MATPOWER在电力系统教学中的应用研究(3)

发布时间：2021-06-08

总第278期

课程教材改革

对附加的线性约束可以用此功能实现控制，这一点是其他仿真软件没有涉及到的。

4.安全校验

电力系统N-1安全分析与可靠性分析比较，它的计算简便，不需要收集元件停运率等大量原始数据，是一种极为简便的电力系统安全性校验准则。按照N-1准则，电力系统N个元件中的任一独立元件（发电机、输电线路、变压器等）发生故障被切除后应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电，不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故。当这一安全准则不能满足时，则要考虑采用增加发电机或输电线路等措施。为了校验电力系统能否满足N-1安全准则，需要模拟系统发生故障后的潮流变化，查看是否有线路超过其输送功率的上下限。

下面以14节点系统为例，说明切除1号发电机后的潮流计算方法。双击打开MATPOWER文件夹中的case14文件后，找到电机数据矩阵gen，将1号发电机数据所在行的status（状态）数值1（在线）改为0（不在线），点击保存。再次运行runpf （‘case14’），即可得到切除1号发电机之后的潮流计算结果。

与SIMULINK中的故障模拟相比较，MATPOWER模拟故障极其方便，无需在故障元件支路中添加断路器并设置故障时间点。

三、在电力市场下的最优潮流1.电力市场下的最优潮流

电力市场下的最优潮流（Optimal Power Flow，OPF）是进行现代电力系统经济调度的重要依据之一。OPF以数学优化理论和潮流方程为基础，把电力系统经济调度和潮流计算有机融合在一起。目前，电力市场环境下最优潮流的模型越来越复杂，任何形式的目标函数都可以包含表示电压、电流、功率限制的约束条件。在约束众多的情况下，最优潮流都能将它们整合到统一价值标准下进行协调。这不仅实现了电力系统运行经济性、安全性的基本要求，同时降低发电、输出成本，协调电厂与电网、电网与用户之间的冲突。

2.计算实例

输入“runmarket（'程序名'）”，运行在电力市场中标准节点的最优潮流计算程序，可得到在内点法为寻优算法、价格不变的方式下的最优潮流计算结果。

在conmand windows窗口，输入命令：runmarket（'case14'）

优化后的潮流计算结果显示分为两部分，一部分是电力市场数据总结，即Market Summary，如图2所示；另一部分是在电力市场环境下的最优潮流，其中的数据分类、含义与潮流计算的一致，不同的是此结果是优化后的潮流计算数值。

图3中显示是发电机销售与负荷购买电量数据。数据的第一行表示修改成本的持续时间，从左到右依次代表：发电机所在（上接第62页）

参考文献：

[1]浦徐进,黄河,唐建荣.面向区域产业需求的工业工程人才创新能力培养模式构建——以江南大学为例[J].中国轻工教育,2012,(5).

[2]李浩平,等.近机类工业工程专业的培养模式研究实践[J].中国电力教育,2011,(1).

[3]中国机械工程学会.中国机械工程师资格认证——管理体系文件（工业工程师认证）[EB/OL]. /view/e702b5d633

节点、所在总线、产生的有功功率、价格、收入、固定的成本、旋转备用成本、总共成本、净收入。最后一行从左到右依次是：总的收入、固定成本、旋转备用成本、成本、净收入的数据。

图3 部分最优潮流结果

从图3所示数据中可以清楚看到，系统没有启用旋转备用，价格没有超出合同范围，证明整体数据是合理的，既符合节点电压、有功功率、无功功率等约束条件，又能满足经济性能的要求。