【电压和电压稳定指数研究】带多台配电发电机 (DG) 的径向配电系统研究【IEEE33节点】(Matlab代码实现)

简介: 【电压和电压稳定指数研究】带多台配电发电机 (DG) 的径向配电系统研究【IEEE33节点】(Matlab代码实现)

💥1 概述

电压和电压稳定指数研究是关于电力系统中电压水平和其稳定性的研究。电力系统中的电压是指电网中的电压水平,通常以相电压(线电压)或相对地电压的形式表示。


在电力系统中,电压的稳定性是指电压水平的波动程度和维持在合理范围内的能力。电压稳定性直接关系到电力系统的安全、可靠和经济运行。


电压和电压稳定指数研究的目标是通过监测、分析和模拟电力系统中的电压,研究其变化规律、影响因素以及可能出现的异常情况,以便采取相应的措施来保持电压在合理范围内。


研究中通常会分析电压波动、电压偏差、电压不平衡、电压暂降和电压波动的频率等参数。同时,还会研究电力系统中电压稳定性的影响因素,如负荷变化、电源故障和传输线路的阻抗等。


通过电压和电压稳定指数的研究,可以帮助电力系统运行人员评估电压水平的合理性,提前发现可能导致电压异常的问题,并采取相应的措施来维护电力系统的稳定运行。此外,对电压稳定性的深入研究还可以为电力系统的规划和运行提供指导,以确保电力系统能够满足用户的供电需求。


"电压和电压稳定指数研究带多台配电发电机 (DG) 的径向配电系统" 以及 "IEEE33节点" 是一个特定的研究主题和问题。


在电力系统中,径向配电系统是一种常见的电力传输和分配结构,在该结构中,电力从发电站或变电站通过主干线传输到配电变压器,然后再通过配电变压器分配到用户。


多台配电发电机 (DG) 是指在该径向配电系统中引入了多个分布式发电机,这些发电机可以根据需要灵活地供电。多台DG的引入可以增加供电的灵活性、可靠性和可持续性,同时也会带来一系列与电压和电压稳定性相关的问题。


"IEEE33节点" 是指一个标准的电力系统拓扑结构,其中包含了 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)所定义的 33 个节点。这个节点布局是用来进行电力系统研究和验证的一种常见的标准。


因此,"电压和电压稳定指数研究带多台配电发电机 (DG) 的径向配电系统" 可以理解为研究如何在径向配电系统中引入多个分布式发电机,并通过分析电压和电压稳定性的变化来评估系统的性能和稳定性。这个研究可能使用 IEEE33节点作为标准配置,来进行仿真、模拟和实验,以得出相关的结论和指导。


在电力系统中,VBN 通常是指"Voltage Between Neutrals",即中性之间的电压。在三相电力系统中,每个相都有一个中性点,VBN 表示两个中性点之间的电压差。


中性点是通常与地接触的电源系统的中性导体,用于提供电路的返回路径。在三相系统中,每个相都与中性导体相连,而中性导体之间的电压可以用 VBN 来表示。


通过监测和分析 VBN,我们可以评估电力系统的平衡状况、电压波动情况以及可能存在的故障或不对称问题。VBN 的值可以帮助电力系统运维人员进行故障诊断、负载均衡和电压调节等操作,以确保电网的正常运行和稳定供电。


📚2 运行结果

部分代码:

