基于IEEE30电网系统的停电规模评价系统matlab仿真,对比IEEE118,输出停电规模,潮流分布和负载率等

1.课题概述

       针对IEEE标准节点数据，指定任意线路，求出其他线路的有功潮流分布系数和次数负载率.

系统负载率，计算某一线路断开后，其他线路的负载率。

      人为指定移除网络中的一条线路，计算断线后其他线路此时的负载率和（每条线路上的潮流增量/断开线路上的有功潮流）此外，根据“负载率和（每条线路上的潮流增量/断开线路上的有功潮流）”，就是计算每条线路上的潮流的增量值闭上断开线路上的有功潮流值即可。

2.系统仿真结果

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

for k = 2:kmax 
NODEt(NUMSS,2:end) = 0;
LINEt(II,3:end)    = 0;
    %考虑随机因素进行线路的断开
    %断开节点由人工设定
    %断开节点由人工设定
    while(flag == 0) 
        %慢动态循环中下进行快动态循环
        %gama为一个固定范围之内的随机数
gama     = gamas(1) + (gamas(2) - gamas(1))*rand(1,1);
        %负荷节点的浮动
        p(:,k)   = gama*Pmax(:,k-1);%实际的负荷波动 
        k
        %步骤二
        %根据公式5来计算出P和F
        %这里利用粒子群的思想，进行函数最小值的求解
        [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;    
        %步骤三
        %随机开断线路
        %产生一个随机的数作为概率
        TMP = 0;
        for i = 1:F_Num           
            %如果满足如下的条件，则以一个固定的概率进行断开
            if abs(F(i,k)/Fmax(i,k)) >= alpha
               Pp = rand(1,1);  
               if Pp >= 1 - beta%开断概率
                  CUT(i,k) = 1;
                  flag     = 1;
               else
                  CUT(i,k) = 0;
               end
            end 
        end
        if flag == 0;
           break;
        end

        %步骤四
        %根据CUT断开矩阵，重新更新网络结构
        %当检测到某个CUT为1的时候，说明要对该线路进行断开
        for i = 1:F_Num
            if CUT(i,k) == 1;%断开相关的线路
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('停电规模');
ylabel('停电概率');
axis([0.05,1,1e-5,1]);
grid on;

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


disp('平均停电规模:');
m*n'
02_010m

4.系统原理简介

      随着电力系统的日益发展，电网的规模与复杂性逐渐增大。停电事故对社会的经济与生活影响巨大，因此，对电网的停电规模进行准确评价至关重要。IEEE30与IEEE118是两种具有代表性的电网系统，通过对二者的停电规模进行评价对比，可以为电网的优化设计提供重要依据。

4.1. 停电规模评价方法

        采用基于潮流计算与负载率分析的停电规模评价方法。潮流计算是电力系统分析的基础，可以确定电网的运行状态。负载率则是衡量电网负载能力的重要指标。

4.2 潮流计算

       潮流计算通过求解电网的节点电压与支路功率，确定系统运行状态。其数学模型可以表示为：

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

       其中，Pi、Qi分别为节点i的有功与无功功率；Vi、Vj分别为节点i、j的电压；Gij、Bij分别为支路ij的电导与电纳；θij为节点i、j的电压相角差。

4.3 负载率

负载率为系统实际负载与额定负载之比，反映了电网的负载能力。其数学公式为：

负载率 = 系统实际负载 / 系统额定负载 × 100%

4.4. IEEE30与IEEE118电网系统对比

       在正常运行状态下，IEEE30与IEEE118电网的潮流分布均呈现出一定的规律性。然而，在故障状态下，IEEE30电网的潮流重分布较为明显，部分地区出现潮流拥堵现象。而IEEE118电网由于其拓扑结构的优势，潮流重分布较为平缓。

       通过对两种电网的负载率进行计算，发现IEEE30电网的负载率较高，接近额定负载，这意味着在故障情况下，其容易发生过载。而IEEE118电网的负载率相对较低，表明其具有较高的负载裕度，能够应对一定的负载增长与故障情况。