matpower平台下配电网潮流算法的应用及比较

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1、MATPOWER平台下配电网潮流算法的应用及比较摘要：提出了配电网潮流算法在MATPOWER平台下应用的解决方案。同时基于MATPOWER平台，针对辐射状配电网，对牛顿拉夫逊法和前推回代法在收敛性、计算速度、稳定性以及网孔处理能力上进行了细致的研究比较。为配电网潮流计算系统的核心算法选取提供了实验理论依据。关键词：MATPOWER；配电网；潮流计算；牛顿拉夫逊法;前推回代法分类号：TM744文献标识码：A文章编号：1009-3044(2013)07-1658-03MATPOWER[1]是一个用MATLAB语言编写的工具包，

2、它为研究人员和教育工作者提供了一个免费的电力系统仿真计算平台，可以用来解决电力系统潮流计算和优化潮流计算问题。它是由美国康奈尔大学电力系统工程研究中心(PSERCofCornellUniversity)的RAYD.Zimmerman、CarlosE.Murillo-Sanchez和甘德强在RobertJ.Thomas的指导下开发出来的。MATPOWER具有代码简单并且易于被使用者修改的特点，并且提供优秀的计算性能。配电网是从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给用户的电力网。和输电网相比，配电网

3、的结构有着明显的不同特点。配电网是闭环结构、开环运行，在正常运行时呈辐射型树状，在发生故障或者倒换负荷时，可能出现短暂的环网运行情况；由于配电网的线径比输电网细，导致支路参数R/X的比值较大；配电网的PQ节点众多，PV节点很少；电压等级低［2］。由于配电网具有以上特点，对传统的潮流算法在配电网上的应用提出了很大的挑战。比如，配电线路的R和X之比相差不大，甚至大于1，PQ分解法的前提假设条件R从上表可见，在末端电压小于0.5的情况下，前推回代法仍能收敛。2.3.4网孔处理能力配电网在实际运行情况下，都是开环运行，但是在发生故

4、障或者倒换负荷时，可能出现短暂的环网运行情况。那么算法对网孔的处理能力是算法性能的一个重要衡量指标。前推回代法属于支路类潮流算法，其算法本身不具有处理环网的能力。当出现环网情况时，需要采用功率补偿的方法将环网解开形成辐射状网络［5］或者采用叠加原理拆分成辐射状网络和纯环网［6］。这样做法不但增加了程序的复杂性，而且在实质上前推回代法只计算了无环网的辐射状网络部分，因此前推回代法并不适合于计算配电网环网运行的情况。牛顿拉夫逊法属于母线类潮流算法，该算法采用节点的注入功率为计算参数，在增加环网的情况下，其收敛次数基本不会改变。

5、33节点共有5个联络开关（节点8和21、9和15、12和22、18和33、25和29）。表4给出了牛顿拉夫逊法在联络开关完全打开，闭合联络开关8和21，闭合全部5个联络开关的情况下，各次迭代的残差。从[迭代次数&完全打开/pu&闭合8和21/pu&闭合5个开关/pu&l&0.3591&0.3595&0.3595&2&8.47E-04&8.39E-04&8.31E-04&3&4.82E-09X&4.64E-09&4.51E_09&]4结论本文在MATPOWER平台下实现了前推回代法，同时为MAT

6、POWER平台增加了标么值归算的功能。同时通过33节点以及69节点算例的计算，充分显示了MATPOWER强大的计算能力，灵活的扩展性，以及操作简单的特点，该计算平台非常适合研究人员进行电力系统的科学研究。牛顿拉夫逊法在辐射状配电网潮流计算中，仍然保持着其二阶收敛性的优点，该算法迭代次数少，收敛速度快，网孔处理能力强。在一定收敛精度要求的前提下，该算法的效果优于前推回代法。在福射状配电网潮流计算中具有广阔的应用前景。前推回代法在算法稳定性上具有一定的优势。在实际应用中，牛顿拉夫逊法可以选择作为辐射状配电网潮流计算程序的主算法

7、，在牛顿拉夫逊法不能收敛的情况下调用前推回代法作为补充算法。这样可以同时发挥两种算法的优点，在保证计算速度的前提下，减少算法不收敛的情况，从而提高潮流计算程序的可靠性。参考文献：[1]R.D.Zimmerman，C.E.Murillo-Sanchez，R.J.Thomas.MATPOWERSteady-StateOperations,PlanningandAnalysisToolsforPowerSystemsResearchandEducation[J].PowerSystems,IEEETransactionson，F

8、eb,2011,26（1）:12-19.（下转第1677页）（上接第1660页）[2]张学松，柳悼，于尔铿，等.配电网潮流算法比较研究[J].电网技术，1998，22(4)：45-49.[3]孟祥萍，高令.电力系统分析[M].北京：高等教育出版社，2010.[4]刘健，毕鹏翔，董浩鹏.复杂配电网简化分析