%% output file
disp('#########################################################################################');
disp('-----------------------------------------------------------------------------------------');
disp('        forward backward sweeping algoritham with optimal generation with losses ');
disp('-----------------------------------------------------------------------------------------');
disp('| Bus |Vbus__2|STABILITYINDEX| del |    Pd   |     Qd  | Sdgi_2dg|');
disp('| No  | pu    |      pu      | ang |    KW   |    KVar |   KVA   |');
for ii = 1:NB
    disp('-----------------------------------------------------------------------------------------');
    fprintf('%3g', ii); fprintf('  %8.4f', VBN1(ii)); fprintf('   %8.4f', STABILITYINDEX1(ii));fprintf('   %8.4f', del21(ii));
    fprintf('  %8.3f', REAL_POWER(ii)); fprintf('   %8.3f', REACTIVE_POWER(ii));    
    fprintf('  %8.3f', Sdgi_2dg(ii));
    fprintf('\n');
end
disp('------------------------------------------------------------------------------------------');
fprintf('Total real demand                      '); fprintf('%8.4f', sum(REAL_POWER));fprintf('\n');
fprintf('Total reactive demand                            ');fprintf('%8.3f', sum((REACTIVE_POWER))); fprintf('\n');
fprintf('minimum voltage and bus bus                             ');fprintf('%8.4f', [val1 index1]);fprintf('\n');
fprintf('minimum voltage1 and bus bus1                           ');fprintf('%8.4f', [val17 index17]);fprintf('\n');
fprintf('minimum stability index and bus bus                     ');fprintf('%8.4f', [val2 index2]);fprintf('\n');
fprintf('minimum stability index1 and bus bus1                   ');fprintf('%8.4f', [val21 index21]);fprintf('\n');
fprintf('Total  dg_1 placement                                       '); fprintf('%8.3f', Sdgi(index56));fprintf('\n');
fprintf('Total  dg_2 placement                                      '); fprintf('%8.3f', Sdgi_2dg(index59));fprintf('\n');
fprintf('Total  dg_2 placement                                      '); fprintf('%8.3f', Sdgi_2dg(index56));fprintf('\n');
fprintf('Total real power loss base case                        '); fprintf('%8.3f', sum(plosWG));fprintf('\n');
fprintf('Total real power loss index with 1_dg placement case   '); fprintf('%8.3f',[val56 index56]) ;fprintf('\n');
fprintf('Total index power loss with 2_dg placement case        '); fprintf('%8.3f',[val59 index59]) ;fprintf('\n');
disp('-------------------------------------------------------------------------------------------');
disp('#####################################################################################');

命令框:

