13节点配电网的建模与仿真
智能电网中的电力系统仿真与建模
智能电网中的电力系统仿真与建模随着科技的不断发展和能源需求的增长，智能电网在现代生活中扮演着至关重要的角色。
为了确保智能电网的安全、可靠和高效运行，电力系统仿真与建模是不可或缺的工具。
本文将探讨智能电网中电力系统仿真与建模的意义、方法以及相关应用。
一、电力系统仿真与建模的意义1.1 提高智能电网的安全性通过电力系统仿真与建模，我们可以模拟和预测电力系统在不同工况下的运行情况。
这有助于及时检测和解决潜在的安全隐患，提高智能电网的安全性。
仿真还可以帮助我们分析系统的弱点，并采取相应的措施加以改善，从而保证电力系统的可靠性和稳定性。
1.2 优化智能电网运行策略电力系统的仿真模型可以重现电网实际运行情况，包括负荷变化、电压波动等。
通过对系统进行仿真分析，我们可以找到能够优化电网运行策略的方法，如合理分配电力资源、优化输电线路布局等。
这有助于提高智能电网的能源利用率和运行效益。
1.3 减少智能电网建设成本在智能电网的建设过程中，通过仿真模型可以评估不同方案的可行性和性能。
借助仿真技术，我们可以事先发现并解决潜在的问题，避免在实际建设过程中出现不必要的成本和风险。
二、电力系统仿真与建模的方法2.1 基于物理模型的仿真基于物理模型的仿真是一种常用的电力系统仿真方法。
它通过建立电力系统的数学模型来模拟系统的行为。
这种方法基于物理定律和电力系统的结构特点，能够较精确地描述电力系统的运行情况。
然而，它的建模工作量较大，对模型的准确性要求较高。
2.2 基于数据驱动的仿真基于数据驱动的仿真是一种基于历史数据分析的仿真方法。
它通过分析电力系统的历史运行数据，建立系统的统计模型，对电力系统的运行进行仿真。
这种方法具有较低的建模工作量，适用于大规模系统仿真。
然而，它的准确性可能受限于数据的质量和样本量。
三、电力系统仿真与建模的应用3.1 智能电网规划与设计电力系统仿真与建模可以帮助规划和设计智能电网。
通过仿真分析，可以评估不同规划方案的性能和经济效益，从而选择最佳方案。
基于云计算的智能配电网建模与仿真研究
基于云计算的智能配电网建模与仿真研究近年来，随着云计算、物联网和人工智能等技术的快速发展，智能配电网成为了电力行业发展的重要方向。
建立一套完整的智能配电网建模与仿真系统，对于实现可靠、高效、智能的电力供应具有重要意义。
一、智能配电网的主要特点智能配电网是运用现代信息技术、通讯技术和控制技术，对电网进行智能化改造和升级的新一代电网。
与传统配电网相比，智能配电网有以下主要特点：1、自动化程度高：智能配电网具有自动化及智能化管理的能力，能够实现作业自动化、实时监测、自动控制、故障诊断、系统优化等功能。
2、可靠性高：智能配电网运用现代控制技术，实现了配电设备故障诊断和快速切换等功能，提高了供电可靠性和容错性。
3、灵活性强：智能配电网可以采用多种供电模式，如传统的一次侧供电、双馈供电、微网供电等，满足不同用户的需求。
4、节能环保：智能配电网可以实现对电力负荷进行预测和控制，以最优的方式调节供电能力，从而降低能源消耗和排放，实现节能环保的目标。
二、基于云计算的智能配电网建模与仿真系统的设计云计算作为支撑智能配电网的核心技术之一，可以实现资源共享、分布式计算和高效协同工作等功能，是实现智能化配电网的关键技术之一。
因此，建立一套基于云计算的智能配电网建模与仿真系统，是实现智能配电网的关键技术之一。
智能配电网建模是对现实中配电网系统进行抽象和模拟的过程，其建模过程如下：1、系统分析：对配电网进行分析和规划，包括系统结构、函数和分层。
2、建模过程：对配电网的电源、负载、传输线以及各种控制、监测和保护设备进行建模。
3、数据采集：通过各种现场监测设备和智能传感器采集配电网的实时数据。
4、数据处理：对采集的数据进行处理和分析，建立配电网的数字模型。
5、建模验证：通过建模仿真验证配电网的可靠性、稳定性和安全性。
基于云计算的智能配电网建模与仿真系统可以实现对配电网系统的模拟和仿真，以及预测，提高系统的可靠性和稳定性。
建模系统具体包括以下部分内容：1、建模平台：根据配电网建模的需要选择适当的云计算建模平台，如AWS、Azure等。
电力系统稳定性建模与仿真方法
电力系统稳定性建模与仿真方法电力系统是现代社会的重要基础设施之一，其稳定性对于保障电力供应的可靠性至关重要。
电力系统稳定性建模与仿真方法是研究电力系统稳定性问题的重要手段，可以帮助电力系统运营者评估系统的稳定性，并采取合理的措施来保障系统的安全运行。
电力系统的稳定性是指系统在面对各种内外部扰动时，能够在一定时间范围内恢复到稳定运行状态的能力。
要理解电力系统的稳定性问题，首先需要对电力系统进行建模。
电力系统建模可以分为静态建模和动态建模两个层面。
静态建模是以电力系统的拓扑结构和参数为基础，将电力系统抽象为网络模型。
常用的静态建模方法包括节点法和支路法。
节点法以节点电压和分布线路有功和无功功率为变量，通过节点电流平衡和功率平衡等方程来描述节点之间的关系；支路法则将电力系统抽象为以支路电流和节点电压为变量的稳态功率流模型，通过支路电流和节点电压之间的关系来描述电力系统的行为。
动态建模是在静态建模的基础上考虑电力系统的动态特性，研究系统在瞬态过程中的稳定性。
动态建模需要考虑电力系统中各种元件的动态特性和特定的运行模式。
常用的动态建模方法有机械动力学模型、电磁模型和控制模型等。
机械动力学模型主要用于描述发电机的动态特性，包括转子振荡和转速变化等；电磁模型用于描述电力系统中的电磁环节，如变压器、线路和负荷等的动态特性；控制模型则用于描述系统中的控制环节，如稳压器和自动调整装置等。
