电力系统暂态上机计算课程设计报告070103

电力系统潮流上机计算报告
系别：电力工程系
班级：
姓名：
学号：
课号课序号：0110361-2
选课顺序号：22
程序说明
包括：程序设计思想、程序流程图、程序使用说明。

给定题目的手算过程（迭代两次）
包括：原题目、节点导纳矩阵、雅克比矩阵、第一次和第二次迭代结果。

给定题目的程序计算结果
包括：原题目、节点导纳矩阵、雅克比矩阵、程序输入和输出文件（误差0.0001）。

编程特色与创新
包括：程序能够完成的基本功能；程序能够完成的高级功能（如：是否包括平行支路、接地支路、非标准变比变压器支路，是否采用了稀疏矩阵技术，是否增加了人机对话界面，程序的通用性和实用性如何）。

五、总结
包括：手算结果与程序计算结果的分析比较；本次上机体会，如：独立编程体会、跟踪调试技能的掌握情况，C语言中结构体、指针、文件输入输出的掌握情况等。

报告要求：
报告必须手写（最好使用黑色水笔）。

报告统一采用A4打印纸书写（留出页边距: 1.5~2厘米）。

不使用实验报告纸。

封面按上述格式书写。

装订统一在左侧1厘米，三个钉。

上述五部分内容必须齐全，各部分内容可以扩充。

报告书写要求字迹清楚，不得潦草。

报告必须与本人提交程序吻合，否则取消成绩。

报告不得有雷同，否则全部取消成绩。

《电力系统潮流上机》课程设计报告院系班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数成绩：日期：年月日一、课程设计的目的与要求培养学生的电力系统潮流计算机编程能力，掌握计算机潮流计算的相关知识二、设计正文（详细内容见附录）1.手算： 要求应用牛顿-拉夫逊法或P-Q 分解法手算求解，要求精度为0.001MW 。

节点1为平衡节点，电压︒∠=00.11U ，节点2为PQ 节点，负荷功率6.08.0~2j S +=，节点3是PV 节点，1.1,4.033==U P ，两条支路分别为04.001.013j Z +=，2.005.012j Z +=，对地支路33.030j y =。

