电气专业课程设计--基于MATLAB的电力系统潮流计算

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1、 电气工程课程设计报告 题目：基于 MATLAB 的电力系统潮流计算 系系 别别 电 气 工 程 系 专业班级专业班级 电气 101 班 学生姓名学生姓名 学学 号号 指导教师指导教师 提交日期提交日期 2013 年 6 月 21 日 成成 绩绩 I 摘 要 潮流计算是研究电力系统稳态运行的一项基本运算， 是进行故障计算、继电保护 整定、安全分析的必要环节。它根据给定系统的网络结构及运行条件来确定整个系统的 运行状态，主要是各节点电压幅值相角、网络的功率分布及功率损耗等。它既是对电力 系统规划设计和运行方式合理性、可靠性及经济性进行的定量分析依据，又是电力系统 静态和暂态稳定计算的基础。 传统

2、的程序设计方法是结构化程序设计方法，该方法基于功能分解，把整个软件工 程看作是一个个对象的组合， 由于对某个特定问题域来说， 该对象组成基本不变， 因此， 这种基于对象分解方法设计的软件结构上比较稳定，但是比较麻烦。现在国内外已经有 成熟的专门应用于电力系统分析的计算软件， 如中国电力科学研究院 PASAP、 美国电力 局 BAP 等，这些软件功能强大但价格不，而且代码源不公开，不适合普通学者。本次 设计基于 MATLAB 语言编写的电力系统潮流计算和最优化计算软件 MATPOWER，其 最大优点是代码公开并且免费使用，本次设计将介绍利用该软件如何进行潮流分析计 算，并且介绍如何利用电力图形分

3、析界面 POWERGUI 对简单电力系统潮流分析。通过 算例，说明了该方法编程简便、 运算效率高并符合人们的思维习惯，计算结果能满足 工程计算需要，同时验证了该方法的有效性。 关键词：电力系统；潮流分析；MATLAB；MATPOWER 目 录 摘要 . I 第 1 章 绪论 1 1.1 选题背景及目的 1 1.2 MATPOWER 的简介 1 1.3 设计要求和设计指标 1 第 2 章 MATPOWER 使用介绍 . 2 2.1 MATPOWER 使用的数据格式 2 2.2 模型 3 2.3 电力潮流和最优潮流 4 2.4 最优潮流 5 2.5 MATPOWER 选项 6 第 3 章 电力系统

4、潮流计算 7 3.1 潮流计算的定义和应用 7 3.2 电力系统潮流计算方法 7 第 4 章 MATPOWER 在电力系统潮流计算上的应用 . 8 4.1 MATPOWER 的最优潮流解法 8 4.2 仿真分析 9 4.3 仿真结果 . 10 4.4 POWERGUI 在简单电力系统潮流计算中的应用 12 总结 13 参考文献 14 附录 电力系统图 15 齐齐哈尔大学计控学院电气工程系课程设计报告 1 第1章 绪 论 1.1 选题背景及目的 潮流计算是电力系统计算分析的一种最基本计算，通过求取在给定运行方式下电网 各节点电压、电流和功率分布来检查各元件是否过负荷、各点电压是否满足要求、功率

5、分布和功率省耗是否合理等电力系统状态情况，因此受到电力系统运行部门、科研机构 的高度重视。潮流计算最早是由人工进行计算，后来随着计算机技术的飞跃发展，利用 计算机语言编写潮流仿真计算软件来完成是目前主要计算方法，免费软件MATPOWER 最初的基于MATLAB的电力系统潮流和最优潮流代码和为项目POWER WEB 的需要编 写的，并且该软件完全免费。MATPOWER是一直广泛应用于电力系统的仿真分析。它 具有较好的扩展和衍生性能。作为一种仿真工具，它为用户提供了一个强大的灵活的仿 真环境。从而更好地对现实中的电力系统进行模拟分析和计算。 本次设计目的是通过利用 MATPOWER 对简单的电力系

6、统潮流计算分析， 掌握潮流 计算的基本方法，熟练 MATLAB 语言，巩固了电力系统分析课程的专业知识，为毕业 设计奠下良好基础。 1.2 MATPOWER 的简介 MATPOWER 是一个基于 matlab.m 文件的组建包， 用来解决电力潮流和优化潮流的 问题。它致力于为研究人员和教育从业者提供一种易于使用和可更新的仿真工具。 MATPOWER 的设计理念是用尽可能简单、易懂，可更新的代码来实现最优秀的功能。 最初的基于 MATLAB 的电力系统潮流和最优潮流代码和为项目 POWER WEB 的需要 编写的，并且该软件完全免费。MATPOWER 是一直广泛应用于电力系统的仿真分析。 它具有较好的扩展和衍生性能。 1.3 设计要求和设计指标 本次设计通过利用 MATPOWER 仿真工具把给出的典型的电力系统潮流计算出来， 进而还可以进行潮流计算的最优算法，对不同的成本模型的默认 OPF 算法进行控制， 所得的结果借用特定的数据格式表达出来。 2 第2章 MATPOWE