建立电力系统的稳定性模型后，可以进行各种稳定性分析和仿真。
电力系统稳定性分析可以分为静态稳定性分析和动态稳定性分析两个方面。
静态稳定性分析主要关注系统是否能够在负载变化等小幅扰动下保持稳定；动态稳定性分析则关注系统在大幅扰动或故障情况下的稳定性。
稳定性仿真则是利用建立的稳定性模型进行系统的时间域仿真和频域仿真，来评估系统的稳定性。
电力系统稳定性建模与仿真方法在电力系统规划、运行和控制中具有重要的应用价值。
通过建立合理的稳定性模型，可以帮助电力系统运营者分析系统的稳定性问题，并提出有效的控制策略。
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电气工程中的电力系统仿真与建模
电气工程中的电力系统仿真与建模在当今高度依赖电力的社会中，电气工程领域的电力系统仿真与建模技术发挥着至关重要的作用。
电力系统作为一个复杂而庞大的体系，其运行的稳定性、可靠性和经济性直接关系到社会的正常运转和人们的生活质量。
为了更好地理解、设计和优化电力系统，仿真与建模成为了不可或缺的工具。
电力系统仿真，简单来说，就是在计算机上模拟电力系统的运行状态和行为。
通过建立数学模型和算法，输入各种参数和条件，如电源的出力、负荷的需求、线路的参数等，来预测系统在不同情况下的性能和响应。
这就好比在虚拟的世界中搭建一个电力系统，然后观察它如何工作，从而为实际的电力系统运行和规划提供参考。
电力系统建模则是仿真的基础。
建模过程需要对电力系统的各个组成部分，如发电机、变压器、输电线路、负荷等，进行精确的数学描述。
这些模型不仅要考虑电气特性，还要考虑机械、热力等方面的影响。
例如，发电机模型需要考虑其电磁暂态过程、机械转动惯量等因素；输电线路模型则要考虑电阻、电感、电容等参数的分布特性。
在建模过程中，准确性和简化性之间需要找到一个平衡。
过于复杂的模型可能导致计算量过大，难以在实际应用中快速得到结果；而过于简化的模型则可能无法准确反映系统的真实特性。
因此，建模者需要根据具体的研究目的和应用场景，选择合适的模型复杂度。
电力系统仿真与建模在电力系统的规划和设计中发挥着重要作用。
在规划新的电力网络时，可以通过仿真来评估不同的线路布局、变电站位置和容量选择等方案的效果。
例如，通过模拟不同负荷增长情况下的系统运行，确定最佳的电网扩展方案，以满足未来的电力需求，同时避免过度投资和资源浪费。
在电力系统的运行和控制方面，仿真与建模同样不可或缺。
实时的仿真可以帮助调度人员预测系统的动态变化，提前采取措施来应对可能出现的故障和异常情况。
例如，当电网中出现短路故障时，通过仿真可以快速评估故障对系统的影响，从而指导继电保护装置的动作，确保系统的安全稳定运行。
电力系统分析潮流计算课程序设计及其MATLAB程序设计-范本模板
电力系统分析潮流计算程序设计报告题目:13节点配电网潮流计算学院电气工程学院专业班级学生姓名学号班内序号指导教师房大中提交日期 2015年05月04日目录一、程序设计目的 (1)二、程序设计要求 (3)三、13节点配网潮流计算 (3)3.1主要流程................................................................................................... 错误!未定义书签。
3。
1.1第一步的前推公式如下（1—1）-（1—5)： ................................. 错误!未定义书签。
3。
1.2第二步的回代公式如下（1-6)—（1-9)： ..................................... 错误!未定义书签。
3.2配网前推后代潮流计算的原理 (7)3。
3配网前推后代潮流计算迭代过程 (7)3.3计算原理 (8)四、计算框图流程 (9)五、确定前推回代支路次序.......................................................................................... 错误!未定义书签。
六、前推回代计算输入文件 (10)主程序： (10)输入文件清单： (11)计算结果: (12)数据分析: (12)七、配电网潮流计算的要点 (13)八、自我总结 (13)九、参考文献 (14)附录一 MATLAB的简介 (14)一、程序设计目的开式网络潮流计算：配电网的结构特点呈辐射状，在正常运行时是开环的；配电网的潮流计算采用的方法是前推回代法，本程序利用前推回代法的基本原理、收敛性。
(1)在电网规划阶段，通过潮流计算，合理规划电源容量及接入点，合理规划网架，选择无功补偿方案，满足规划水平年的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。
配电网三维建模分析及应用
配电网三维建模分析及应用摘要：随着计算机，数据采集等技术的不断进步，三维建模技术在电网中的应用日益广泛。
三维建模能够直观，可视化的展现电力线路周围的环境。
本文结合相关工程经验，力图从配电网络三维建模技术方法入手，提出一整套满足行业应用需求的建模约束条件和构建方法。
同时也对三维建模在电网中的应用进行了深入的探讨，研究。
通过此次研究，将有助于今后配电网领域三维建模的应用，同时提供理论及实践依据，服务基于三维地理空间的配电网信息化建设与管理。
关键词：10kV配电线路；三维建模；信息1 引言目前在电力系统中对于配电线路等信息的展示功能应用的主要是基于二维的系统，一般用点状或线状等抽象符号表达电力设备，无法直观地显示设备本身的结构和相互间的关联，不能为巡视、操作及检修人员提供一个真实的功能环境信息，其空间表现和分析能力都有很大的局限性。
