仿真电路介绍

仿真电路介绍在本次仿真中，建立了一个三机六节点的小型电力系统网络，使用PSASP软件绘制电路图如下;在电路中包含3个发电机组，其中连接4和6节点的发电机所发无功和有功均为已知量，5节点作为1个平衡节点，未给出功率情况。根据电路结构编写MATLAB的M文件将编写的M文件命名为case3_6,并将其保存到对应文件夹下。functionmpc=case2_5%%MATPOWERCaseFormat:Version2mpc.version='2';%%-----PowerFlowData-----%%%%systemMVAbasempc.baseMVA=100;%%busdata%bus_itypePdQdGsBsareaVmVabaseKVzoneVmaxVmin%第1列bus_i,表示节点号%第2列type,表示节点类型，PQ节点为1，PV节点为2，参考节点为3，%第3列Pd,表示负荷所需要的有功功率（所有数据都是正数）（有銘值）（MVA）%第4列Qd,表示负荷所需要的无功功率（所有数据都是正数）（有銘值）(MVar)%第5列Gs,表示和节点并联的电导，非线路上的电导，一般该列为0%第6列Bs,表示和节点并联的电纳，非线路上的电纳，一般该列为0%第7列area，表示母线的断面号，一般设置为1%第8列Vm,表示该节点电压的初始幅值（设置成标幺值）%第9列Va,表示该节点电压的初始相位角%第10列baseKV,表示该节点的基准电压（有銘值）(KV)%第11列zone,表示母线的省损耗区域，一般设置为1%第12列Vmax,该节点所能承受的最大电压（标幺值）%第13列Vmin，该节点所能接受的最小电压（标幺值）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:发电机节点的编号%第2列Pg,realpoweroutput(MW):发电机节点输出的有功，如果为平衡节点则设置为0（有銘值）%第3列Qg,reactivepoweroutput(MW):发电机节点输出的无功，如果为平衡节点则设置为0（有銘值）%第4列Qmax,maximumreactivepoweroutput(MVar):该节点能接受输出的最大无功功率（有銘值）%第5列Qmin,minimumreactivepoweroutput(MVar):该节点能接受输出的最小无功功率（有銘值）%第6列Vg,voltagemagnitudesetpoint(p.u.)：该节点电压的标幺值%第7列mBase,totalMVAbaseofthismachine,defaulttobaseMVA:该发电机的容量（有銘值）%第8列status，>0machineinservice%<=0machineoutofservice表示发电机的运行状态，1表示投入，0表示未投入%第9列Pmax,maximumrealpoweroutput(MW):允许输出的最大有功功率%第10列Pmin,minimumrealpoweroutput(MW):允许输出的最小有功功率mpc.gen=[450009990-99991.051001600000000000000;5009990-99991.051001600000000000000;6600809990-99901.051001800000000000000;]%%branchdata支路参数%fbustbusrxbrateArateBrateCratioanglestatusangminangmax%第1列fbus,frombusnumber,支路首端号%第2列tbus,tobusnumber,支路末端号%第3列r,resistance(p.u.):支路电阻的标幺值%第4列x,reactance(p.u.):支路电抗的标幺值%第5列b,totallinechargingsusceptance(p.u.):支路电纳的标幺值（注意：是整条支路的电纳值）%第6列rateA,MVAratingA(longtermrating):长距离输电支路所允许的容量（有銘值）%第7列rateB,MVAratingB(shorttermrating):短距离输电支路所允许的容量（有銘值）%第8列rateC,MVAratingC(emergencyrating):紧急输电支路所允许的容量（有銘值）%第9列ratio,transformeroffnominalturnsratio(=0forlines)(tapsat'from'bus,impedanceat'to'bus,i.e.ifr=x=0,thenratio=Vf/Vt):%支路变比，不含变压器设置为0，含有变压器变比为支路首端电压和末端电压之比%第10列angle,transformerphaseshiftangle(degrees),positive=>delay:该参数设置为0%第11列initialbranchststus,1-inservice,0-outofservice:该支路是否投入运行%第12列minimumangledifference,angle(Vf)-angle(Vt)(degrees)：该支路所允许最小相位角度%第13列maximumangledifference,angle(Vf)-angle(Vt)(degrees)：该支路所允许最大相位角度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;普通电力潮流计算（1）计算过程及结果在MATLAB的CommandWindow窗口调用runpf函数，>>runpf('case3_6')运行后可得计算结果如下：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）数据分析在BranchData中可以看出，在该小型网络中各支路上流动的功率情况和损耗情况，从结果来看，这种潮流计算方法存在很多问题。首先损耗过大，总的有功功率网速为411.189KW，占发电机发出有功功率的30%，无功功率网损2500.70KW，更是达到了发电机发出无功功率的90%。电力系统在给用户提供优质，安全的电能基础上，更要减小网络中的损耗，提高电力系统运行的经济性，因此，考虑再次基础上，优化潮流计算方法。最优潮流计算计算过程及结果输入>>runopf('case3_6')运行结果：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）数据分析对比之前结果可以看出，此时的潮流分布有效的减少了网损，有功损耗下降至9.354KW，仅占发电机发出有功功率的1.14%,无功损耗下降为99.39。电力系统在运行过程中不适宜远距离输送太多的无功功率，因此进行无功功率负荷的补偿是解决负荷对无功需求的主要手段，通过设置补偿装置减少负荷对电力系统无功功率的需求，从而减小网络中的功率损耗，提高经济性。3、机组的优化组合在实际的电力系统网络中，各个发电厂自身也会消耗一部分电能，同时，不同的发电厂消耗煤炭的量与产出电能的能力也不同，因此，如果条件允许的时候，应该关停一些煤炭利用率比较低，自身耗能较多的电厂。在该仿真中，同样进行了机组的优化组合运算；>>runuopf('case3_6')运行结果如下：因为所设网络较小，所以结果并未显示出该方法与第二种优化的区别。并联电容器进行无功补偿。经过计算可以看出，电力系统网络对无功损耗较大，考虑在负荷侧直接补偿。调高负荷的功率因数，减少负荷对电力网络供给的无功功率的需求。按照公式进行补偿。或者结合电力电子技术在电力网络中设置静止无功补偿器，平滑调节无功功率的补偿，随负荷的变化而自动的调节。总结及心得体会电力系统运行除了要达到供电的质量，和安全可靠供电外，从国家电力部门角度来看，经济性也是很重要的。而潮流计算在这个过程中必不可少，且从实际学习中也体会到，电力系统网络