3.结果优化

在实际电力系统分析中往往对潮流算法的运算速度和计算精度的要求很高。为此，MATPOWER提供了一种选择向量来实现对算法选项的控制。它类似于MATLAB最优化工具箱早期版本中由foptions函数提供的现象向量。这两者最重要的区别在于MATPOWER不用记住每一个选项的索引，只需要根据选项的名称就可以对算法选项的值作出修改。MATPOWER的默认选择向量是通过调用无参数mpoption来获得的。

图1 潮流计算结果（1）

MATPOWER选择向量可以实现总共73种选项控制，如潮流算法、潮流计算的中止标准、最优潮流算法、对不同成本模型的默认OPF算法、OPF的成本转换参数、OPF的中止标准、冗余水平、结果输出方式等。这些选项控制方法使MATPOWER成为研究人员和教育工作者的一个易于使用和修改的仿真工具。

下面对MATPOWER的四个比较重要的选项加以说明。（1）算法的切换选项。电力系统潮流计算方法很多，其中牛顿法是求解非线性方程组的有效方法，突出优点是收敛速度快，但是它必须反复形成修正方程并迭代求解，因此对大规模电力系统进行潮流计算时计算量较大，计算速度与初值选取的好坏关系较大。快速解耦法在进行交流高压输电网潮流计算时具有良好的收敛可靠性，但是有时会因为R/X比值大的支路的出66

2013年第19期

图2 潮流计算结果（2）

现导致潮流计算迭代次数大大增加甚至迭代不收敛。高斯算法在PV节点转化为PQ节点时存在计算收敛缓慢的缺点。

为满足实际需要，需选择最合适的算法进行潮流计算。MATPOWER提供了实现快速切换算法的功能。

例如，在conmand windows窗口，输入命令：opt=mpoption（'PF_ALG',2）; runpf（'case14',opt）

此时，运行的是以快速解耦算法为基础的潮流计算。（2）中止条件选项。MATPOWER可以按照用户实际需要来延长、缩短迭代次数，使得结果更加符合实际要求。如果迭代次数超过设计上限，MATPOWER潮流计算程序即被中止。例如，牛顿法潮流计算中修正方程迭代次数限制在10次及以下，在MATLAB的conmand windows窗口输入命令：

opt=mpoption（'PF_MAX_IT',10）;runpf（'case14',opt）

即可在修正方程迭代求解10次以内结束潮流计算，输出计算结果。

（3）越界处理选项。潮流计算中当PQ节点的无功功率越界，则将其转化为PV节点后需要更新修正方程，重新对系统进

行潮流计算。类似地，可处理PV节点电压越界问题。

MATPOWER提供了一种命令语句，供用户选择是否对越界进行处理，而这点是SIMULINK仿真工具无法比拟的优点。

在MATLAB的conmand windows窗口，输入命令：opt=mpoption（'ENFORCE_Q_LIMS',1）;runpf（'case14',opt）

运行的是考虑越界情况下的潮流计算程序。

（4）附加线性约束。在MATPOWER中用户不仅可以对既定程序的内容进行更改，还可以对一些简单的线性约束进行设置。例如，将母线7的相角设置为滞后母线2的相角5°，可通过输入以下命令实现：

Theta（2）-Theta（7）<=5degrees;runpf（'case14'

）