随着计算机技术及三维建模技术等的飞速发展，三维在电网领域的应用已经越来越广泛。
三维展示具有真实、直观等优越性，又继承了传统二维系统的分析、处理和数据组织功能。
相比较于二维，三维最大的优点是增加了z轴上的表现能力，使空间物体在程序中能够最大程度地真实显现，使操作更加方便，并且能够直观表现地物之间的空间垂向关系，因此在空间分析能力上也较原来的二维系统更胜一筹。
所以，结合配电网运行的实际特点，将电力网络进行三维展示，有着良好的前景和经济社会效益。
2 三维建模方法研究2.1 三维建模的注意事项（1）正式作业前，应了解委托方对三维建模的基本要求，搜集、分析、利用现有资料，对现实性不强或与实际不符的资料及时提出。
（2）模型制作的质量应符合标注。
通过对模型的数学基础、模型面、模型精度、层级结构、技术要求等质量特性来评定。
模型应去除冗余的点、线、面和虚拟物体，物体模型内部接边处不存在缝隙，在系统平台中不存在闪烁的面等。
（3）文件检查、优化。
整体文件制作完成交验收之前，虽然前期对制作做出了明确的要求，但仍需对项目文件进行检查和优化。
电力系统网络建模与仿真平台设计与实现
电力系统网络建模与仿真平台设计与实现在当今社会中，电力系统在我们的生活中起着至关重要的作用。
为了更好地管理和控制电力系统，需要建立一个可靠且高效的网络建模与仿真平台。
本文将探讨电力系统网络建模与仿真平台的设计和实现。
首先，电力系统网络建模是指将电力系统的各个组成部分进行建模，并将其连接起来以形成一个完整的电力系统网络。
建模的目的是为了更好地理解和分析电力系统的行为，并提供预测和优化的能力。
建模过程中需要考虑电力系统的各个方面，如输电线路、发电机、变压器等。
这些组成部分之间的相互关系决定了整个电力系统的运行状况。
因此，建模过程需要考虑各种参数和变量，以准确地描述电力系统的特性。
其次，电力系统网络建模与仿真平台的设计需要考虑多方面的因素。
首先，平台的设计应具备良好的可扩展性和灵活性，以适应不同规模和复杂度的电力系统。
其次，平台应提供直观且易于使用的界面，使用户能够轻松地进行建模和仿真操作。
第三，平台还应具备高效的计算能力，能够快速处理大量的数据和计算任务。
最后，平台应提供可靠的结果输出，以帮助用户对电力系统进行优化和决策。
为了实现上述要求，可以采用以下几个步骤来设计和实现电力系统网络建模与仿真平台。
首先，搜集和整理相关的电力系统数据和文献，包括电力系统拓扑结构、设备参数和运行数据等。
然后，根据这些数据和文献，建立电力系统的数学模型，并设计相应的算法和计算方法。
接下来，根据建立的模型和算法，开发平台的核心功能，包括电力系统的建模、仿真和结果分析等。
最后，进行平台的测试和优化，确保其性能和稳定性达到设计要求。
在电力系统网络建模与仿真平台的实际应用中，可以应用到各个领域，如电力系统规划、运行管理和故障分析等。
首先，平台可以帮助电力系统规划人员进行电力系统的规模化和优化设计，从而提高电力系统的可靠性和经济性。
其次，平台可以帮助电力系统运行人员进行电力系统的实时监控和运行优化，以确保电力系统的稳定运行和供电质量。
电力系统建模与仿真技术研究
电力系统建模与仿真技术研究随着社会的发展，能源资源的需求越来越大，而电能在其中占据重要地位。
然而，电力系统的运行远不止是简单地发电和输送。
在电力系统中，各种因素的变化会对电力系统的运行造成各种影响，并且这些影响之间也相互连锁。
因此，如何准确地对电力系统建模和仿真，成为电力系统研究的重要议题。
一、电力系统建模电力系统建模是指根据电力系统各个组成部分的特性、相互关系和运行机理，建立电力系统数学模型的过程。
相对于实际的电力系统，数学模型具有简单、方便、经济等优点，能够有效地分析电力系统的运行情况。
电力系统建模主要有以下几方面的内容：1. 电力系统的物理特性建模。
包括传输线路、变压器、开关、刀闸等各种设备的特性，以及电力系统的运行和负荷特性等。
2. 电力系统的数学模型建立。
包括运用各种数学工具对电力系统的物理特性进行分析，并建立对应的数学模型，以便于后续的仿真分析。
3. 电力系统的节点建模。
电力系统是一个分布式的系统，每个节点之间存在复杂的物理和电学联系。
在建立电力系统模型时，需要对每个节点进行建模，以方便对电力系统进行分析。
二、电力系统仿真电力系统仿真是对电力系统模型进行仿真计算，以得到各种系统的状态和性能指标。
通过仿真，可以分析电力系统各种运行状态及其相互之间的影响，并确定各种控制策略，以便对电力系统进行优化。
电力系统仿真主要有以下几方面的内容：1. 电力系统的动态仿真。
主要是针对电力系统的动态特性进行建模和仿真研究，可以预测各种故障情况，并确定相应的应急措施。
2. 电力系统的稳态仿真。
主要是针对电力系统的稳态特性进行建模和仿真研究，可以确定系统的稳态工作点、控制变量及其稳定性分析等。
3. 电力系统的最优控制仿真。
主要是针对电力系统的优化运行进行建模和仿真研究，可以确定电力系统的经济性、安全性和环境保护等方面的综合指标。
三、电力系统建模和仿真技术的发展趋势近年来，随着电力系统的不断发展和复杂化，电力系统建模和仿真技术也在不断地发展和完善。
电力系统网络建模与仿真研究
电力系统网络建模与仿真研究近年来，随着新能源和智能电网技术的快速发展，电力系统网络建模与仿真研究成为电力领域研究的热点。
电力系统是指由发电机、变电站、电缆、输电线路、变配电设备、配电线路、用电设备等电力设施、设备构成的系统，电力系统网络建模与仿真则是指利用计算机技术，对电力系统的结构、运行和控制等进行系统建模和仿真，以提高电力系统的可靠性和安全性，优化系统的经济性和环境保护性。
