应用介绍

简单的电力系统计算工具包, 用于求解普通潮流, 交直流潮流, OPF, 故障, 暂态稳定.

电力系统分析常用工具

1. 安装

将下面两个路径(本工程下)添加至 MATLAB 的环境变量中并重启即可, 可参考 matpower 的安装方式

./libs

./framework/functions

2. 如何使用

普通潮流:

目前的启动方式有 0-1 启动与直流潮流启动, 算法有牛顿-拉夫逊法与 PQ 分解法(FD, FDBX, FDXB)

% 创建稳态分析实例

ss = Model.SteadyState();

ss.init('case9');

% 设置求解器的基本信息

solver.method = 'NR';   % NR, FD, FDBX, FDXB

solver.n_iters_max = 10;

solver.epsilon = 1e-5;

solver.start = 'flat';  % flat, dc

% 计算潮流, 完成后可直接查看 ss 变量的字段

res = ss.solvePowerFlow(solver);

% 打印报告

viewModel = View.Plain();

config.documentName = ['report_steady_', 'case9', '.txt'];

viewModel.getPowerFlowReport(ss, config, res);

最优潮流：

目前仅支持内点法, 求解思路参考王锡凡《现代电力系统分析》第三章的算例

% 创建稳态分析实例

ss = Model.SteadyState();

ss.init('case5_test');

% 设置求解器的基本信息

solver.n_iters_max = 50;  % 最大迭代次数

solver.epsilon = 1e-6;     % 对偶间隙需满足的精度

solver.sigma = 0.1;        % 向心参数

% 求解 OPF, 完成后可查看 ss.opf 中的相关字段

ss.solveOptimalPowerFlow(solver);

两端直流输电系统独立计算

换流变压器变比自动调节允许 1:0.95, 1:0.975, 1:1, 1:1.025, 1:1.05 共 5 档 目前稳态分析中仅支持整流侧定电流, 逆变侧定熄弧角的运行方式, 暂态分析中支持以下 3 种运行方式:

整流侧定电流, 逆变侧定熄弧角

整流侧定最小触发角, 逆变侧定电流

过渡运行方式

% 创建一般的直流输电系统实例并初始化

hvdc = Model.HVDC();

hvdc.init(dcm_com());

% 两个换流站分别加交流电压

hvdc.render(1.032, 1.061);

% 运行完成后可调用 hvdc.toString() 并打印获取结果

交直流潮流

目前仅支持交替求解, 有 bug

% 创建稳态分析实例

ss = Model.SteadyState();

ss.init('case14_int');

% 创建一般的直流输电系统实例并初始化

hvdc = Model.HVDC();

hvdc.init(dcm_com());

% 向交流系统中挂载直流系统

ss.hvdcInit(hvdc)

% 设置求解器的基本信息

solver.method = 'NR';

solver.n_iters_max = 20;

solver.epsilon = 1e-6;

% 计算潮流, 完成后可直接查看 ss 变量的字段, 直流输电系统的参数保存在 ss.hvdc 中

ss.solvePowerFlow(solver);

稳态故障分析

在确保有稳态数据文件的前提下, 在 ./framework/functions 目录下添加故障分析数据文件(xxx_ft.m).

目前支持单点故障(单相短路, 两相短路, 两相短路接地 三相短路接地)计算, 支持自定义故障相, 故障阻抗, 变压器接线, 变压器接地阻抗, 发电机接线, 发电机正负序与接地阻抗等.

% 创建故障分析模型

ft = Model.Fault();

ft.init(getMpcFault('case9'));

% 求解

res = ft.solveFault([], getMpcSteady('case9'));

% 打印报告

viewModel = View.Plain();

config.documentName = ['report_fault_', 'case9', '.txt'];

viewModel.getFaultReport(ft, config, res);