iter =
     5
Closs =
   8.5698e+06
val17 =
    0.9546
index17 =
    18
val21 =
    0.8323
index21 =
    18
Closs_1dg =
   3.0384e+06
cost =
   4.9622e+04
#########################################################################################
-----------------------------------------------------------------------------------------
        forward backward sweeping algoritham with optimal generation with losses 
-----------------------------------------------------------------------------------------
| Bus | Vbus| STABILITYINDEX|  del |     Pd   |     Qd   |  Sdgi  |
| No  |  pu |       pu      |  ang |     KW   |    KVar  |  Kva   |
-----------------------------------------------------------------------------------------
  1    1.0000     1.0000     0.0000     0.000      0.000  4599.690
-----------------------------------------------------------------------------------------
  2    0.9970     0.9994     0.0013   100.000     60.000  4593.468
-----------------------------------------------------------------------------------------
  3    0.9828     0.9846     0.0055    90.000     40.000  4108.645
-----------------------------------------------------------------------------------------
  4    0.9753     0.9314     0.0046   120.000     80.000  3616.061
-----------------------------------------------------------------------------------------
  5    0.9679     0.9033     0.0063    60.000     30.000  3338.263
-----------------------------------------------------------------------------------------
  6    0.9493     0.8739    -0.0312    60.000     20.000  3016.533
-----------------------------------------------------------------------------------------
  7    0.9458     0.8119     0.1918   200.000    100.000  2861.246
-----------------------------------------------------------------------------------------
  8    0.9322     0.7987     0.3460   200.000    100.000  2037.565
-----------------------------------------------------------------------------------------
  9    0.9258     0.7545     0.4211    60.000     20.000  1763.971
-----------------------------------------------------------------------------------------
 10    0.9199     0.7343     0.4862    60.000     20.000  1570.131
-----------------------------------------------------------------------------------------
 11    0.9191     0.7161     0.4797    45.000     30.000  1538.979
-----------------------------------------------------------------------------------------
 12    0.9175     0.7134     0.4696    60.000     35.000  1481.831
-----------------------------------------------------------------------------------------
 13    0.9113     0.7085     0.5628    60.000     35.000  1295.082
-----------------------------------------------------------------------------------------
 14    0.9091     0.6899     0.6411   120.000     80.000  1237.603
-----------------------------------------------------------------------------------------
 15    0.9077     0.6830     0.6788    60.000     10.000  1174.553
-----------------------------------------------------------------------------------------
 16    0.9063     0.6787     0.7026    60.000     20.000  1101.858
-----------------------------------------------------------------------------------------
 17    0.9042     0.6746     0.7794    60.000     20.000   992.313
-----------------------------------------------------------------------------------------
 18    0.9036     0.6686     0.7893    90.000     40.000   937.333
-----------------------------------------------------------------------------------------
 19    0.9965     0.9383     0.0122    90.000     40.000  1900.751
-----------------------------------------------------------------------------------------
 20    0.9929     0.9859     0.0798    90.000     40.000   523.878
-----------------------------------------------------------------------------------------
 21    0.9922     0.9718     0.0993    90.000     40.000   461.265
-----------------------------------------------------------------------------------------
 22    0.9915     0.9691     0.1199    90.000     40.000   371.302
-----------------------------------------------------------------------------------------
 23    0.9792     0.9149     0.0367    90.000     50.000  2759.230
-----------------------------------------------------------------------------------------
 24    0.9725     0.9191     0.1259   420.000    200.000  1895.377
-----------------------------------------------------------------------------------------
 25    0.9692     0.8944     0.1699   420.000    200.000  1436.362
-----------------------------------------------------------------------------------------
 26    0.9474     0.8173    -0.0692    60.000     25.000  2865.192
-----------------------------------------------------------------------------------------
 27    0.9449     0.8055    -0.1231    60.000     20.000  2685.356
-----------------------------------------------------------------------------------------
 28    0.9334     0.7959    -0.2061    60.000     20.000  2232.343
-----------------------------------------------------------------------------------------
 29    0.9251     0.7585    -0.2834   120.000     70.000  2016.605
-----------------------------------------------------------------------------------------
 30    0.9216     0.7325    -0.3851   200.000    600.000  1904.150
-----------------------------------------------------------------------------------------
 31    0.9174     0.7211    -0.3057   150.000     70.000  1662.365
-----------------------------------------------------------------------------------------
 32    0.9164     0.7082    -0.2840   210.000    100.000  1593.602
-----------------------------------------------------------------------------------------
 33    0.9162     0.7054    -0.2767    60.000     40.000  1514.919
------------------------------------------------------------------------------------------
Total real demand                      3715.0000
Total reactive demand                            2295.000
minimum voltage and bus bus                      0.9036 18.0000
minimum voltage1 and bus bus1                    0.9546 18.0000
minimum stability index and bus bus              0.6686 18.0000
minimum stability index1 and bus bus1            0.8323 18.0000
Total real power loss base case                   0.503
Total index with dg placement case                0.178   6.000
----------------------------------------------------------------------------------------
#####################################################################################
Closs_2dg =
   2.2867e+06
cost_type3_2dg =
   6.1095e+04
#########################################################################################
-----------------------------------------------------------------------------------------