在电力系统网络建模与仿真研究中，电力系统的结构建模是第一步。
电力系统的结构包括发电机、变电站、电缆、输电线路、变配电设备、配电线路等构成，而电力系统的结构建模则是对这些构成部分进行建模。
电力系统的结构建模可以使用几何模型或图论模型进行。
几何模型是指对电力系统构成部分进行空间几何描述的模型，这种模型不适用于分析和计算。
因此，在电力系统网络建模与仿真中，图论模型是更为常用的一种建模方法。
图论模型是一种描述电力系统结构和状态的图形表示法。
在电力系统的图论模型中，节点表示电力系统的各个元件，例如发电机、输电线路、变电站和负载等。
而连线则表示电力系统元件之间的电气联系，例如电缆和输电线路两端的节点，或者变电站和负载之间的节点互联等。
基于电力系统的图论模型，可以通过网络仿真器对电力系统进行仿真分析，以发现系统可能存在的故障和问题。
电力系统网络仿真技术是电力系统的重要分析和设计工具，其主要应用领域包括电力系统故障分析、电力系统规划和优化、电力系统运行调度等。
电力系统网络仿真技术可以对电力系统运行状态进行实时监测和分析，以确保电力系统安全稳定运行。
此外，电力系统网络仿真技术还能提供大量的历史数据、可视化工具和优化算法等，以帮助电力系统的规划和优化。
电力系统网络建模与仿真的研究与应用离不开大数据和云计算技术的支持。
随着数据采集和数据存储成本的降低，大数据技术可以提供给电力系统大量的历史数据、实时数据和经验数据等资源。
而云计算技术则可以提供强大的计算和存储能力，为电力系统网络建模与仿真的高效实现提供基础支持。
13节点配电网的建模与仿真
大学生课外创新实验竞赛总结报告项目简介：在配电网的正常运行中，随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变，网络中的损耗也将发生变化。
要严格保证所有的用户在任何时刻都有额定的电压是不可能的，因此配电网的某个节点电压偏移额定值是无法避免的。
为保证电力系统的正常运行，需要对各节点处的电气量进行监测。
在电力系统发生故障后，各节点的电气量也会发生较大波动，也需要对各节点处的电气量进行监测。
对配电网进行建模仿真，可以了解配电网各个节点的电流，电压特征，仿真结果对配电网的实际运行有着正要的实际意义。
在PSCAD/EMTDC平台上搭建13节点中性点不接地配电网的仿真模型，仿真了不同故障情况对故障点的电压，电流的幅值、相位特征的影响，并得到各节点处的节点电压和电流的波形。
将各节点电压和电流的数据导入matlab中对数据进行绘图。
并对数据进行频谱分析，在频域上观察电流电压数据的基本特征。
为了提取各节点处的以及故障处电流电压的特征量，基于PSCAD/EMTDC的仿真环境，搭建了13节点中性点不接地配电网的仿真模型。
线路模型采用分布式参数模型进行仿真。
对于故障分析，改变故障的发生位置，故障的发生时间以及故障的类型进行仿真，观察各节点处电流、电压的仿真曲线，并对结果进行简单分析。
深入研究故障对整个配电网各节点处的电流电压特征量的影响，为故障的确定以及排除提供了理论依据。
关键词：PSCAD/EMTDC matlab 潮流分析频谱分析Ag故障配电网项目创新点：在PSCAD/EMTDC平台上搭建13节点中性点不接地配电网的仿真模型，其中输电线路采取分布式参数模型进行建模。
改变故障的发生时间，发生位置以及故障类型，在PSCAD/EMTDC平台上进行仿真。
将在PSCAD/EMTDC中得到的各节点电压和电流的数据导入matlab中对数据进行绘图，并对不同节点的电流电压波形进行对比，简要分析造成差异的主要原因。
同时对各节点所采集的电流电压数据进行频谱分析。
智能电网中的电力系统建模与仿真
智能电网中的电力系统建模与仿真近年来，随着技术的不断发展和应用需求的不断增长，智能电网逐渐成为电力行业的热门话题。
作为智能电网的核心组成部分，电力系统建模与仿真在智能电网的设计、运行和优化中起着至关重要的作用。
本文将探讨智能电网中的电力系统建模与仿真以及其在电力系统中的应用。
电力系统建模是智能电网中电力系统优化和控制的基础。
通过对电力系统各个组件的建模，可以更好地理解电力系统的运行机制和特性，为系统的优化和控制提供有效的依据。
在电力系统建模中，常用的方法包括等效电路法、状态空间法和差分方程法等。
其中，等效电路法是建模过程中最常用的方法，通过利用电路元件和网络分析的方法，将电力系统的各个组件抽象为电路模型，从而描述系统的电气特性和动态响应。
电力系统仿真是利用计算机技术对电力系统进行模拟和分析的过程。
通过仿真，可以模拟电力系统在不同工况下的运行情况，评估电力系统的性能指标，预测系统的响应和运行状况，并提供决策支持。
电力系统仿真可分为三种类型：稳态仿真、暂态仿真和电磁暂态仿真。
稳态仿真主要用于分析电力系统的常态运行和负荷分配，暂态仿真则用于分析电力系统在负载突变和故障发生时的响应和稳定性，而电磁暂态仿真则用于研究电力系统中的电磁相互作用和电磁干扰现象。
智能电网中的电力系统建模与仿真在电力系统的规划和设计中发挥着重要作用。
通过对电力系统中各个组件的建模和仿真，可以评估不同规模和配置的电力系统的运行性能，确定系统的可靠性和经济性。
同时，在电力系统的运行和优化中，建模与仿真技术也起到了至关重要的作用。
通过对电力系统进行仿真分析，可以对系统的潮流分布、功率损耗和电压稳定性等进行优化和改进，提高系统的整体性能。
此外，建模与仿真技术还可以用于电力系统的故障诊断和故障预测，提供系统的安全保障。
