1.课题概述
电力系统图由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。
其中电力线路，主要分为输电线路和配电线路。输电线路一般电压等级较高，磁场强度大，击穿空气（电弧）距离长。如何计算电力线路的一些重要参数显得格外重要。本文将基于MATLAB编写界面，然后利用m文件编写主要参数的计算函数，在人机界面中调用参数，完成一个简单的电力参数计算软件。
2.系统仿真结果
我们在MTALAB界面上实现几个参数的计算过程。
工频电场的MATLAB仿真：
电力系统潮流的matlab计算：
3.核心程序与模型
版本：MATLAB2022a
```function varargout = top(varargin)
% TOP M-file for top.fig
% TOP, by itself, creates a new TOP or raises the existing
% singleton.
%
% H = TOP returns the handle to a new TOP or the handle to
% the existing singleton.
%
% TOP('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...) calls the local
% function named CALLBACK in TOP.M with the given input arguments.
%
% TOP('Property','Value',...) creates a new TOP or raises the
% existing singleton. Starting from the left, property value pairs are
% applied to the GUI before top_OpeningFcn gets called. An
% unrecognized property name or invalid value makes property application
% stop. All inputs are passed to top_OpeningFcn via varargin.
%
% See GUI Options on GUIDE's Tools menu. Choose "GUI allows only one
% instance to run (singleton)".
%
% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES
% Edit the above text to modify the response to help top
% Last Modified by GUIDE v2.5 23-Apr-2010 00:12:53
% Begin initialization code - DO NOT EDIT
gui_Singleton = 1;
gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ...
'gui_Singleton', gui_Singleton, ...
'gui_OpeningFcn', @top_OpeningFcn, ...
'gui_OutputFcn', @top_OutputFcn, ...
'gui_LayoutFcn', [] , ...
'gui_Callback', []);
if nargin && ischar(varargin{1})
gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});
end
if nargout
[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
else
gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
end
% End initialization code - DO NOT EDIT
% --- Executes just before top is made visible.
function top_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)
% This function has no output args, see OutputFcn.
% hObject handle to figure
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
% varargin command line arguments to top (see VARARGIN)
% Choose default command line output for top
handles.output = hObject;
% Update handles structure
guidata(hObject, handles);
% UIWAIT makes top wait for user response (see UIRESUME)
% uiwait(handles.figure1);
% --- Outputs from this function are returned to the command line.
function varargout = top_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)
% varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT);
% hObject handle to figure
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
% Get default command line output from handles structure
varargout{1} = handles.output;
% --- Executes on button press in pushbutton1.
function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
GPDC();
% --- Executes on button press in pushbutton2.
function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton2 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
BCDL();
% --- Executes on button press in pushbutton3.
