优化潮流的问题。Matpower 的设计理念是尽可能简单易懂，它可以执行电力常规潮流运算，如牛顿拉夫逊法，P-Q 分解法等，也可以执行最优潮流程序。本文主要对执行
2、常规的潮流计算进行分析。 Matpower 简介 Matpower 所用的所有数据文件均为 Matlab 的 M 文件或者 MAT 文件，可用来定义和返回变量BaseMVA，bus，branch ， gen 等4。其中，BaseMVA 变量是一个标量，用来设置基准容量。bus 变量是一个矩阵，用来设置电网中各母线参数，其格式为bus-i，type， Pd，Qd，Gs，Bs，area， Vm， Va， baseKV， zone， Vmax， Vmin。格式中的 bus-i 用来设置母线编号，范围为 1299 970； type 用来设置母线类型，1 为 PQ 节点母线，2 为 PV 节点母线，3
3、 为平衡(参考)节点母线；Pd和 Qd 用来设置母线注入负荷的有功和无功功率； Gs， Bs 用来设置与母线并联电导和电纳；baseKV 用来设置该母线的基准电压；Vm 和 Va 用来设置母线电压的幅值和相位初值；Vmax 和 Vmin 用来设置工作时母线的最高与最低电压幅值；area 和 zone 用来设置电网断面号和省耗分区号，一般都设置为 1，设置范围分别为 1100 和 19 9905。branch 变量也是一个矩阵，用来设置电网中各支路参数，其格式为 fbus， tbus， r， x， b，rateA， rateB， rateC， ratio， angle， status。fbus
4、和tbus 用来设置该支路由起始节点(母线)编号和终点节点(母线)编号；r，x 和 b 用来设置该支路的电阻、电抗和充电电纳；rateA，rateB 和 rateC 分别用来设置该内蒙古科技大学课程设计说明书2支路的长期、短期和紧急允许功率；ratio 用来设置该支路的变比，如果支路元件仅仅是导线则为 0，如果支路元件为变压器，则该变比为 fbus 侧母线的基准电压与 tbus 侧母线的基准电压之比；angle 用来设置支路的相位角度，如果支路元件为变压器，其值就是变压器的转角，如果支路元件不是变压器，则相位角度为 0。gen 变量也是一个矩阵，用来设置接入电网中的发电机(电源)参数，其格式为
5、 bus，Pg ，Qg，Qmax，Qmin， Vg， mBase， status， Pmax， Pmin。bus 用来设置接入发电机(电源)的母线编号；Pg 和 Qg 用来设置接入发电机(电源 )的有功和无功功率；Pmax 和 Pmin 用来设置接入发电机(电源)的有功功率的最大、最小允许值；Qmax 和 Qmin 用来设置接入发电机(电源)的无功功率最大、最小允许值；Vg 用来设置接入发电机(电源 )的工作电压；mBase 用来设置接入发电机( 电源) 的功率基准；status 用来设置发电机(电源)工作状态，1 表示投入运行，0 表示退出运行。Matpower 中几种函数的定义：rcdf2
6、matp.m 是将数据从 IEEE CDF 格式转换成 MATPOWER 格式；runcomp.m 运行两个最优潮流并且比较它们的结果；rundcopf.m 运行直流最优潮流计算； rundcpf.m 运行直流潮流计算； runduopf.m运行可以处理高价机组停机的直流 OPF；runopf.m 是运行最优潮流计算程序，可运行一个潮流计算程序；runuopf.m 运行可以处理高价机组停机的 OPF。本文应用的是 runpf.m，即将编写好的程序存为 casei(i 是自己设定的序号)，并存在 Matpower 的文件夹下，接着在 Matlab 的命令窗口输入 runpf(casei)，然后回
7、车即可得到结果。2 潮流计算本文以两机五节点系统为例来对其电网潮流情况进行分析。系统接线图如下：内蒙古科技大学课程设计说明书3GG0 . 0 8 + j 0 . 2 4 0 . 0 1 + j 0 . 0 30.06+j0.180.06+j0.180 . 0 4 + j 0 . 1 20.08+j0.240.02+j0.060 . 4 5 + j 0 . 1 5 0 . 4 + j 0 . 0 50 . 6 + j 0 . 1- ( 0 . 2 + j 0 . 2 )123 45系统接线图（其中节点 1 为平衡节点，节点 2、3、4、5 为 PQ 节点。 ）该系统的基准容量是 100MVA，有 5 个节点数，每个节点就是一条母线，母线下有各供电线路，支路数为 3 条。 电源点的基准电压设为 1.05(p.u.)，电源点有功容量为 500 MW，电源点无功容量为 0 Mvar。其已知的节点参数、发电机参数和支路参数如图 1 所示。 将已知参数输入 Matpower 软件系统，通过运行分析，所得到的各节点和支路的计算参数如图 2 所示。 图一内蒙古科技大学课程设计说明书4图二（1）内蒙古科技大学课程设计说明书5