近年来，随着智能电网的不断发展和应用，电力系统建模与仿真技术也在不断进步和完善。
传统的电力系统建模与仿真方法中，主要以线性分析和静态分析为主，对于非线性和动态特性的处理相对较弱。
13+通信网络仿真-Aloha
网络运行的统 计信息
handleMsg()
if (msg==endRxEvent) { EV << "reception finished\n"; channelBusy = false; // update statistics simtime_t dt = simTime() - recvStartTime; if (currentCollisionNumFrames==0) { totalReceiveTime += dt; } else { totalCollisionTime += dt;
随机访问(Random Access)/竞争(Contention): 各网络设备平等,没有任何网络设备能控制
其他站点;只要遵循预定义的程序,包括介质状态的 检测,满足条件的每一个网络设备都能传输数据。
特点： 1.网络设备的传输随机性
2.灵活性高
3.网络利用率低
ALOHA 协议
• Aloha 协议或 Aloha 网，是世界上最早的无线电计 算机通信网。 • Random Access协议起始点 • 可以近似认为是链路层协议的最小系统： hello world
Transmitter
获取目标 地址
泊松分布
void Host::initialize() { server = simulation.getModuleByPath("server"); if (!server) error("server not found"); txRate = par("txRate"); radioDelay = par("radioDelay"); iaTime = &par("iaTime"); pkLenBits = &par("pkLenBits"); slotTime = par("slotTime"); isSlotted = slotTime>0; WATCH(slotTime); WATCH(isSlotted); endTxEvent = new cMessage("send/endTx"); state = IDLE; pkCounter = 0; WATCH((int&)state); WATCH(pkCounter); if (ev.isGUI()) getDisplayString().setTagArg("t",2,"#808000"); scheduleAt(getNextTransmissionTime(), endTxEvent); }
电力系统中的智能电网建模与仿真研究
电力系统中的智能电网建模与仿真研究智能电网即智能电力系统，是利用先进的通信和信息技术，以及传感器和测量装置等硬件设备，以实时监测、控制、优化和保护电力系统的能源供应和消费的新型能源系统。
在现代社会中，智能电网凭借其高效、安全、可靠的能源管理方式，成为重要的能源解决方案。
为了确保智能电网的性能和可靠性，建模与仿真技术被广泛应用于其研究开发中。
一、智能电网建模智能电网建模是智能电网研究的基础，它通过数学和物理模型来描述电力系统的工作原理和特性。
智能电网建模通常包括以下内容：1. 电力系统的组成：智能电网由多个设备和组件构成，包括发电机、变压器、输电线路、配电线路、负载等。
建模过程中需要对这些组成部分进行抽象和建模。
2. 电力系统的拓扑结构：智能电网是一个复杂的网络系统，建模时需要将其拓扑结构进行建模，包括节点和边等。
3. 电力系统的参数和特性：每个设备和组件都有一些参数和特性，这些参数影响着电力系统的运行和性能。
建模时需要准确地描述这些参数和特性。
4. 电力系统的控制策略：智能电网的运行需要一些控制策略来实现对能源供应和消费的优化和调度。
建模时需要将这些控制策略加入模型中。
5. 电力系统的通信和信息技术：智能电网借助通信和信息技术实现对能源流动的实时监测和控制。
建模时需要考虑这些技术的影响。
二、智能电网仿真智能电网仿真是通过对建立好的电力系统模型进行计算，以模拟实际智能电网运行情况的过程。
智能电网仿真旨在研究电力系统的性能、可靠性和稳定性，优化电力系统的能源分配和消耗策略，进而指导智能电网的设计和运行。
1. 仿真模型验证：通过仿真可以验证电力系统模型的准确性和有效性，检验模型的合理性和可行性。
2. 电力系统性能分析：通过仿真可以分析电力系统的各项性能指标，包括电压、频率、功率等，评估系统的稳定性和可靠性。
3. 电力系统优化和优化算法：通过仿真可以评估不同的电力系统优化策略和算法，如最优发电机组合、最优负荷分配、最优电力调节等。
配电网故障模型的建立与仿真
配电网故障模型的建立与仿真作者：羊荣金韩明祥来源：《商情》2013年第38期【摘要】配电网是电力系统组成的关键部分之一，但由于电力系统复杂，且在高压环境下运行，直接现场试验采集数据，会造成费用高，危险大，所以电力系统一般禁止进行接地试验的测试，导致很难得到大量的接地故障原始数据，为此我们需要的数据只能通过数字仿真模型来获得，利用电网的等效替换搭建模型，尽可能的使模型更合理。
本文主要是建立在小电流接地系统单相接地故障理论分析基础上，搭建系统模型并进行仿真。
【关键词】配电网故障模型系统仿真目前，在电力系统研究中，EMTP/ATP是用于电力系统电磁暂态分析的仿真软件，它包含的元件齐全、分析功能多及运算精度高等特点，是目前应用最为广泛的电力仿真软件。
本文建立配电网故障系统模型所用软件选择为EMTP/ATP。
