基於IEEE30電網系統的停電規模評價系統matlab模擬,對比IEEE118,輸出停電規模,潮流分佈和負載率等

可编程芯片开发發表於2024-08-15
Matlab負載

1.課題概述

針對IEEE標準節點資料，指定任意線路，求出其他線路的有功潮流分佈係數和次數負載率.

系統負載率，計算某一線路斷開後，其他線路的負載率。

人為指定移除網路中的一條線路，計算斷線後其他線路此時的負載率和（每條線路上的潮流增量/斷開線路上的有功潮流）此外，根據“負載率和（每條線路上的潮流增量/斷開線路上的有功潮流）”，就是計算每條線路上的潮流的增量值閉上斷開線路上的有功潮流值即可。

2.系統模擬結果

3.核心程式與模型

版本：MATLAB2022a

for k = 2:kmax 
NODEt(NUMSS,2:end) = 0;
LINEt(II,3:end)    = 0;
    %考慮隨機因素進行線路的斷開
    %斷開節點由人工設定
    %斷開節點由人工設定
    while(flag == 0) 
        %慢動態迴圈中下進行快動態迴圈
        %gama為一個固定範圍之內的隨機數
gama     = gamas(1) + (gamas(2) - gamas(1))*rand(1,1);
        %負荷節點的浮動
        p(:,k)   = gama*Pmax(:,k-1);%實際的負荷波動 
        k
        %步驟二
        %根據公式5來計算出P和F
        %這裡利用粒子群的思想，進行函式最小值的求解
        [V_score2,PP] = func_pso_calculate_min(W,Bus_Num,iter_max,Pmax(:,k),c(:,1),p(:,k),KKK1); 
        Ak            = func_Admittance_matrix(NODEt,LINEt);
        F(:,k)        = Ak*PP;    
        %步驟三
        %隨機開斷線路
        %產生一個隨機的數作為機率
        TMP = 0;
        for i = 1:F_Num           
            %如果滿足如下的條件，則以一個固定的機率進行斷開
            if abs(F(i,k)/Fmax(i,k)) >= alpha
               Pp = rand(1,1);  
               if Pp >= 1 - beta%開斷機率
                  CUT(i,k) = 1;
                  flag     = 1;
               else
                  CUT(i,k) = 0;
               end
            end 
        end
        if flag == 0;
           break;
        end

        %步驟四
        %根據CUT斷開矩陣，重新更新網路結構
        %當檢測到某個CUT為1的時候，說明要對該線路進行斷開
        for i = 1:F_Num
            if CUT(i,k) == 1;%斷開相關的線路
LINEt(i,3:end) = 0; 
            end
        end
    end

    TMP1(k) = sum(abs(Ak*PP));
    if isnan(TMP1(k)) == 1 |TMP1(k) == inf | TMP1(k) == -inf
       TMP1(k) = TMP1(k-1);     
    end

    TMP2(k) = sum(abs(Ak*p(:,1)));
    if isnan(TMP2(k)) == 1 |TMP2(k) == inf | TMP2(k) == -inf
       TMP2(k) = TMP2(k-1);     
    end   
    PPs(k)     = abs(TMP2(k) - TMP1(k))/abs(TMP2(k)); 
    CUT_NUM(k) = sum(CUT(:,k)); 
end




figure;
subplot(311);
hist(PPs(1:end),20)
[n,m] = hist(PPs(600:end),20);
n  = n/length(PPs);
m  = m/max(m);
s1 = 2;
e1 = length(n)-2;

subplot(312);
loglog(m(s1:e1),n(s1:e1),'LineWidth',2);
xlabel('停電規模');
ylabel('停電機率');
axis([0.05,1,1e-5,1]);
grid on;

subplot(313);
tmp = CUT_NUM/max(CUT_NUM);
plot(tmp); 
xlabel('k/d');
ylabel('停電規模');
axis([0,kmax,0.6,1]);


disp('平均停電規模:');
m*n'
02_010m

　　

4.系統原理簡介

隨著電力系統的日益發展，電網的規模與複雜性逐漸增大。停電事故對社會的經濟與生活影響巨大，因此，對電網的停電規模進行準確評價至關重要。IEEE30與IEEE118是兩種具有代表性的電網系統，透過對二者的停電規模進行評價對比，可以為電網的最佳化設計提供重要依據。

4.1. 停電規模評價方法

採用基於潮流計算與負載率分析的停電規模評價方法。潮流計算是電力系統分析的基礎，可以確定電網的執行狀態。負載率則是衡量電網負載能力的重要指標。

4.2 潮流計算

潮流計算透過求解電網的節點電壓與支路功率，確定系統執行狀態。其數學模型可以表示為：

Pi=Vi∑j∈iVj(Gijcosθij+Bijsinθij)Qi=Vi∑j∈iVj(Gijsinθij−Bijcosθij)

其中，Pi、Qi分別為節點i的有功與無功功率；Vi、Vj分別為節點i、j的電壓；Gij、Bij分別為支路ij的電導與電納；θij為節點i、j的電壓相角差。

4.3 負載率

負載率為系統實際負載與額定負載之比，反映了電網的負載能力。其數學公式為：

負載率 = 系統實際負載 / 系統額定負載 × 100%

4.4. IEEE30與IEEE118電網系統對比

在正常執行狀態下，IEEE30與IEEE118電網的潮流分佈均呈現出一定的規律性。然而，在故障狀態下，IEEE30電網的潮流重分佈較為明顯，部分地區出現潮流擁堵現象。而IEEE118電網由於其拓撲結構的優勢，潮流重分佈較為平緩。

透過對兩種電網的負載率進行計算，發現IEEE30電網的負載率較高，接近額定負載，這意味著在故障情況下，其容易發生過載。而IEEE118電網的負載率相對較低，表明其具有較高的負載裕度，能夠應對一定的負載增長與故障情況。

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