基于Matpower的某油田配电网潮流计算

向美龄 重庆化工职业学院

引言：在当今电力系统分析当中，潮流计算是非常重要的一个环节，是网络故障处理、状态估计、无功优化等分析的基础。当前的潮流计算方法有很多，例如：牛拉法，前推回推法，回路分析法等等，但是通常编程比较复杂，因此，对于规模越来越大的电力系统，需要一种更加方便实用的潮流计算工具。

本文所要介绍的Matpower潮流计算软件是一个基于Matlab M文件的组建包，它不仅能够进行常规电力潮流运算，同时还能够做最优潮流运算，是一种容易使用和能更新的仿真工具。然后将其用于新疆某油田复杂配电网的潮流运算，验证了该软件的可行性和有效性。

1 Matpower简介

Matpower是一个基于Matlab M文件的组建包，它不仅能够做常规电力潮流运算，同时还能够做最优潮流运算，是为了辅助研究人员所提供的一种容易使用和能更新的仿真工具。Matpower是基于尽可能简单易懂的设计理念所提出的。在Matpower当中，可以用来定义及返回变量baseMVA，bus，branch，gen等。其中，baseMVA是一个标量，用以设置基准容量。bus则表示的是一个矩阵，是设置电力网络中各个母线参数的，格式为bus-i，type，Pd，Qd，Gs，Bs，area，Vm，Va，baseKV，zone，Vmax，Vmin。branch也表示一个矩阵，是用做设置电力网络当中各个支路参数的，格式为 fbus，tbus，r，x，b，rateA，rateB，rateC，ratio，angle，status。gen也表示一个矩阵，用做设置接入到网络当中各发电机或电源的参数的，格式为 bus，Pg，Qg，Qmax，Qmin，Vg，mBase，status，Pmax，Pmin。

另外，Matpower当中其他几种函数的定义：rcdf2matp.m是将数据从IEEECDF格式转换成Matpower格式；rundcopf.m执行直流最优潮流计算； rundcpf.m执行直流潮流计算；runcomp.m是运行两个最优潮流并且比较它们的结果；runduopf.m运行可以处理的高价机组停机的直流OPF；runuopf.m运行可以处理高价机组停机的OPF。

2 算例分析

利用前文所介绍的Matpower软件在新疆某油田配电网上进行潮流计算。

该油田配网的拓扑图如图1所示。

图1 油田配电网拓扑图

从拓扑图可以看出该算例的结构较复杂，节点共有110个，每个节点也即一条母线，各供电线路则在母线下面，支路数共计109条。已知该算例的基准计算功率为100MV A，电源点的基准电压设置为1.02(p.u.)，即为 6.12kV，且电源处的有功容量、无功容量分别为10MW、9Mvar。支路参数，负荷参数详见文献。由于节点数众多，这里例举前6个节点参数设置。负荷参数及电源参数设置同理。

在Matpower软件中输入所有已知参数，如图2所示。

图2 节点参数设置

潮流计算所得各电压幅值结果如图3所示。

图3 各节点电压幅值

3 结束语

本文介绍了一种实用方便的潮流计算软件—Matpower，并对新疆某油田配电网进行了潮流计算，结果表明了该软件对于复杂电力系统潮流运算的可行性和有效性。除此之外，Matpower在电力系统的其他领域也有更广泛的应用。