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2025/12/24 17:19:27 网站建设 项目流程

三相不平衡潮流计算matlab 本程序采用前推回代法,考虑三相不平衡和互阻抗,可通过改变三相负荷和线路参数构建三相不平衡模型,程序有注释,有参考文档

电力系统里三相不平衡算是个头疼的典型问题。传统单相模型处理不平衡工况会漏掉互阻抗影响,这时候就得搬出三相模型来整活儿。今天咱们直接撸代码,用前推回代法干这个事儿。

先看核心数据结构。每个节点得存三相电压,线路参数也得按三相来:

% 节点数据结构 nodes(num).Vabc = [1; 1; 1] * Vbase; % 初始电压设为标幺值1 nodes(num).Sabc = [10000, 5000, 8000]; % 三相负荷(kW)

线路阻抗矩阵是关键,这里用3x3矩阵存自阻抗和互阻抗:

line.Zabc = [0.1+0.6i, 0.05+0.2i, 0.03+0.1i; 0.05+0.2i, 0.12+0.5i, 0.07+0.3i; 0.03+0.1i, 0.07+0.3i, 0.09+0.4i]; % 典型三相线路阻抗

这矩阵对角线是各相自阻抗,非对角线就是相间互阻抗。玩过对称分量法的应该知道,这写法比序分量更直接反映物理特性。

前推过程要从末梢节点往电源端算功率流动。注意这里每相的电流都要单独处理:

function [I] = forward_sweep(nodes, line) I_load = conj(nodes(end).Sabc * 1000 / (Vbase*3)); % 转换为安培 I_line = I_load + line.Yabc * nodes(end).Vabc; % 叠加线路充电电流 % 递归前推至上一节点... end

这里有个坑点:负荷功率转电流得用共轭计算,因为S=VI*这个约定俗成的规矩。新手容易漏掉这个共轭,导致结果直接跑偏。

回代环节更新电压时,得用节点注入电流乘线路阻抗矩阵:

V_new = V_source - line.Zabc * I_line;

这个矩阵乘法才是三相模型的核心操作。单相模型里就是个标量乘法,这里升级成矩阵运算后,相间耦合效应自然就被考虑进去了。不过要注意阻抗矩阵的相位关系,曾经有个案例把阻抗矩阵对称项填反了,结果导致C相电压飙升到1.5pu,差点烧了仿真模型。

收敛条件也别再用单相的电压差了,得取三相中的最大偏差:

max_dV = max(abs([Va_new-Va_old, Vb_new-Vb_old, Vc_new-Vc_old])); if max_dV < 1e-5 break; end

有个冷知识:三相不平衡时,就算某相电压已经收敛,其他相可能还在跳变,所以必须全相监控。

实测发现,当某相负荷突增时,另外两相的电压会被"拽"下来。比如把B相负荷调到20kW,A、C相电压会降到0.92pu左右,而B相自己掉到0.85pu。这种交叉影响在单相模型里完全无法体现,但现实中的台区运维天天都得面对这种破事。

代码里还藏了个小技巧——初始电压可以用不对称值。比如故意把C相初始电压设为0.95pu,观察算法能否收敛到真实解。这对验证算法鲁棒性很有用,毕竟实际电网中电压本来就不是绝对平衡的。

最后说个实战经验:处理接地阻抗时,记得把阻抗矩阵转换成相坐标系。有次忘记转换直接用了序阻抗,结果中性点电压飘得妈都不认识。后来老老实实按相分量建模,问题迎刃而解。所以啊,理论归理论,代码落地时还是得盯着物理意义来。

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