MATLAB、PSasp、PowerWorld电力系统仿真建模分析 潮流（局部地区电网的建模

MATLAB、PSasp、PowerWorld电力系统仿真建模分析 潮流（局部地区电网的建模，再潮流） 暂稳（对应上述潮流过程） 短路、稳定性计算等 新能源光伏建模，可大规模 新能源风电场建模，可大规模 自定义建模：储能电站、调频装置等

玩电力系统仿真就像搭乐高，不过咱们拼的是电压相角和风机叶片。先说个真实案例——去年有个地方电网接入光伏电站后，某变电站母线电压直接飙到109%，运维小哥当场表演瞳孔地震。这事儿要放在仿真里提前发现，可能只需要改两行代码。

潮流计算是基本功，用MATLAB搞局部电网建模就像吃小龙虾要配啤酒。举个接地气的例子：某个工业园区配电网，拿PowerWorld搭个9节点模型，重点看PV节点设置。这里有个反直觉的点——很多人以为PQ节点多设几个没问题，结果迭代直接发散。看这段代码：

mpc = loadcase('case9'); mpc.bus(3,2) = 2; % 把3号节点改成PV节点 mpc.gen(2,9) = 1.05; % 设定电压 results = runpf(mpc);

关键在发电机无功限值设置，新手常在这里翻车。跑完潮流别急着看结果矩阵，先把各节点相角连线画成拓扑图，电压越限的位置会像秃子头上的虱子一样明显。

暂态稳定才是真刺激。之前帮某风电场做仿真，系统扰动后风机集体脱网，跟下饺子似的。用PSASP做时域仿真时，记得把仿真步长调到10ms以内，不然会错过精彩剧情。核心是解微分方程组：

function dydt = swing_eq(t,y) delta = y(1); omega = y(2); dydt = [omega; (Pm - Pe*sin(delta) - D*omega)/M]; end

这个经典摆动方程别看简单，调阻尼系数D的时候能把人逼疯。有个骚操作：把发电机惯性时间常数H偷偷改大20%，系统稳定性立马从战五渣变钢铁侠。

说到新能源建模，光伏阵列别傻乎乎地逐个建模。用等效聚合模型省事又保命，特别是处理500MW以上的光伏电站时：

pv_model = pvArray('NumModules',1000,'Irradiance',@(t) 900+50*sin(t/60));

注意辐照度函数别用固定值，带个正弦波动才能模拟真实云层影响。最近发现个坑：大量光伏接入后系统转动惯量不足，调频装置建模时记得加虚拟惯性控制环节，代码里加个一阶惯性环节就能救命。

风电场的尾流效应是个隐形杀手。用PowerWorld做大型风电场时，别相信默认的均匀风速分布。试试这个风速廓形：

wind_speed = [12 + 3*math.cos(i/10) for i in range(50)]

看起来像梳子的波形才真实。有个项目因为忽略这个，实际并网时风机出力震荡比仿真结果大了三倍，现场工程师差点把鼠标砸了。

自定义建模最好玩。给储能电站写控制策略时，记住充放电切换别太耿直：

if SOC > 0.9 && price < threshold discharge_rate = max_rate * (1 - exp(-t/5)); elseif SOC < 0.2 charge_rate = curtailment * 0.8; end

加个指数衰减项能让功率变化更平滑。去年某调频装置因为控制逻辑太生硬，实际运行时光耦器件直接放烟花，血泪教训。

最后说个真香警告：处理大规模系统时，PowerWorld的拓扑分析比MATLAB快十倍不止，但自定义模型还是得靠MATLAB。有次用PSASP算2000节点系统，等结果时够我吃完两碗泡面，后来换成稀疏矩阵处理才保住发际线。

仿真本质是带着镣铐跳舞，既要遵循物理规律，又要学会合理作弊。下次看到电网哥哥们愁眉苦脸，说不定他们正在和仿真软件的收敛性斗智斗勇呢。