北方酱Hoppou~

# MATLAB & Matpower 笔记

# 1. 语法

# 1.1. 基础语法

  1. 循环

    %% 需要注意 matlab 计算一般是从 1 开始
% 普通循环
for i = 0:10
    fprintf('i = %d\n', i);
end

% 等间隔循环
for i = 0:2:10
    fprintf('i = %d\n', i); % 0-10, 间隔为 2
end
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10

  2. 程序计时

    tic;    % 开始计时

% 代码

toc;    % 结束计时并显示从 tic 到 toc 的时间
    1
    2
    3
    4
    5
    6

# 1.2. 随机数

  1. 基本随机数

    % 生成 0~1 范围内均匀分布的随机数
rand()  % 生成一个随机数
rand(3) % 生成 [3x3] 的随机数
rand(3,2)   % 生成 3x2 的随机数
rand([3,2]) % 同上

% 生成设定范围随机数，其他用法同 rand
unifrnd(min, max)   % 生成一个 min-max 间的随机数
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8

  2. 正态分布随机数

    % 生成标准正态分布（均值 0，方差 1）的随机数
randn() % 用法同 rand

% 生成设定正态分布随机数
normrnd(μ, σ)   % 均值μ，方差σ
    1
    2
    3
    4
    5

  3. 参考 MATLAB 随机数生成🔗 (opens new window)

# 1.3. 矩阵操作

  1. 增加行/列

    % 增加一行
A = [A; row_data];

% 增加一列
B = [B, col_data];
    1
    2
    3
    4
    5

  2. 转置

    B = A.' % 英文的单引号
B = transpose(A)
    1
    2

# 1.4. 命令行指令

  1. 清理命令

    命令 功能
    clc 清除命令窗口的内容，对工作环境中的全部变量无任何影响
    close 关闭当前的 Figure 窗口
    close all 关闭所有的 Figure 窗口
    clear 清除工作空间的所有变量
    clear all 清除工作空间的所有变量，函数，和 MEX 文件

# 1.5. 读写文件

# 1.5.1. 读文件

  1. 读取 mat 文件

    data = load('data.mat');
    1

  2. 读取 csv 文件

    % 只能读取纯数字，不推荐，可以通过参数跳过
data = csvread('file_name.csv', row=0, col=0);

% 可以读取带表头文件
A = importdata('file_name.csv');
data = A.data;
    1
    2
    3
    4
    5
    6

# 1.5.2. 写文件

  1. 保存数据

    save('data.mat')
    1

  2. 保存 csv 文件

    % 文件会保存在 matlab 打开的当前目录下
csvwrite(file_name, data);
    1
    2

# 2. MATPOWER

# 2.1. 安装

  1. 在 MATPOWER 的 GitHub 页面🔗 (opens new window) 的 Releases 页面下载安装的压缩包

  2. 将压缩包解压并放到 matlab 安装目录的 bin 目录下，即../Matlab/bin，也可以根据需求放到其他目录下

  3. 添加 matpower 路径

    1. 点击主页设置路径
    2. 点击添加并包含子文件夹选择 matpower 文件夹，并保存
    3. 发现 matpower 文件夹变成黑色字体表示添加成功

    图 1

  4. 在命令窗口输入test_matpower

    有许多 ok 输出表示安装成功，有部分失败不用在意

    图 2

# 2.2. 算例使用

  1. Matpower 自带英文手册，在matpower7.1/docs目录下

  2. 运行简单的牛顿潮流，新建 m 文件，并输入下列指令运行

    %% 默认 9 节点 case9
runpf()

%% 指定节点文件
runpf('case5')
    1
    2
    3
    4
    5

  3. 计算最优潮流

    %% 30 节点
runopf('case30')
%% 关闭高耗机组
runuopf('case30')
    1
    2
    3
    4

  4. 修改数据进行潮流计算

    % 读取节点数据
mpc = loadcase('case33');
% 计算潮流
runpf(mpc);
% 计算最优潮流
runopf(mpc);

% 修改节点负载
mpc.bus(2,3) = 0.2;
disp(mpc.bus(2,3));
% 重新计算潮流
runopf(mpc);
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12

# 2.3. 数据说明

  1. 数据文件在matpower7.1/data路径下，以case33bw数据为例

  2. 节点名

    function mpc = case33bw
    1

  3. 数据格式的版本，新版本一般都用 version2, 不需要修改

    mpc.version = '2';
    1

  4. bus 母线字段

    字段 说明
    bus_i 节点号
    type 母线类型，1-PQ 节点，2-PV 节点，3-平衡（参考）节点，4-孤立节点
    Pd,Qd 设置母线注入负荷的有功功率和无功功率
    Gs,Bs 设置与母线并联的电导和电纳
    area 设置电网断面号，设置范围 1~100，一般设为 1
    Vm,Va 设置母线电压的初始幅值和相角
    baseKV 设置母线的基准电压（有名值）
    zone 设置分区号，可设置范围为 1~999，一般设置为 1
    Vmax,Vmin 设置工作时母线电压的最高值和最低值

  5. generator 发电机字段

    字段 说明
    bus 节点号
    Pg,Qg 设置发电机有功无功功率（有名值）
    Qmax,Qmin 设置发电机无功功率最大最小值
    Vg 设置发电机工作电压
    mBase 设置接入发电机的功率基准
    status 设置发电机工作状态，1-运行，2-停运
    Pmax,Pmin 设置发电机有功功率最大最小值
    Pc1,Pc2 发电机特征量，一般设为 0
    Qc1min,Qc1max 发电机特征量，一般设为 0
    Qc2min,Qc2max 发电机特征量，一般设为 0
    ramp_agc 发电机特征量，一般设为 0
    ramp_10,ramp_30,ramp_q 发电机特征量，一般设为 0
    apf 发电机特征量，一般设为 0

  6. branch 支路字段

    字段 说明
    fbus 支路起始节点号
    tbus 支路终止节点号
    r,x,b 支路电阻，电抗，电纳
    rateA 支路长期允许功率
    rateB 支路短期允许功率
    rateC 支路紧急允许功率
    ratio 支路变比，若该支路仅仅为导线则设置为 0，若含有变压器，则该变比为 fbus 侧母线基准电压与 tbus 侧基准变压之比
    angle 支路的相位角度，如果支路元件为变压器，则就是变压器的转角，如果支路元件不是变压器，则相位角度为 0 度
    status 支路工作状态，1-入运行，0-退出运行
    angmin,angmax 支路相位角最小最大值

  7. generator cost data 发电成本

    字段 说明
    model 模型，1-分段线性，2-多项式
    startup 启动成本（美元）
    shutdown 关闭成本（美元）
    n 多项式成本函数遵循的成本系数数，或分段线性遵循的数据点数
    其余参数 定义总成本函数 f§的参数，f 和 p 的单位分别是$/hr 和 MW（或 MVAr)

  8. convert branch impedances from Ohms to p.u. 将支路阻抗从欧姆转换为 p.u.

  9. convert loads from kW to MW 负荷从 kW 转 MW

# 2.4. 使用方法

  1. 加载&保存模型

    mpc = loadcase('case30'); % 加载电网模型

% 修改模型参数（举例）
mpc.bus(j, 3) = 1; % 修改节点负荷 P
mpc.bus(j, 4) = 1; % 修改节点负荷 Q

savecase('./file.m', mpc);  % 保存模型到 file.m 文件
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7

# 3. 备注

  1. 参考

lastUpdate: 3/30/2023, 2:14:30 PM

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