2.计算机计算：编写潮流计算程序，要求如下：2.1据给定的潮流计算任务书整理潮流计算的基础数据：节点的分类，线路模型，等值变压器模型，电压等级的归算，标幺值的计算；2.2基础数据的计算机存储：节点数据，支路数据（包括变压器）； 2.3用牛顿-拉夫逊法计算；2.4根据所选潮流计算方法画流程图，划分出功能模块，有数据输入模块，导纳阵形成模块，解线性方程组模块，计算不平衡功率模块，形成雅可比矩阵模块，解修正方程模块，计算线路潮流，网损，PV 节点无功功率和平衡节点功率，数据输出模块； 2.5据上述模块编制程序并上机调试程序，得出潮流计算结果； 2.6源程序及其程序中的符号说明集、程序流图简单系统如下图所示，支路数据如下：41.01.012j z +=，3.013j z =，5.012.014j z +=，40.008.024j z +=01528.01,202,10j y y ==，0192.01,404,10j y y ==，01413.02,404,20j y y == 1.1=k节点数据如下：18.030.01j S --= ，13.055.02j S --= ， 5.03=S ，10.13=U ，o U 005.14∠=1)节点导纳阵#include <stdio.h> #include <math.h> #include <fstream.h> #include "LF.h"//form node conductance matrixintMakeY( intnB, intnL, Line* sL, double** YG, double** YB ) { inti,j,l;double r,x,d1,g,b,t; for(i=0;i<nB;i++) for(j=0;j<nB;j++) { YG[i][j]=0.0;YB[i][j]=0.0;} for(i=0;i<nL;i++) {r=sL[i].R; x=sL[i].X; g=r/(r*r+x*x); b=-x/(r*r+x*x); switch(sL[i].Type){case 1://Linebreak;case 2://Transformerg*=1/sL[i].K;b*=1/sL[i].K;break;}YG[sL[i].NumI][sL[i].NumI]+=g;YG[sL[i].NumJ][sL[i].NumJ]+=g;YG[sL[i].NumI][sL[i].NumJ]-=g;YG[sL[i].NumJ][sL[i].NumI]-=g;YB[sL[i].NumI][sL[i].NumI]+=b+sL[i].B;YB[sL[i].NumJ][sL[i].NumJ]+=b+sL[i].B;YB[sL[i].NumI][sL[i].NumJ]-=b;YB[sL[i].NumJ][sL[i].NumI]-=b; }printf("实部：\n");for(i=0;i<nB;i++){for(j=0;j<nB;j++)printf("%lf\t",YG[i][j]);printf("\n");}printf("虚部：\n");for(i=0;i<nB;i++){for(j=0;j<nB;j++)printf("%lf\t",YB[i][j]);printf("\n");}/* Check the Y matrix */ofstreamfout("out.txt");fout<< "--------------Y Matrix--------------------" <<endl;for(i=0;i<nB;i++){for(j=0;j<nB;j++)fout<< YG[i][j] << "+j" << YB[i][j] << "\t";fout<<endl;}fout.close();return 0;}2）计算功率不平衡量#include <stdio.h>#include <math.h>#include <fstream.h>#include "LF.h"//form delta p and delta qintCalDeltaPQ( intnpv, intnpq, Bus* bus, double** YG, double** YB, int* p_Jtobus, double* deltaf ){intk,i,j;for(k=0;k<npv+npq*2;k++){ i=p_Jtobus[k];if(k<npv){ deltaf[k]=bus[i].GenP-bus[i].LoadP;for(j=0;j<npv+npq+1;j++){deltaf[k]-=bus[i].Volt*bus[j].Volt*(YG[i][j]*cos(bus[i].Phase-bus[j].Phase)+YB[i][j ]*sin(bus[i].Phase-bus[j].Phase));}printf("PV节点%d的有功功率是%lf\n",i,deltaf[k]);}if(k<npq+npv&&k>=npv){ deltaf[k]=bus[i].GenP-bus[i].LoadP;for(j=0;j<npv+npq+1;j++){deltaf[k]-=bus[i].Volt*bus[j].Volt*(YG[i][j]*cos(bus[i].Phase-bus[j].Phase)+YB[i][j ]*sin(bus[i].Phase-bus[j].Phase));}printf("PQ节点%d的有功功率是%lf\n",i,deltaf[k]);}if(k<npq*2+npv&&k>=npv+npq){deltaf[k]=bus[i].GenQ-bus[i].LoadQ;for(j=0;j<npv+npq+1;j++){deltaf[k]-=bus[i].Volt*bus[j].Volt*(YG[i][j]*sin(bus[i].Phase-bus[j].Phase)-YB[i][j ]*cos(bus[i].Phase-bus[j].Phase));}printf("PQ节点%d的无功功率是 %lf\n",i,deltaf[k]);}}return 0;}3）雅各比矩阵的计算/*Purpose: for undergraduate courseTask: Load FlowCopyright @ NCEPU, Liu Chongru*/#include <stdio.h>#include <math.h>#include <fstream.h>#include "LF.h"//form Jacobian matrixintFormJacobian( intnpv, intnpq, Bus* bus, double** YG, double** YB, int* p_Jtobus, double** Jac ){ intnp = npv+npq,j,k,i,m;//TODOdouble a[14],q[14];for(k=0;k<npv+npq*2;k++){i=p_Jtobus[k];a[i]=0;q[i]=0;if(k<np)//H N{for(j=0;j<np+1;j++)if(j!=i){a[i]+=bus[j].Volt*(YG[i][j]*sin(bus[i].Phase-bus[j].Phase)-YB[i][j]*cos(bus[i].Phase-bu s[j].Phase));q[i]+=bus[j].Volt*(YG[i][j]*cos(bus[i].Phase-bus[j].Phase)+YB[i][j]*sin(bus[i].Phase-bu s[j].Phase));}for(m=0;m<npv+npq*2;m++){j=p_Jtobus[m];if(j!=i){if(m<np)Jac[k][m]=bus[i].Volt*bus[j].Volt*(YG[i][j]*sin(bus[i].Phase-bus[j].Phase)-YB[i][j]*cos (bus[i].Phase-bus[j].Phase));//Form HelseJac[k][m]=bus[i].Volt*bus[j].Volt*(YG[i][j]*cos(bus[i].Phase-bus[j].Phase)+YB[i][j]*sin (bus[i].Phase-bus[j].Phase));//Form N}else if(j==i){if(m<np)Jac[k][m]=-bus[i].Volt*a[i];//Form HelseJac[k][m]=bus[i].Volt*q[i]+2*bus[i].Volt*bus[i].Volt*YG[i][j];//Form N}}}else{for(j=0;j<np+1;j++)if(j!=i){a[i]+=bus[j].Volt*(YG[i][j]*sin(bus[i].Phase-bus[j].Phase)-YB[i][j]*cos(bus[i].Phase-bu s[j].Phase));q[i]+=bus[j].Volt*(YG[i][j]*cos(bus[i].Phase-bus[j].Phase)+YB[i][j]*sin(bus[i].Phase-bu s[j].Phase));}for(m=0;m<npv+npq*2;m++){j=p_Jtobus[m];if(j!=i){if(m<np)Jac[k][m]=-bus[i].Volt*bus[j].Volt*(YG[i][j]*cos(bus[i].Phase-bus[j].Phase)+YB[i][j]*si n(bus[i].Phase-bus[j].Phase)); //Form JelseJac[k][m]=bus[i].Volt*bus[j].Volt*(YG[i][j]*sin(bus[i].Phase-bus[j].Phase)-YB[i][j] *cos(bus[i].Phase-bus[j].Phase)); //Form L }else if(j==i){ if(m<np)Jac[k][m]=bus[i].Volt*q[i];elseJac[k][m]=bus[i].Volt*a[i]-2*bus[i].Volt*bus[i].Volt*YB[i][j];} }}}for(i=0;i<np+npq;i++){for(int j=0;j<np+npq;j++){printf("%d %d %f ",i,j,Jac[i][j]);}printf("\n");}//Output the matrix to check the Jacobian matrixofstreamfout("out.txt",ios::app);fout<< "--------------Jacobian Matrix--------------------" <<endl;for(i=0; i<np+npq;i++ ){for(j=0; j<np+npq; j++ )fout<<Jac[i][j] << "\t";fout<<endl;}fout.close();return 0;}4）线路损耗//8.calculate the power flowdouble* p_Pij, *p_Qij, *p_Pji, *p_Qji;p_Pij = new double[nL];p_Qij = new double[nL];p_Pji = new double[nL];p_Qji = new double[nL];int x1,x2;for( i=0; i<nL; i++ ){ x1=line[i].NumI;x2=line[i].NumJ;if(line[i].Type==1){p_Pij[i]=bus[x1].Volt*bus[x1].Volt*(-YG[x1][x2])-bus[x1].Volt*bus[x2].Volt*((-YG[x1][x2 ])*cos(bus[x1].Phase-bus[x2].Phase)+(-YB[x1][x2])*sin(bus[x1].Phase-bus[x2].Phase));p_Qij[i]=-bus[x1].Volt*bus[x1].Volt*(line[i].B+(-YB[x1][x2]))-bus[x1].Volt*bus[x2]. Volt*((-YG[x1][x2])*sin(bus[x1].Phase-bus[x2].Phase)-(-YB[x1][x2])*cos(bus[x1].Phase-bu s[x2].Phase));p_Pji[i]=bus[x2].Volt*bus[x2].Volt*(-YG[x2][x1])-bus[x2].Volt*bus[x1].Volt*((-YG[x2][x1 ])*cos(bus[x2].Phase-bus[x1].Phase)+(-YB[x2][x1])*sin(bus[x2].Phase-bus[x1].Phase));p_Qji[i]=-bus[x2].Volt*bus[x2].Volt*(line[i].B+(-YB[x2][x1]))-bus[x2].Volt*bus[x1]. Volt*((-YG[x2][x1])*sin(bus[x2].Phase-bus[x1].Phase)-(-YB[x2][x1])*cos(bus[x2].Phase-bu s[x1].Phase));}else{p_Pij[i]=bus[x1].Volt*bus[x1].Volt*(-YG[x1][x2])/line[i].K-bus[x1].Volt*bus[x2].Vol t*((-YG[x1][x2])*cos(bus[x1].Phase-bus[x2].Phase)+(-YB[x1][x2])*sin(bus[x1].Phase-bus[x 2].Phase));p_Qij[i]=-bus[x1].Volt*bus[x1].Volt*((-YB[x1][x2])/line[i].K+line[i].B)-bus[x1].Volt*bus[x2].Volt*((-YG[x1][x2])*sin(bus[x1].Phase-bus[x2].Phase)-(-YB[x1][x2])*cos(bus[x1].Ph ase-bus[x2].Phase));p_Pji[i]=bus[x2].Volt*bus[x2].Volt*(-YG[x2][x1]*line[i].K)-bus[x2].Volt*bus[x1].Volt*((-YG[x2][x1])*cos(bus[x2].Phase-bus[x1].Phase)+(-YB[x2][x1])*sin(bus[x2].Phase-bus[x1].P hase));p_Qji[i]=-bus[x2].Volt*bus[x2].Volt*((-YB[x2][x1])*line[i].K+line[i].B)-bus[x2].Volt*bu s[x1].Volt*((-YG[x2][x1])*sin(bus[x2].Phase-bus[x1].Phase)-(-YB[x2][x1])*cos(bus[x2].Ph ase-bus[x1].Phase)); }}//p and q of PH bus and PV bus int s=0;double p[9],q[9],Ps[9],Qs[9],PS=0,QS=0; for( i=0; i<nB; i++ ){p[i]=0;q[i]=0; for(int j=0; j<nB; j++ ){p[i]+=(bus[j].Volt*(YG[i][j])*cos(bus[j].Phase)-bus[j].Volt*(YB[i][j])*sin(bus[j].Phas e));q[i]-=(bus[j].Volt*(YG[i][j])*sin(bus[j].Phase)+bus[j].Volt*(YB[i][j])*cos(bus[j].Phase ));}Ps[i]=bus[i].Volt*cos(bus[i].Phase)*p[i]-bus[i].Volt*sin(bus[i].Phase)*q[i]; Qs[i]=bus[i].Volt*cos(bus[i].Phase)*q[i]+bus[i].Volt*sin(bus[i].Phase)*p[i];} for(i=0;i<nB;i++) { PS+=Ps[i]; QS+=Qs[i];}printf("PS=%7.7f,QS=%7.7f\n",PS,QS);}//lossdoublePloss=0, Qloss=0; for( i=0; i<nB; i++ ){Ploss+=p_Pij[i]+p_Pji[i]; Qloss+=p_Qij[i]+p_Qji[i];} 5）程序流图如下6--------------Y Matrix--------------------0+j-17.3611 0+j0 0+j0 0+j17.3611 0+j0 0+j0 0+j0 0+j0 0+j00+j0 0+j-16 0+j0 0+j0 0+j0 0+j0 0+j16 0+j0 0+j00+j0 0+j0 0+j-17.0648 0+j0 0+j0 0+j0 0+j0 0+j0 0+j17.06480+j17.3611 0+j0 0+j0 3.30738+j-39.3089 -1.36519+j11.6041 -1.94219+j10.5107 0+j0 0+j0 0+j0 0+j0 0+j0 0+j0 -1.36519+j11.6041 2.55279+j-17.3382 0+j0 -1.1876+j5.97513 0+j0 0+j00+j0 0+j0 0+j0 -1.94219+j10.5107 0+j0 3.2242+j-15.8409 0+j0 0+j0 -1.28201+j5.588240+j0 0+j16 0+j0 0+j0 -1.1876+j5.97513 0+j0 2.80473+j-35.4456 -1.61712+j13.698 0+j00+j0 0+j0 0+j0 0+j0 0+j0 0+j0 -1.61712+j13.698 2.77221+j-23.3032 -1.15509+j9.784270+j0 0+j0 0+j17.0648 0+j0 0+j0 -1.28201+j5.58824 0+j0 -1.15509+j9.78427 2.4371+j-32.1539 --------------Jacobian Matrix--------------------16.4 0 0 0 0 -16.4 0 0 0 0 0 0 0 00 17.4915 0 0 0 0 0 -17.4915 0 0 0 0 0 00 0 40.1703 -11.6041 -10.5107 0 0 0 3.30738 -1.36519 -1.94219 0 0 00 0 -11.6041 17.5792 0 -5.97513 0 0 -1.36519 2.55279 0 -1.1876 0 00 0 -10.5107 0 16.0989 0 0 -5.58824 -1.94219 0 3.2242 0 0 -1.28201-16.4 0 0 -5.97513 0 36.0731 -13.698 0 0 -1.1876 0 2.80473 -1.61712 00 0 0 0 0 -13.698 23.4822 -9.78427 0 0 0 -1.61712 2.77221 -1.155090 -17.4915 0 0 -5.58824 0 -9.78427 32.864 0 0 -1.28201 0 -1.15509 2.43710 0 -3.30738 1.36519 1.94219 0 0 0 38.4474 -11.6041 -10.5107 0 0 00 0 1.36519 -2.55279 0 1.1876 0 0 -11.6041 17.0972 0 -5.97513 0 00 0 1.94219 0 -3.2242 0 0 1.28201 -10.5107 0 15.5829 0 0 -5.588240 0 0 1.1876 0 -2.80473 1.61712 0 0 -5.97513 0 34.8181 -13.698 00 0 0 0 0 1.61712 -2.77221 1.15509 0 0 0 -13.698 23.1242 -9.784270 0 0 0 1.28201 0 1.15509 -2.4371 0 0 -5.58824 0 -9.78427 31.4437--------------Jacobian Matrix--------------------16.9269 0 0 0 0 -16.9269 0 0 0 0 0 1.68793 0 00 18.1691 0 0 0 0 0 -18.1691 0 0 0 0 0 0.8836270 0 41.9297 -12.1301 -11.1536 0 0 0 3.54272 -1.0628 -1.76646 0 0 00 0 -12.0455 18.0609 0 -6.01539 0 0 -1.78138 1.30819 0 -2.10262 0 00 0 -11.0484 0 16.8144 0 0 -5.76607 -2.33608 0 2.42598 0 0 -1.97778-16.9269 0 0 -6.36224 0 37.9476 -14.6585 0 0 -0.357534 0 3.05959 -0.930027 00 0 0 0 0 -14.4721 24.8873 -10.4152 0 0 0 -2.509 1.86088 -1.473890 -18.1691 0 0 -6.05157 0 -10.4721 34.6928 0 0 -0.733327 0 -0.9919732.66270 0 -3.52149 1.0628 1.76646 0 0 0 42.0299 -12.1301 -11.1536 0 0 00 0 1.78138 -3.884 0 2.10262 0 0 -12.0455 17.2037 0 -6.01539 0 00 0 2.33608 0 -4.31386 0 0 1.97778 -11.0484 0 16.2993 0 0 -5.766071.68793 0 0 0.357534 0 -2.97549 0.930027 0 0 -6.36224 0 38.3226 -14.6585 00 0 0 0 0 2.509 -3.98289 1.47389 0 0 0 -14.4721 24.2355 -10.41520 0.883627 0 0 0.733327 0 0.991973 -2.60893 0 0 -6.05157 0 -10.4721 34.8585 --------------Jacobian Matrix--------------------16.7457 0 0 0 0 -16.7457 0 0 0 0 0 1.63043 0 00 18.0388 0 0 0 0 0 -18.0388 0 0 0 0 0 0.8501960 0 41.3695 -11.8919 -10.9686 0 0 0 3.48069 -1.02775 -1.73712 0 0 00 0 -11.8057 17.6918 0 -5.8861 0 0 -1.7602 1.28091 0 -2.0217 0 00 0 -10.8651 0 16.5476 0 0 -5.68251 -2.29737 0 2.40655 0 0 -1.91027-16.7457 0 0 -6.21183 0 37.3041 -14.3465 0 0 -0.382862 0 2.95313 -0.937485 00 0 0 0 0 -14.1704 24.4052 -10.2348 0 0 0 -2.42909 1.86079 -1.433530 -18.0388 0 0 -5.94693 0 -10.2872 34.273 0 0 -0.757656 