基于SimPowerSystems的电力系统潮流分析与仿真

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1、基于SimPowerSystems的电力系统潮流分析与仿真王硕禾万健如贾凯宾(天津大学天津300072；年i家庄铁道学院石家庄050043)摘要：本文给出了一种基于SimPowerSystems的电力系统潮流计算程序和仿真模型的设计方法．该方法以牛顿一拉夫逊算法为核心，运用稀疏矩阵技术来减少存储量、加快计算速度；在SimPowerSystems；g境下，建立电力系统仿真模型，进行潮流分析仿真．给出了应用该方法的具体步骤，讨论了该方法的应用特点。关键词：电力系统；仿真；潮流分析；牛顿一拉夫逊算法中图分类号：：TM761TheLoadFlow

2、AnalysisandSimulationofElectricPowerSystemOntheBasedofSimPowerSystemsWangShuoheWanJianruJiaKaibin(TmajinUniversity,Tmnjin300072：ShijiazhuangRailwayInstitute，s叫iazhuang，050043，China)Abstract：Inthispaper,thedesignme．thodoftheloadflowcalculationprogramandsimulationmodelofele

3、ctricpowersystemonthebasedofSimPowerSystemswasgiven．ThismethodtookNewton-Raphsonasthecorealgorithm，usethesparsematrixtechniquetoreducethereservesandspeedupthecomputation．Then，undertheenvironmentofSimPowerSystems，establishthesimulationmodelofelectricpowersystemforproceedth

4、eloadflowanalysisandsimulation．TheidiographicsteptoapplythismethodWasgiven．Thecharacteristicofapplicationwasdiscussed．Keywords：powersystem；simulation；loadflowanalysis；Newton-Raphsonalgorithm引言目前的电力系统仿真研究工作主要集中在潮流分析计算、电磁暂态分析、机电暂态分析等。常用的潮流计算方法有牛顿一拉夫逊法、P—Q分解法、最优潮流计算等。在稀疏矩阵、优

5、化节点编号、因子表等技术应用于牛顿一拉夫逊法后，其得到广泛应用。本文利用MATLAB软件以一个五节点妻】，玎矽j：掣挚，(扛l，2，3，⋯，疗)(1)i=lUi兰z盯j』：掣堕，(f-1，2，3，⋯，，1)(2)i=l。Ui环网的潮流计算问题为例，以牛顿一拉夫逊算法为核心，编式中r制程序来完成环网的节点电压、线路功率等潮流计算；同时，Pf一节点，向网络注入的有功功率(唧)：根据该环网系统的元件参数、系统运行情况等在Q；一节点j向网络注入的无功功率(Mvar)；力系统的仿真模型，设置参数调通仿真模型后，利用电力系UJ一节点／的电压相量‘统分

6、析模块(Powergui)进行潮流计算。对两种方法得到的结U‘i’--节／Aj的电压共轭相量；果进行分析比较，最终，对应用MATLAB及其工具箱编制程，，一节点／的电流相量；用特点进行了讨论。y盯一节点导纳矩阵；1电力系统的潮流计算z玎一节点阻抗矩阵。电力系统潮流计算在数学上是一组多元非线性方程求用和处理，就形成了不同的潮流计算方法。以节点导纳矩阵解问题，解法离不开迭代，迭代方法有高斯一赛德尔法、牛为基础的牛顿一拉夫逊法收敛快、对计算机内存需求小，并顿一拉夫逊法等。潮流计算的基本方程为：可结合稀疏矩阵技术减少计算量，加快计算速度，成为目前

7、作者简介：王硕禾(1968一)男，天津大学博士研究生，石家庄铁道学期流计算的主要计算方法。利用牛顿一拉夫逊法修正方程式院副教授，研究方向电力电子与电力传动，电力系统计算机仿真。“3进行潮流计算的方程为：万健如(1950一)男，天津大学教授，博士生导师，研究方向为电力电子与电力传动，计算机控制．105辟=白芝(G；白一励厂，)+厂；妻(G；∥J+B，yej)辟=白∑(G；白一励厂，)+厂；∑(G扩f)，=礓I=1荐，、露，、Qiff至【G筘』一j5f口．厂，)一毋萎(G口，，+B筘J)式中：G盯一节点J、-，之间的电导(s)占仃一节点，、歹

8、之间的电纳(S)2潮流计算与仿真MATLAB是Mathworks公司推出的一种以矩阵为基本编程单元的程序设计语言，能够完成各种矩阵的运算与操作，并有较强的数据可视化功能，可实现潮流计算中矩阵求