该软件可以利用微分中的梯度原理仿真电力系统中随时间函数变化而变化的相关参数，处理系统器件的时域问题的，方便分析系统复杂的单相接地故障特性。
一、配电网故障分析（一）稳态分析中性点经消弧线圈接地系统（NES）发生单相非金属性接地时，零序等值电路是一并联谐振电路，如图1-1所示，可以求得中性点电压和故障接地电流：当系统有N条支路时，第N条线路A相发生故障，则即流过故障接地处的故障电流等于整个系统所有健全相对地电容电流与流过中性点消弧线圈的电感电流之和，也可简化为。
（二）暂态过程分析当发生单相接地故障时，系统会从正常的稳定工作状态急剧向另一稳定状态过渡，这一过程即暂态过程，使健全线路产生高频震荡电压，且振荡回路中电流速度增大，是稳态电流的好多倍，会影响对继电保护及设备。
为方便分析单相接地的暂态过程，我们可以利用其等效电路进行详细分析，电路图1-2如下所示，图中R0、L0、C0分别是零序等值电路中对应的等值电阻、电感、电容；rL、L分别是消弧线圈的电阻、电感。
因为系统在发生单相接地瞬间，自由振荡频率会很高，且L>>L0，故在实际分析中把L和rL忽略并不影响暂态电容电流的分析计算，则分析暂态电容电流时，过渡等效电路成为在零序电压作用下的一个R0、L0、C0串联回路。
题目4、13节点配电网建模与仿真分析
13节点配电网建模与仿真分析
基本要求：
1）在PSCAD/EMTDC或Matlab/Simulink等平台上搭建13节点中性点不接地配电网的仿真模型，采集主变压器低压侧的电气量，采样率为200kHz，仿真时间1s；
2）控制断路器B1在0.4s断开、在0.5s闭合；
3）线路684-671在0.6s、距671 0.8km处发生Ag故障。
扩展要求（可选做）：
1）采集不同节点的电气量，进行对比分析；
2）利用Matlab读取仿真数据，并画出仿真波形；
3）改变故障位置、故障时间、故障类型进行不同的仿真；
4）对采集的电气量进行频谱分析处理等。
提交内容：
仿真模型、程序、报告。
指导老师：
赵丽平（lpzhao@）
林圣（slin@）
网络结构：
220kV
线路参数：
或者
Z0 = 0.3034+j1.4631（ohms/km）
Z1 = 0.0342+j 0.2750（ohms/km）
Y0 = 0.1×10-7+j0.1942×10-5（mhos/km）
Y1 = 0.1×10-7+j0. 4246×10-5（mhos/km）负载参数：
主变压器容量：100MV A。
Multisim10、11、12、13电路仿真快速入门手册
Multisim之所以应用广泛，主要原因是其提供了 功能齐全的元器件库和虚拟仪器。 3.1 元器件库 3.2 虚拟仪器
3.1 元器件库
中山大学
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分级存放体系：Database（数据库）；Group（类别）；Family （系列）
电源库、基本元器件库、二极管库、晶体管库、模拟器件库、TTL库、 CMOS库、单片机元器件库、外围设备库、混合数字器件库、混合库、指 示器库、机电元件库、射频元件库。
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放置电阻：Place Basic
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2.2 放置元器件和仪表
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放置NPN晶体管
放置电容
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2.2 放置元器件和仪表
放置接地端
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2.2 放置元器件和仪表
Mixed：混合库，包含定时器、AC/DA转换芯片、模 拟开关、震荡器等
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3.1 元器件库
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9.混合数字器件库
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MIXC Digital：混合数字器件库，包含DSP、CPLD、FPGA、 PLD、单片机-微控制器、存储器件、一些接口电路等数字器件
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10.混合元器件库
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元件数据库：主元件库（Master Database）,用 户元件库（User Database），合作元件库 （Corporate Database）,后两个库由用户或合作 人创建，新安装的Multisim这两个数据库是空的 菜单Place Component 元件工具栏：Place—Component 绘图区右击利用弹出菜单 快捷键Ctrl+W
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大学生课外创新实验竞赛总结报告项目简介：在配电网的正常运行中，随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变，网络中的损耗也将发生变化。
