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文档简介

电力系统功率分析及MATLAB仿真教程2.变量编码：电容器容量为离散变量（如0.1MVar、0.2MVar等），采用二进制编码表示各节点的补偿容量。3.GA优化：调用MATLAB的`ga`函数，设置变量范围、约束条件，优化得到最优补偿方案。4.验证：将最优补偿容量作为负荷的无功负增量，重新进行潮流计算，对比网损与电压分布的改善效果。（三）暂态功率分析仿真以三相短路故障为例，分析暂态过程的功率变化：建模：在Simulink中搭建含电源、线路、负荷的系统，在线路中点添加“Three-PhaseFault”模块，设置故障时刻（如0.1s）、故障持续时间（如0.1s）。仿真设置：仿真时间设为1s，算法选择“ode23tb”（适用于电力系统暂态仿真）。结果分析：通过“Scope”查看故障点的电流、功率波形，观察短路功率的峰值（用于设备选型）与衰减过程。典型波形中，短路功率先出现尖峰（非周期分量贡献），随后按指数规律衰减至稳态短路功率。四、案例分析：IEEE30节点系统的功率优化（一）系统参数与建模IEEE30节点系统包含6台发电机、24条线路、4台变压器，基准容量100MVA。在MATLAB中，可通过PSAT工具箱加载该系统，或手动输入节点导纳矩阵。（二）潮流计算与功率分布采用牛顿-拉夫逊法计算潮流，得到部分节点电压（如表1）与线路功率（如表2）。结果显示，节点2、5的电压偏低（0.95pu以下），需进行无功补偿。表1部分节点电压（pu）节点1（平衡）2510------------------------------电压1.050.940.920.98（三）无功优化与效果验证以“电压偏差最小”为目标，优化电容器投切：变量设置：选择节点2、5、10作为补偿点，电容器容量范围为0~10MVar，步长1MVar。GA优化结果：最优补偿方案为节点2投5MVar、节点5投6MVar、节点10投3MVar。优化后潮流：重新计算潮流，节点2电压提升至0.98pu，节点5提升至0.96pu，系统总有功损耗从2.8MW降至2.3MW，优化效果显著。五、总结与展望电力系统功率分析是电网规划、运行的核心环节，MATLAB的仿真工具与编程环境为其提供了高效的分析手段。本文从理论基础出发，结合潮流计算、无功优化、暂态分析的仿真实践，展示了功率分析的完整流程。未来，随着新能源并网（如风电、光伏）与电力电子化设备的普及，功率分析将面临“多时间尺度”“高不确定性”的挑战，需结合人工智能（如强化学习优化无功）、数字孪生技术（实

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