向美齡 重慶化工職業(yè)學院

引言：在當今電力系統(tǒng)分析當中，潮流計算是非常重要的一個環(huán)節(jié)，是網(wǎng)絡(luò)故障處理、狀態(tài)估計、無功優(yōu)化等分析的基礎(chǔ)。當前的潮流計算方法有很多，例如：牛拉法，前推回推法，回路分析法等等，但是通常編程比較復雜，因此，對于規(guī)模越來越大的電力系統(tǒng)，需要一種更加方便實用的潮流計算工具。

本文所要介紹的Matpower潮流計算軟件是一個基于Matlab M文件的組建包，它不僅能夠進行常規(guī)電力潮流運算，同時還能夠做最優(yōu)潮流運算，是一種容易使用和能更新的仿真工具。然后將其用于新疆某油田復雜配電網(wǎng)的潮流運算，驗證了該軟件的可行性和有效性。

1 Matpower簡介

Matpower是一個基于Matlab M文件的組建包，它不僅能夠做常規(guī)電力潮流運算，同時還能夠做最優(yōu)潮流運算，是為了輔助研究人員所提供的一種容易使用和能更新的仿真工具。Matpower是基于盡可能簡單易懂的設(shè)計理念所提出的。在Matpower當中，可以用來定義及返回變量baseMVA，bus，branch，gen等。其中，baseMVA是一個標量，用以設(shè)置基準容量。bus則表示的是一個矩陣，是設(shè)置電力網(wǎng)絡(luò)中各個母線參數(shù)的，格式為bus-i，type，Pd，Qd，Gs，Bs，area，Vm，Va，baseKV，zone，Vmax，Vmin。branch也表示一個矩陣，是用做設(shè)置電力網(wǎng)絡(luò)當中各個支路參數(shù)的，格式為 fbus，tbus，r，x，b，rateA，rateB，rateC，ratio，angle，status。gen也表示一個矩陣，用做設(shè)置接入到網(wǎng)絡(luò)當中各發(fā)電機或電源的參數(shù)的，格式為 bus，Pg，Qg，Qmax，Qmin，Vg，mBase，status，Pmax，Pmin。

另外，Matpower當中其他幾種函數(shù)的定義：rcdf2matp.m是將數(shù)據(jù)從IEEECDF格式轉(zhuǎn)換成Matpower格式；rundcopf.m執(zhí)行直流最優(yōu)潮流計算； rundcpf.m執(zhí)行直流潮流計算；runcomp.m是運行兩個最優(yōu)潮流并且比較它們的結(jié)果；runduopf.m運行可以處理的高價機組停機的直流OPF；runuopf.m運行可以處理高價機組停機的OPF。

2 算例分析

利用前文所介紹的Matpower軟件在新疆某油田配電網(wǎng)上進行潮流計算。

該油田配網(wǎng)的拓撲圖如圖1所示。

圖1 油田配電網(wǎng)拓撲圖

從拓撲圖可以看出該算例的結(jié)構(gòu)較復雜，節(jié)點共有110個，每個節(jié)點也即一條母線，各供電線路則在母線下面，支路數(shù)共計109條。已知該算例的基準計算功率為100MV A，電源點的基準電壓設(shè)置為1.02(p.u.)，即為 6.12kV，且電源處的有功容量、無功容量分別為10MW、9Mvar。支路參數(shù)，負荷參數(shù)詳見文獻。由于節(jié)點數(shù)眾多，這里例舉前6個節(jié)點參數(shù)設(shè)置。負荷參數(shù)及電源參數(shù)設(shè)置同理。

在Matpower軟件中輸入所有已知參數(shù)，如圖2所示。

圖2 節(jié)點參數(shù)設(shè)置

潮流計算所得各電壓幅值結(jié)果如圖3所示。

圖3 各節(jié)點電壓幅值

3 結(jié)束語

本文介紹了一種實用方便的潮流計算軟件—Matpower，并對新疆某油田配電網(wǎng)進行了潮流計算，結(jié)果表明了該軟件對于復雜電力系統(tǒng)潮流運算的可行性和有效性。除此之外，Matpower在電力系統(tǒng)的其他領(lǐng)域也有更廣泛的應用。