MATLAB电力系统最优潮流计算与优化分析工具

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了电力系统最优潮流问题的建模与求解，支持经济调度优化与多种约束条件，集成潮流计算、成本优化及稳定性分析模块。提供数据可视化与灵敏度分析功能，允许用户自定义发电机成本函数。

详 情 说 明

基于MATLAB的电力系统最优潮流计算与分析工具

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的电力系统最优潮流（OPF）计算与分析工具。工具实现了电力系统最优潮流问题的完整建模与求解流程，通过非线性优化算法在满足各类运行约束条件下，求解使系统总发电成本最小的最优发电调度方案。系统集成了潮流计算、经济成本优化和运行稳定性分析三大核心模块，支持用户自定义网络拓扑、发电机参数与负荷数据，并提供全面的可视化分析与灵敏度评估功能，为电网规划与运行分析提供可靠的技术支撑。

功能特性

• 核心优化求解：采用内点法、序列二次规划等非线性规划算法，高效求解大规模电力系统最优潮流问题。
• 精确潮流计算：基于牛顿-拉夫逊法进行交流潮流计算，确保优化结果满足系统功率平衡方程。
• 灵活建模能力：用户可自定义发电机成本函数（线性、二次或分段函数）、负荷功率、网络拓扑结构及各类运行约束（节点电压、线路功率、发电机出力等）。
• 经济运行分析：输出最优发电调度方案、系统总发电成本以及各节点的边际电价（LMP）。
• 安全性评估：自动进行系统稳定性分析，包括节点电压越限检查、线路负载率计算、约束违反正告等。
• 结果可视化：提供系统潮流分布图、电压分布云图、成本曲线等可视化图形输出。
• 灵敏度分析：支持关键参数（如负荷增长）对最优成本和系统状态影响的灵敏度分析。

使用方法

1. 准备输入数据：在指定的数据文件或脚本中，按格式设置电力网络参数（导纳矩阵、线路阻抗等）、发电机参数（出力范围、成本系数）、负荷数据以及运行约束条件。
2. 运行主程序：在MATLAB命令窗口中执行主函数，启动最优潮流计算流程。
3. 查看与分析结果：程序运行完成后，将在命令窗口输出关键优化结果（如最优成本、发电机出力），并生成包含详细调度方案、电压分布、边际电价等结果的输出文件。同时，程序会自动绘制相关的分析图表。
4. 参数调整与复算：用户可修改输入数据文件中的参数，重新运行程序，以分析不同运行场景下的优化效果。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b 或更高版本
• 必要工具箱：优化工具箱、MATLAB基础环境

文件说明

主程序文件是本工具的核心入口与调度中心。它承担着整个最优潮流计算流程的初始化、执行与结果汇总任务。其主要能力包括：读取用户配置的电网数据与参数，调用潮流计算模块进行初始状态分析，构建最优潮流问题的数学模型（包括目标函数与约束条件），选择并执行指定的优化算法进行求解，对优化结果的可行性进行校验，计算系统稳定性指标与边际电价，最终将全部关键结果进行格式化输出并生成综合分析图表。