        forward backward sweeping algoritham with optimal generation with losses 
-----------------------------------------------------------------------------------------
| Bus |Vbus__2|STABILITYINDEX| del |    Pd   |     Qd  | Sdgi_2dg|
| No  | pu    |      pu      | ang |    KW   |    KVar |   KVA   |
-----------------------------------------------------------------------------------------
  1    1.0000     1.0000     0.0000     0.000      0.000  1426.312
-----------------------------------------------------------------------------------------
  2    0.9991     1.0075     0.0000   100.000     60.000  1423.483
-----------------------------------------------------------------------------------------
  3    0.9958     1.0363     0.0001    90.000     40.000   988.259
-----------------------------------------------------------------------------------------
  4    0.9964     1.0135     0.0001   120.000     80.000   519.255
-----------------------------------------------------------------------------------------
  5    0.9974     1.0172     0.0001    60.000     30.000   263.289
-----------------------------------------------------------------------------------------
  6    1.0004     1.0701    -0.0005    60.000     20.000  2564.070
-----------------------------------------------------------------------------------------
  7    0.9969     1.0005     0.0033   200.000    100.000    19.561
-----------------------------------------------------------------------------------------
  8    0.9832     0.9830     0.0060   200.000    100.000   345.441
-----------------------------------------------------------------------------------------
  9    0.9768     0.9326     0.0073    60.000     20.000   407.270
-----------------------------------------------------------------------------------------
 10    0.9709     0.9089     0.0085    60.000     20.000   438.944
-----------------------------------------------------------------------------------------
 11    0.9701     0.8885     0.0084    45.000     30.000   445.170
-----------------------------------------------------------------------------------------
 12    0.9685     0.8851     0.0082    60.000     35.000   452.595
-----------------------------------------------------------------------------------------
 13    0.9623     0.8785     0.0098    60.000     35.000   443.331
-----------------------------------------------------------------------------------------
 14    0.9600     0.8572     0.0112   120.000     80.000   428.005
-----------------------------------------------------------------------------------------
 15    0.9586     0.8492     0.0118    60.000     10.000   411.531
-----------------------------------------------------------------------------------------
 16    0.9572     0.8442     0.0123    60.000     20.000   392.947
-----------------------------------------------------------------------------------------
 17    0.9552     0.8392     0.0136    60.000     20.000   352.674
-----------------------------------------------------------------------------------------
 18    0.9546     0.8323     0.0138    90.000     40.000   335.290
-----------------------------------------------------------------------------------------
 19    0.9985     0.9888     0.0002    90.000     40.000   762.161
-----------------------------------------------------------------------------------------
 20    0.9949     0.9940     0.0014    90.000     40.000   360.159
-----------------------------------------------------------------------------------------
 21    0.9942     0.9799     0.0017    90.000     40.000   328.165
-----------------------------------------------------------------------------------------
 22    0.9936     0.9771     0.0021    90.000     40.000   270.519
-----------------------------------------------------------------------------------------
 23    0.9922     0.9963     0.0006    90.000     50.000   996.957
-----------------------------------------------------------------------------------------
 24    0.9855     0.9686     0.0022   420.000    200.000   941.660
-----------------------------------------------------------------------------------------
 25    0.9822     0.9430     0.0030   420.000    200.000   778.897
-----------------------------------------------------------------------------------------
 26    0.9985     1.0065    -0.0012    60.000     25.000   126.581
-----------------------------------------------------------------------------------------
 27    0.9959     0.9931    -0.0021    60.000     20.000   249.741
-----------------------------------------------------------------------------------------
 28    0.9844     0.9801    -0.0036    60.000     20.000   491.732
-----------------------------------------------------------------------------------------
 29    0.9761     0.9369    -0.0049   120.000     70.000   609.506
-----------------------------------------------------------------------------------------
 30    0.9726     0.9071    -0.0067   200.000    600.000   685.656
-----------------------------------------------------------------------------------------
 31    0.9684     0.8938    -0.0053   150.000     70.000   610.488
-----------------------------------------------------------------------------------------
 32    0.9674     0.8792    -0.0050   210.000    100.000   584.288
-----------------------------------------------------------------------------------------
 33    0.9672     0.8760    -0.0048    60.000     40.000   554.307
------------------------------------------------------------------------------------------
Total real demand                      3715.0000
Total reactive demand                            2295.000
minimum voltage and bus bus                               0.9036 18.0000
minimum voltage1 and bus bus1                             0.9546 18.0000
minimum stability index and bus bus                       0.6686 18.0000
minimum stability index1 and bus bus1                     0.8323 18.0000
Total  dg_1 placement                                       3016.533
Total  dg_2 placement                                       685.656
Total  dg_2 placement                                      2564.070
Total real power loss base case                           0.503
Total real power loss index with 1_dg placement case      0.178   6.000
Total index power loss with 2_dg placement case           0.134  30.000
-------------------------------------------------------------------------------------------
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>> 


🎉3 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。


[1]张明,毕鹏翔,刘健.配电系统电压稳定性的研究[J].电力建设,2002(10):41-43.


[2]Napier T.用于稳定指数电流的基准电源[J].电子设计技术,2002(05):66.


🌈4 Matlab代码实现

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