仿真電路介紹

仿真電路介紹在本次仿真中，建立了一個三機六節(jié)點的小型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡，使用PSASP軟件繪制電路圖如下;在電路中包含3個發(fā)電機組，其中連接4和6節(jié)點的發(fā)電機所發(fā)無功和有功均為已知量，5節(jié)點作為1個平衡節(jié)點，未給出功率情況。根據(jù)電路結構編寫MATLAB的M文件將編寫的M文件命名為case3_6,并將其保存到對應文件夾下。functionmpc=case2_5%%MATPOWERCaseFormat:Version2mpc.version='2';%%-----PowerFlowData-----%%%%systemMVAbasempc.baseMVA=100;%%busdata%bus_itypePdQdGsBsareaVmVabaseKVzoneVmaxVmin%第1列bus_i,表示節(jié)點號%第2列type,表示節(jié)點類型，PQ節(jié)點為1，PV節(jié)點為2，參考節(jié)點為3，%第3列Pd,表示負荷所需要的有功功率（所有數(shù)據(jù)都是正數(shù)）（有銘值）（MVA）%第4列Qd,表示負荷所需要的無功功率（所有數(shù)據(jù)都是正數(shù)）（有銘值）(MVar)%第5列Gs,表示和節(jié)點并聯(lián)的電導，非線路上的電導，一般該列為0%第6列Bs,表示和節(jié)點并聯(lián)的電納，非線路上的電納，一般該列為0%第7列area，表示母線的斷面號，一般設置為1%第8列Vm,表示該節(jié)點電壓的初始幅值（設置成標幺值）%第9列Va,表示該節(jié)點電壓的初始相位角%第10列baseKV,表示該節(jié)點的基準電壓（有銘值）(KV)%第11列zone,表示母線的省損耗區(qū)域，一般設置為1%第12列Vmax,該節(jié)點所能承受的最大電壓（標幺值）%第13列Vmin，該節(jié)點所能接受的最小電壓（標幺值）mpc.bus=[11160800011010011.10.94;212001000011010011.10.94;313701300011010011.10.94;42000011.050010011.10.94;53000011.050010011.10.94;6180100011010011.10.94;]%%generatordata%%generatordata%busPgQgQmaxQminVgmBasestatusPmaxPminPc1Pc2Qc1minQc1maxQc2minQc2maxramp_agcramp_10ramp_30ramp_qapf%第1列busnumber:發(fā)電機節(jié)點的編號%第2列Pg,realpoweroutput(MW):發(fā)電機節(jié)點輸出的有功，如果為平衡節(jié)點則設置為0（有銘值）%第3列Qg,reactivepoweroutput(MW):發(fā)電機節(jié)點輸出的無功，如果為平衡節(jié)點則設置為0（有銘值）%第4列Qmax,maximumreactivepoweroutput(MVar):該節(jié)點能接受輸出的最大無功功率（有銘值）%第5列Qmin,minimumreactivepoweroutput(MVar):該節(jié)點能接受輸出的最小無功功率（有銘值）%第6列Vg,voltagemagnitudesetpoint(p.u.)：該節(jié)點電壓的標幺值%第7列mBase,totalMVAbaseofthismachine,defaulttobaseMVA:該發(fā)電機的容量（有銘值）%第8列status，>0machineinservice%<=0machineoutofservice表示發(fā)電機的運行狀態(tài)，1表示投入，0表示未投入%第9列Pmax,maximumrealpoweroutput(MW):允許輸出的最大有功功率%第10列Pmin,minimumrealpoweroutput(MW):允許輸出的最小有功功率mpc.gen=[450009990-99991.051001600000000000000;5009990-99991.051001600000000000000;6600809990-99901.051001800000000000000;]%%branchdata支路參數(shù)%fbustbusrxbrateArateBrateCratioanglestatusangminangmax%第1列fbus,frombusnumber,支路首端號%第2列tbus,tobusnumber,支路末端號%第3列r,resistance(p.u.):支路電阻的標幺值%第4列x,reactance(p.u.):支路電抗的標幺值%第5列b,totallinechargingsusceptance(p.u.):支路電納的標幺值（注意：是整條支路的電納值）%第6列rateA,MVAratingA(longtermrating):長距離輸電支路所允許的容量（有銘值）%第7列rateB,MVAratingB(shorttermrating):短距離輸電支路所允許的容量（有銘值）%第8列rateC,MVAratingC(emergencyrating):緊急輸電支路所允許的容量（有銘值）%第9列ratio,transformeroffnominalturnsratio(=0forlines