0 -0.9892082.598470 0 -3.48089 1.02775 1.73712 0 0 0 41.3703 -11.8919 -10.9686 0 0 00 0 1.7602 -3.78189 0 2.0217 0 0 -11.8057 16.6941 0 -5.8861 0 00 0 2.29737 0 -4.20764 0 0 1.91027 -10.8651 0 15.9488 0 0 -5.682511.63043 0 0 0.382862 0 -2.95077 0.937485 0 0 -6.21183 0 37.3083 -14.3465 00 0 0 0 0 2.42909 -3.86262 1.43353 0 0 0 -14.1704 23.7059 -10.23480 0.850196 0 0 0.757656 0 0.989208 -2.59706 0 0 -5.94693 0 -10.2872 34.2743 --------------Jacobian Matrix--------------------16.7435 0 0 0 0 -16.7435 0 0 0 0 0 1.63 0 00 18.0374 0 0 0 0 0 -18.0374 0 0 0 0 0 0.850 0 41.3625 -11.8888 -10.9664 0 0 0 3.48016 -1.02713 -1.73662 0 0 00 0 -11.8026 17.6871 0 -5.8845 0 0 -1.76008 1.28053 0 -2.02045 0 00 0 -10.8628 0 16.5444 0 0 -5.68158 -2.29703 0 2.40632 0 0 -1.90929-16.7435 0 0 -6.20987 0 37.296 -14.3426 0 0 -0.383399 0 2.95114 -0.937742 00 0 0 0 0 -14.1667 24.3994 -10.2326 0 0 0 -2.42794 1.86097 -1.433020 -18.0374 0 0 -5.94567 0 -10.285 34.2681 0 0 -0.758139 0 -0.9892032.597340 0 -3.48016 1.02713 1.73662 0 0 0 41.3625 -11.8888 -10.9664 0 0 00 0 1.76008 -3.78053 0 2.02045 0 0 -11.8026 16.6871 0 -5.8845 0 00 0 2.29703 0 -4.20632 0 0 1.90929 -10.8628 0 15.9444 0 0 -5.681581.63 0 0 0.383399 0 -2.95114 0.937742 0 0 -6.20987 0 37.296 -14.3426 00 0 0 0 0 2.42794 -3.86097 1.43302 0 0 0 -14.1667 23.6994 -10.23260 0.85 0 0 0.758139 0 0.989203 -2.59734 0 0 -5.94567 0 -10.285 34.2681--------------iteration---------------iteration = 4--------------voltage magnitude and angle--------------------1.04 0 01.025 0.161967 9.280011.025 0.0814153 4.664761.02579 -0.0386902 -2.216790.995631 -0.0696178 -3.988811.01265 -0.0643572 -3.68741.02577 0.064921 3.71971.01588 0.0126979 0.7275371.03235 0.0343257 1.96672-------------bus P and Q------------------1 0.71641 0.2704592 1.63 0.06653663 0.85 -0.1085974 0 05 -1.25 -0.56 -0.9 -0.37 0 08 -1 -0.359 0 0----------------line flow--------------------NUM------i-------j-----------begin------------end--------------1 4 1 -0.71641+j-0.239232 0.71641+j0.270462 7 2 -1.63+j0.0917816 1.63+j0.06653653 9 3 -0.85+j0.149553 0.85+j-0.1085974 7 8 0.763799+j-0.00797398 -0.759046+j-0.1070415 9 8 0.241834+j0.0311946 -0.240954+j-0.2429586 7 5 0.866201+j-0.0838079 -0.843202+j-0.1131287 9 6 0.608166+j-0.180748 -0.594627+j-0.1345668 5 4 -0.406798+j-0.386872 0.409373+j0.2289319 6 4 -0.305372+j-0.165433 0.307037+j0.0102993--------------------Ploss and Qloss-----------------Ploss = 0.0471901 Qloss = -0.9574833.思考题3.1潮流计算的方法有哪些？各有何特点？答：潮流计算分为手算和机算两大类，其中机算又有高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊迭代法、P-Q 分解法等算法。

