PowerflowCalculator 项目简介

本项目是一个简单电力系统潮流/短路电流计算程序，潮流部分应用了经典的牛顿-拉夫逊算法，短路电流部分应用基本公式计算。整体程序使用 MATLAB 编写。main 分支主要是简单的 CPU-based 计算版本，GPUVersion 分支是 GPU-based 计算版本，供可能的计算优化使用。 App_basedmain计划是基于同期较近的main程序转化的适宜于按照MATLAB APP发布或者按照独立程序发布的版本。(由于没有维护精力，该分支现已停止开发) 可能会出现短期分支。

项目结构

main分支情况项目结构如下：

PowerflowCalculator：主程序目录

• src：主程序文件夹
  • main.m：主程序入口
  • DeviceInfo.m：设备信息获取辅助函数
  • PF_ReadData.m：读取潮流数据
  • PF_FormYmatrix：构造潮流数据节点导纳矩阵
  • PF_FormJacobi.m：构造潮流计算用雅可比矩阵
  • PF_CalculateDeltaPQ.m：计算潮流计算用不平衡量
  • PF_SolveCorrectionEquation：计算潮流计算用雅可比矩阵修正量
  • PF_CalculateBranchPowers：计算潮流各类功率
  • PF_Printout.m：输出潮流计算结果
  • 计算结果.txt：计算结果文件 (默认位置)
  • DeviceInfo.txt：设备信息文件 (默认位置)
  • SC_ReadData.m：读取短路数据
  • SC_FormYZmatrix.m：构造短路数据节点导纳与阻抗矩阵
  • SC_SinglePhase.m：单相短路计算
  • SC_TwoPhase.m：两相短路计算
  • SC_TwoPhase_Ground.m：两相接地短路计算
  • SC_ThreePhase.m：三相短路计算
  • SC_Printout.m：输出短路计算结果
• PowerflowData：潮流数据文件夹
• ShortCircuitData：短路数据文件夹
• LICENSE : 许可证文件
• .gitattributes : Git属性文件
• .gitignore : Git忽略文件
• README.md : 项目说明文件

安装与运行

1. 克隆项目到本地：

git clone https://github.com/Snowlights2022/PowerflowCalculator.git

2. 打开 MATLAB 并导航到项目的目录：

cd path/to/PowerflowCalculator

3. 在MATLAB中运行主程序：

main.m

4. 输入相关参数 在图形化界面选择计算模式。之后：
   1. 在图形化界面选择潮流数据文件并输入迭代次数、精度参数后，程序会自动计算潮流，将全部节点电压、支路潮流情况输出到命令行，并默认输出节点电压到同目录文件 计算结果.txt 中。同时输出 DeviceInfo.txt 供查看设备运算能力信息。
   2. 在图形化界面选择短路数据文件并输入短路节点后，程序会自动计算近似短路网络（即忽略原有负荷和潮流分布的短路网络情况），将全部节点电压、支路电流情况与短路点电压电流输出到命令行，并输出到同目录文件 计算结果.txt 中。同时输出 DeviceInfo.txt 供查看设备运算能力信息使用。

许可证与版权说明

1. 本项目遵循Apache-2.0许可证，详细内容请查看 LICENSE 文件。
2. 本项目附带了来自MatPower的数据文件。MatPower的主要程序遵循BSD-3-Clause许可证，其LICENSE说明了数据文件的许可模式。本项目在文件夹PowerflowData内转存了一份 MatPower 的许可证供参考使用。

贡献

欢迎提交 issues 和 pull requests 来改进本项目！作为贡献者，您同意版权归属于该项目。如果您有兴趣，欢迎留下支持！

特别说明

1. 本项目的基本框架和计算函数是作者本科时参照电力系统稳态分析（第四版） 陈珩编 ISBN:978-7-5123-8172-8-01教学内容，按照School of Electronical Engineering ,Guangxi University要求完成的简单电力系统计算程序。潮流部分虽然经过case4gs,case5,case30,case118,case2383wp,case9241与case13659的验证并在1e-12左右的精度取得与参考结果相近的结果，但是作者无法保证计算结果的准确性，不对计算结果的准确性负责。短路部分存在较大的局限，详情请参考标记有**SC_**前缀的各个函数文件与注释。请在使用本程序前仔细阅读许可证。
2. 受限于作者能力水平，PowerflowData中存在相当的用例无法执行潮流计算。

计算输入数据结构

1. 潮流部分 潮流部分数据结构请参考case4gs.m的结构。本程序仅处理基础的母线视在功率、发电机视在功率、母线阻抗数据，并没有考虑电力系统网络各个部分的出力限制或传输限制，基本情况如PF_ReadData.m所示。
2. 短路部分 短路部分数据结构请参考CSEE22.m与IEEE39.m的结构。本程序仅处理了发电机直轴次暂态电抗与零序电抗对系统带来的影响，同时受制于输入数据的结构残缺，短路计算无法实现基于潮流分布进行更贴合实际的计算，也无法处理变压器联结组类型与传输线特性引起的电压电流相角变化。基本情况如SC_ReadData.m所示。