)(tapsat'from'bus,impedanceat'to'bus,i.e.ifr=x=0,thenratio=Vf/Vt):%支路變比，不含變壓器設置為0，含有變壓器變比為支路首端電壓和末端電壓之比%第10列angle,transformerphaseshiftangle(degrees),positive=>delay:該參數(shù)設置為0%第11列initialbranchststus,1-inservice,0-outofservice:該支路是否投入運行%第12列minimumangledifference,angle(Vf)-angle(Vt)(degrees)：該支路所允許最小相位角度%第13列maximumangledifference,angle(Vf)-angle(Vt)(degrees)：該支路所允許最大相位角度mpc.branch=[210.040.250.5000001-360360;310.10.350000001-360360;230.080.30.5000001-360360;3500.0300001.0501-360360;2400.01500001.0501-360360;6400.01400001.0501-360360;610.180.60.5000001-360360;]%%-----OPFData-----%%%%areadata%arearefbusmpc.areas=[11;];%%generatorcostdata%1startupshutdownnx1y1...xnyn%2startupshutdownnc(n-1)...c0mpc.gencost=[21500030.115150;22000030.0851.2600;23000030.12251335;];return;普通電力潮流計算（1）計算過程及結果在MATLAB的CommandWindow窗口調用runpf函數(shù)，>>runpf('case3_6')運行后可得計算結果如下：mpc=version:'2'baseMVA:100bus:[6x13double]mpc=version:'2'baseMVA:100bus:[6x13double]gen:[3x21double]mpc=version:'2'baseMVA:100bus:[6x13double]gen:[3x21double]branch:[7x13double]（2）數(shù)據(jù)分析在BranchData中可以看出，在該小型網(wǎng)絡中各支路上流動的功率情況和損耗情況，從結果來看，這種潮流計算方法存在很多問題。首先損耗過大，總的有功功率網(wǎng)速為411.189KW，占發(fā)電機發(fā)出有功功率的30%，無功功率網(wǎng)損2500.70KW，更是達到了發(fā)電機發(fā)出無功功率的90%。電力系統(tǒng)在給用戶提供優(yōu)質，安全的電能基礎上，更要減小網(wǎng)絡中的損耗，提高電力系統(tǒng)運行的經濟性，因此，考慮再次基礎上，優(yōu)化潮流計算方法。最優(yōu)潮流計算計算過程及結果輸入>>runopf('case3_6')運行結果：mpc=version:'2'baseMVA:100bus:[6x13double]mpc=version:'2'baseMVA:100bus:[6x13double]gen:[3x21double]mpc=version:'2'baseMVA:100bus:[6x13double]gen:[3x21double]branch:[7x13double]（2）數(shù)據(jù)分析對比之前結果可以看出，此時的潮流分布有效的減少了網(wǎng)損，有功損耗下降至9.354KW，僅占發(fā)電機發(fā)出有功功率的1.14%,無功損耗下降為99.39。電力系統(tǒng)在運行過程中不適宜遠距離輸送太多的無功功率，因此進行無功功率負荷的補償是解決負荷對無功需求的主要手段，通過設置補償裝置減少負荷對電力系統(tǒng)無功功率的需求，從而減小網(wǎng)絡中的功率損耗，提高經濟性。3、機組的優(yōu)化組合在實際的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡中，各個發(fā)電廠自身也會消耗一部分電能，同時，不同的發(fā)電廠消耗煤炭的量與產出電能的能力也不同，因此，如果條件允許的時候，應該關停一些煤炭利用率比較低，自身耗能較多的電廠。在該仿真中，同樣進行了機組的優(yōu)化組合運算；>>runuopf('case3_6')運行結果如下：因為所設網(wǎng)絡較小，所以結果并未顯示出該方法與第二種優(yōu)化的區(qū)別。并聯(lián)電容器進行無功補償。經過計算可以看出，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡對無功損耗較大，考慮在負荷側直接補償。調高負荷的功率因數(shù)，減少負荷對電力網(wǎng)絡供給的無功功率的需求。按照公式進行補償。或者結合電力電子技術在電力網(wǎng)絡中設置靜止無功補償器，平滑調節(jié)無功功率的補償，隨負荷的變化而自動的調節(jié)?？偨Y及心得體會電力系統(tǒng)運行除了要達到供電的質量，和安全可靠供電外，從國家電力部門角度來看，經濟性也是很重要的。而潮流計算在這個過程中必不可少，且從實際學習中也體會到，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