电力系统分析课程设计报告题目: 电力系统三相对称短路计算专业: 电气工程及其自动化班级:姓名:学号:指导教师:目录电力系统分析........................................................................................................................... - 0 -第一章设计目的与任务 ......................................................................................................... - 2 -1.1设计目的.................................................................................................................... - 2 -1.2设计任务.................................................................................................................... - 2 -第二章基础理论与原理 ......................................................................................................... - 2 -2.1 对称短路计算的基本方法 ....................................................................................... - 2 -2.2 用节点阻抗矩阵的计算方法 ................................................................................... - 4 -2.3 用节点导纳矩阵的计算方法 ................................................................................... - 6 -2.4 用三角分解法求解节点阻抗矩阵 ........................................................................... - 7 -2.5 短路发生在线路上任意处的计算方法 ................................................................... - 8 -第三章程序设计..................................................................................................................... - 9 -3.1 变量说明................................................................................................................... - 9 -3.2 程序流程图............................................................................................................. - 10 -3.2.1主程序流程图 .............................................................................................. - 11 -3.2.2导纳矩阵流程图 .......................................................................................... - 12 -3.2.3三角分解法流程图 ...................................................................................... - 13 -3.3 程序源代码见附录1 ............................................................................................ - 14 -第四章结果分析................................................................................................................... - 14 -第五章收获与建议............................................................................................................... - 15 -参考文献................................................................................................................................. - 17 -附录......................................................................................................................................... - 17 -附录1: 程序源代码..................................................................................................... - 18 - 附录2: 测试系统数据与系统图 ................................................................................... - 23 - 附录3: 测试系统的运行结果- 25 -第一章设计目的与任务1.1设计目的1、加深理解并巩固电力系统发生短路的基本知识。