要严格保证所有的用户在任何时刻都有额定的电压是不可能的，因此配电网的某个节点电压偏移额定值是无法避免的。
为保证电力系统的正常运行，需要对各节点处的电气量进行监测。
在电力系统发生故障后，各节点的电气量也会发生较大波动，也需要对各节点处的电气量进行监测。
对配电网进行建模仿真，可以了解配电网各个节点的电流，电压特征，仿真结果对配电网的实际运行有着正要的实际意义。
在PSCAD/EMTDC平台上搭建13节点中性点不接地配电网的仿真模型，仿真了不同故障情况对故障点的电压，电流的幅值、相位特征的影响，并得到各节点处的节点电压和电流的波形。
将各节点电压和电流的数据导入matlab中对数据进行绘图。
并对数据进行频谱分析，在频域上观察电流电压数据的基本特征。
为了提取各节点处的以及故障处电流电压的特征量，基于PSCAD/EMTDC的仿真环境，搭建了13节点中性点不接地配电网的仿真模型。
线路模型采用分布式参数模型进行仿真。
对于故障分析，改变故障的发生位置，故障的发生时间以及故障的类型进行仿真，观察各节点处电流、电压的仿真曲线，并对结果进行简单分析。
深入研究故障对整个配电网各节点处的电流电压特征量的影响，为故障的确定以及排除提供了理论依据。
关键词：PSCAD/EMTDC matlab 潮流分析频谱分析Ag故障配电网项目创新点：在PSCAD/EMTDC平台上搭建13节点中性点不接地配电网的仿真模型，其中输电线路采取分布式参数模型进行建模。
改变故障的发生时间，发生位置以及故障类型，在PSCAD/EMTDC平台上进行仿真。
将在PSCAD/EMTDC中得到的各节点电压和电流的数据导入matlab中对数据进行绘图，并对不同节点的电流电压波形进行对比，简要分析造成差异的主要原因。
同时对各节点所采集的电流电压数据进行频谱分析。
目录第一章绪论 (1)1.1 项目背景 (1)1.2 研究意义 (1)第二章PSCAD的软件介绍与潮流计算简介 (2)2.1 PSCAD软件的介绍 (2)2.2潮流计算简介 (3)第三章13节点配电网的建模 (4)3.1 仿真模块的设计 (4)3.2 配电网的建模 (9)第四章仿真结果的分析 (10)4.1 不同故障下的仿真波形 (10)4.2 matlab绘图 (16)4.3 频谱分析 (18)附件 (20)第一章绪论1.1 项目背景配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。
配电网按电压等级来分类可分为高压配电网（35—110KV），中压配电网（6—10KV，苏州有20KV的），低压配电网（220/380V）；在负载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。
按供电区的功能来分类可分为城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。
在城市电网系统中,主网是指110KV及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压（220KV及以上）电网的作用配电网是指35KV及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源。
配电网络的拓扑分析是根据配电电气元件的连接关系，把整个配电网络看成线与点结合的拓扑图，然后根据电源结点、开关结点等进行整个网络的拓扑连线分析，它是配电网络进行状态估计、潮流计算、故障定位、隔离及供电恢复、网络重构等其它分析的基础。
配电网络的结构庞大且复杂，网络结构由于故障或负荷转移操作中开关的开合，经常发生变化。
作为配电网络分析的基础，网络拓扑计算需要进一步提高，因此迫切需要一个好的网络拓扑算法。
好的网络拓扑算法应该有效且直观，它不仅能满足配电网自动化中的不同高级功能的要求，还应能实现配电网络连通性的快速跟踪和识别，适应事件变化。
同时还应节省存储空间和其他高级计算功能的时间。
目前国内外在这方面现有的研究有关联表矩阵表示法、网基矩阵表示法、结点消去法、树搜索表示法、离散处理法等。
1.2 研究意义电力系统的出现，使高效，无污染，使用方便，易于控制的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的发展，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。
潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。
根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗。
潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。
因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。
对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。
潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。
第二章PSCAD软件的介绍与潮流计算简介2.1 PSCAD软件的介绍PSCAD是一种有效的用户图形界面,能够显著地提高电力系统电磁瞬时模拟研究的效率。
利用PSCAD家族的软件工具,使得电力系统工程师能够充分利用现代微机工作站的资源, 更为有效地使用马尼托巴高压直流研究中心的EMTDC瞬时模拟软件。