function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton3 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
XJ();
% --- Executes on button press in pushbutton4.
function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject handle to pushbutton4 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB
% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)
CAOLIU();
02_002m
```
4.系统原理简介
额定电压就是电器长时间工作时所适用的最佳电压。通俗的讲，电器正常工作时两端的电压值。高了容易烧坏，低了不正常工作。此时电器中的元器件都工作在最佳状态，只有工作在最佳状态时，电器的性能才比较稳定，这样电器的寿命才得以延长。
所谓额定电压，就是发电机、变压器和电气设备等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。国家规定了标准电压等级系列，有利于电器制造业的生产标准化和系列化，有利于设计的标准化和选型，有利于电器的互相连接和更换，有利于备件的生产和维修等，应选择最合适的额定电压等级。
为了便于电器制造业的生产标准化和系列化，国家规定了标准电压等级系列。在设计时，应选择最合适的额定电压等级。所谓额定电压，就是某一受电器(电动机、电灯等)、发电机和变压器等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。我国规定了电力设备的统一电压等级标准。电力网中各点的电压是不同的。
用电设备：用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。实际上，由于电网中有电压损失，致使各点实际电压偏离额定值。为了保证用电设备的良好运行，国家对各级电网电压的偏差均有严格规定。显然，用电设备应具有比电网电压允许偏差更宽的正常工作电压范围。
发电机：发电机的额定电压比同级电网额定电压高出5%，用于补偿电网上的电压损失。
变压器：变压器的额定电压分为一次和二次绕组。对于一次绕组，当变压器接于电网末端时，性质上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器)，故其额定电压与电网一致，当变压器接于发电机引出端时(如发电厂升压变压器)，则其额定电压应与发电机额定电压相同。对于二次绕组，额定电压是指空载电压，考虑到变压器承载时自身电压损失(按5%计)，变压器二次绕组额定电压应比电网额定电压高5%，当二次侧输电距离较长时，还应考虑到线路电压损失(按5%计)，此时， 二次绕组额定电压应比电网额定电压高10%。
输变电设施在运行时存在工频电场和工频磁场，输变电工频电场强度是用来衡量输变电设施周围空间某个点位在一定方向上的电场强弱的尺度。计量单位为千伏/米（kV/m）。电力设施周围的电场。当电气设备接通电源（即加上电压或称为带电）时，在其周围空间就形成了工频电场。
《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范(HJ/T24-1998）》是目前我国评价电力设施电磁环境的标准。也是国家环境保护评价的技术依据。该标准是由国家环保总局委托北方交通大学起草。（北交大设有全国电磁兼容实验室）1998年颁布实施。该标准是借鉴国际非离子辐射防护委员会（ICNIRP）发布的《限制时变电场、磁场和电磁场暴露（300GHz以下）导则》而制定的。《ICNIRP导则》限值为工频电场5kV/m,磁感应强度为0.1mT。我国《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范(HJ/T24-1998）》限值为工频电场4kV/m,磁感应强度为0.1mT。
2 樓：根据研究及相关测试表明，变压器、超高压配电装置和超高压输电线在运行中，会形成一定强度的工频电磁辐射。据相关资料显示，550KV输电线的工频电场辐射在距地面1.5m处可以达到9.7KV/m之高。工频磁场对计算机显示器偏转系统可能产生较严重的干扰，具体现象是，使显示器的显示画面发生抖动，显示器边缘可能出现色斑。高强度的工频电磁辐射还可能造成计算机死机。
高压架空电力线路和变电站的运行，会产生无线电噪声，这种无线电噪声严重时，会对电力线路和变电站附近居民的无线电（主要是中、短波广播）接收和专业无线电台站的工作造成骚扰影响。由于电力线路和变电站占地大，尤其是电力线路长度可能达几百公里，影响范围广，通常情况下，架空电力线路和变电站无线电噪声的产生有三类根源：分别是，在导线及其金属表面处空气中的电晕放电；绝缘子承受高电位梯度区域中放电并产生火花；连接松动或接触不良产生的间隙火花放电。当运行电压在100KV以上（通常导线表面电位梯度〉12KV/cm）时，第一种根源占据主导地位，成为不可消除的，属线路固有的特性。
因此，对于电力线路中高压线路，计算其工频电场的相关数据也是十分重要的。
在电力市场环境下，随着区域电网的互联，电网规划对缓解电力供需矛盾，防止电力瓶颈和输电阻塞，保证电网安全稳定运行，都有至关重要的作用。电力系统规划包括电源规划和电网规划，但由于它们各自的复杂性，常常把两者独立进行规划。确定电网中无功补偿设备的类型、容量和安装地点，以确保电网正常及故障运行方式下的电压质量及稳定性，并使规划期内投资及运行费用总和最小。
4.1线径
高频变压器线径的确定根据公式D=1.13(I/J)^1/2可以计算出来,J是电流密度,不同的取值计算出的线径不同.由于高频电流在导体中会有趋肤效应,所以在确定线经时还要计算不同频率时导体的穿透深度.公式:d=66.1/(f)^1/2 如果计算出的线径D大于两倍的穿透深度,就需要采用多股线或利兹线。
电力线路的线径一般按如下公式计算：
铜线： S= IL / 54.4U`
铝线： S= IL / 34U`
式中：I——导线中通过的最大电流（A）
L——导线的长度（m）
U`——充许的电源降（V）
S——导线的截面积（mm2）
4.2电力系统潮流计算
电力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算。即节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷。各点电压是否满足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。对现有电力系统的运行和扩建，对新的电力系统进行规划设计以及对电力系统进行静态和暂态稳定分析都是以潮流计算为基础。潮流计算结果可用如电力系统稳态研究，安全估计或最优潮流等对潮流计算的模型和方法有直接影响。实际电力系统的潮流技术那主要采用牛顿-拉夫逊法。