该族软件还可作为该中心的实时数字模拟器（RTDS)的用户界面。
PSCAD 由下述软件模块构成:档管理系统、建模(DRAFT)模块、架空线(T-LINE)和电缆(CABLE)模块、运行(RUN TIME)模块、单曲线绘图(UNIPLOT)和多曲线绘图(MULTIPLOT)模块。
PSCAD/EMTDC在时间域描述和求解完整的电力系统及其控制的微分方程(包括电磁和机电两个系统)。
这一类的模拟工具不同于潮流和暂态视定的模拟工具。
后者是用稳态解去描述电路(即电磁过程)。
但是在解电机的机械动态(即转动惯量)微分方程。
PSCAD/EMTDC的结果是作为时间的即时值被求解。
但通过内置的转换器和测量功能(象实有效值表计或者快速育里叶变换频谱分析等)。
这些结果能被转换为矢量的幅值和相角。
实际系统的测量能够通过很多途径来完成。
由于潮流和稳定的程序是通过稳定方程来代表它们只能基频段幅值和相位。
因此PSCAD的模拟结果能够产生电力系统所有频率的相应限制仅在于用户自己选择的时间步长。
这种时间步长可以在毫秒到秒之间变化。
基于以上简单说明我们可以了解到PSCAD是电力专业十分有用的仿真软件。
我们组的课题系统节点较多，传统的手工计算显然不切实际。
于是要寻找一种简单科学的计算方法来替代传统的手工计算，从而提高计算效率。
因此利用PSCAD仿真运行出结果就成了本次课程设计最为关键的一个环节。
利用PSCAD对13节点的配电网进行的仿真可以快速准确得出各母线上的潮流分布及系统的其他运行状态输出显示快速、明了。
1) PSCAD/EMTDC开发背景最初EMTDC代表直流暂态。
最初的EMTDC代码由丹尼斯.伍德福德在1975年开始编写。
编写这个程序的原因是因为当时现存的研究工具不能够曼尼托巴电力局对尼尔逊河高压直流工程进行强有力和灵活的研究的要求。
自此之后程序被不断开发，至今已被广泛地应用在电力系统许多类型的模拟研究，其中包括交流研究，雷电过电压和电力电子学研究。
EMTDC开始时在大型计算机上使用。
然后在1986年被移植到Unix系统和以后的PC机上。
PSCAD代表电力系统计算机辅助设计，并且是EMTDC的图形用户接口。
PSCAD V11988年首先在阿波罗工作站上使用，然后大约在1995年PSCAD V2开始应用。
(至今PSCAD V2仍然广泛地应用于Unix系统上。
)PSCAD V3以PC Windows作为平台，在1999年面世。
PSCAD V3的Unix版本尚未完成。
2) PSCAD/EMTDC应用范围PSCAD/EMTDC在时间域描述和求解完整的电力系统及其控制的微分方程(包括电磁和机电两个系统)。
这一类的模拟工具不同于潮流和暂态视定的模拟工具。
后者是用稳态解去描述电路(即电磁过程)。
但是在解电机的机械动态(即转动惯量)微分方程。
PSCAD/EMTDC的结果是作为时间的即时值被求解。
但通过内置的转换器和测量功能(象实有效值表计，或者快速育里叶变换频谱分析等)。
这些结果能被转换为矢量的幅值和相角。
实际系统的测量能够通过很多途径来完成。
由于潮流和稳定的程序是通过稳定方程来代表，它们只能基频段幅值和相位。
因此PSCAD的模拟结果能够产生电力系统所有频率的相应，限制仅在于用户自己选择的时间步长。
这种时间步长可以在毫秒到秒之间变化。
典型的研究包括：研究电力系统中由于故障或开关操作引起的过电压。
它也能模拟变压器的非线性(即饱和)这一决定性因素。
多运行工具(Mnltiple mnfacilities)经常用来进行数以百计的模拟从而在下列不同情况下发生故障时最坏的情况。
故障发生在波形的不同位置，故障的类型不同，故障点不同。
2.2 潮流计算简介潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。
潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。
通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、衡点的电压和相位角。
待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。
在电力系统运行和规划中，都需要研究电力系统稳定运行情况，确定电力系统的稳态运行状态。
给定电力系统的网络结构、参数和决定电力系统运行状况的边界条件，确定电力系统运行的方法之一是朝流计算。
从数学上说：朝流计算是要求解一组有潮流方程描述的非线性方程组。
电力系统潮流计算是电力系统分析中最重要最基本的计算，是电力运行、规划以及安全性、可靠性分析和优化的基础，也是各种电磁暂态和机电暂态分析的基础和出发点。
电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。
所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。
对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。
对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。
潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。
此外，在进行电力系统稳态及暂态稳定计算时，要利用潮流计算的结果作为其计算的基础；一些故障分析以及优化计算也需要有相应的潮流计算作配合；潮流计算往往成为上述计算程序的一个重要组成部分。
以上这些，主要是在系统规划设计及运行方式安排中的应用，属于离线计算范畴。