院系：电气与电子工程学院班级：电气1205学号：1121181223学生姓名：王城指导教师：孙英云设计周数：两周成绩：日期：2015年7月7日一、课程设计的目的与要求培养学生的电力系统潮流计算机编程能力，掌握计算机潮流计算的相关知识二、设计正文（详细内容见附录）1．手算2．计算机计算3．思考题三、课程设计总结或结论（详细内容见附录）四、参考文献1.《电力系统计算：电子数字计算机的应用》，西安交通大学等合编。

北京：水利电力出版社；2.《现代电力系统分析》，王锡凡主编，科学出版社；3.《电力系统稳态分析》，陈珩，中国电力出版社，1995年，第三版；附录（设计流程图、程序、表格、数据等）4.机算潮流程序及结果// dierti.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。

//#include "stdafx.h"struct Line //线路结构体{int Num,NumI,NumJ; //线路号左节点名右节点名float R,X,B,K; //电阻电抗电纳变比（K等于1为普通支路，不等于1为变压器支路的变比） };struct Bus //节点结构体{int Num ;float Volt,Phase,GenP,GenQ,LoadP,LoadQ;int Type;};#include"stdio.h"#include"string.h"#include"math.h"#include"stdlib.h"#define NBUS 4#define NLINE 4/* Global variables */int nL,nB,nVA,nSH;float X[NBUS];int L;double def[2*NBUS];double mn[50];void Gauss(double a[50][50],double b[50], int n) /*定义高斯法 */{int JS[50];int i,j,k;float d,t,x[50];FILE *fp;int L=1;for(i=0;i<50;i++) JS[i]=0;for(k=0;k<n;k++){d=0.0;for(j=k;j<n;j++)if(fabs(a[k][j])>d){ /*在一行中找到一个最大值赋值d,并用JS[K]记住这个最大值所在的列号*/ d=fabs(a[k][j]);JS[k]=j;}if(fabs(d)<0.000001) /*如果d的数值太小，做为被除数将带来很大的误差 */L=0;else {if(JS[k]!=k)for(i=0;i<n;i++){t=a[i][k];a[i][k]=a[i][JS[k]]; /*进行列交换，让最大值始终在对角元上*/a[i][JS[k]]=t;}}if(L==0)break;for(j=k+1;j<n;j++)a[k][j]=a[k][j]/a[k][k]; /*对角元上的元素消为1*/b[k]=b[k]/a[k][k];for(i=k+1;i<n;i++){for(j=k+1;j<n;j++)a[i][j]=a[i][j]-a[i][k]*a[k][j]; /*使下三角阵的元素为0*/b[i]=b[i]-a[i][k]*b[k];}}if(fabs(a[n-1][n-1])>0.00001){ /*用追赶法，解方程组，求未知数x*/ x[n-1]=b[n-1];for(i=n-2;i>=0;i--){t=0.0;for(j=i+1;j<n;j++)t=t+a[i][j]*x[j];x[i]=(b[i]-t);}}if((fp=fopen("gauss.txt","w"))==NULL) /*将结果写到TXT文件中*/{printf("err");exit(0);}for(i=0;i<n;i++){fprintf(fp,"%lf",x[i]);mn[i]=x[i];fprintf(fp,"\n");}fclose(fp);if(fp!=NULL) fclose(fp);}int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){FILE *fp;FILE *fpout;int i,j,k,l,h,n,v;int i1,i2,i3,kp,kq;float d1,d2,d3,d4,d5,d6,r,x,g,b,tt,LL,e,ps,qs,shsh,m;struct Line sL[NLINE];struct Bus sB[NBUS];float YG[NBUS+1][NBUS+1],YB[NBUS+1][NBUS+1];double u[50][2];i1=i2=i3=0;d1=d2=d3=d4=d5=d6=ps=qs=0.0;for(i=0;i<NBUS;i++)if((fp=fopen("in.txt","r"))==NULL){ printf("Can not open the file named 'in.txt' \n");exit(0);}fscanf(fp,"%d,%d,%d",&nB,&nL,&nSH);for(i=0;i<nB;i++){sB[i].Num=sB[i].Type=0;sB[i].Volt=1.0;sB[i].Phase=sB[i].GenP=sB[i].GenQ=sB[i].LoadP=sB[i].LoadQ=0.0;fscanf(fp,"%d,%f,%f,%f,%f,%f,%f,%d",&i1,&d1,&d2,&d3,&d4,&d5,&d6,&i2);sB[i].Num=i1;sB[i].Volt=d1;sB[i].Phase=d2;sB[i].GenP=d3;sB[i].GenQ=d4;sB[i].LoadP=d5,sB[i].LoadQ=d6;sB[i].T ype=i2;};for(i=0;i<nL;i++){sL[i].Num=sL[i].NumI=sL[i].NumJ=0;sL[i].R=sL[i].X=sL[i].B=0.0;sL[i].K=1.0;fscanf(fp,"%2d %3d %3d %f %f %f %f",&i1,&i2,&i3,&d1,&d2,&d3,&d4);sL[i].Num=i1;sL[i].NumI=i2;sL[i].NumJ=i3;sL[i].R=d1;sL[i].X=d2;sL[i].B=d3;sL[i].K=d4;}if(fp!=NULL) fclose(fp);/*Make Y Matrix*/for(i=1;i<nB+1;i++)for(j=1;j<nB+1;j++){YG[i][j]=0.0;YB[i][j]=0.0;};for(l=0; l<nL; l++){i=sL[l].NumI;j=sL[l].NumJ;r=sL[l].R;x=sL[l].X;d1=r*r+x*x;g=r/d1;b=-x/d1;m=sL[l].K;if(fabs(sL[l].K-1.0)<0.000001) //普通支路 {YG[i][i]=YG[i][i]+g;YG[j][j]=YG[j][j]+g;YB[i][i]=YB[i][i]+b+sL[l].B;YB[j][j]=YB[j][j]+b+sL[l].B;YG[i][j]=YG[i][j]-g;YG[j][i]=YG[j][i]-g;YB[i][j]=YB[i][j]-b;YB[j][i]=YB[j][i]-b;}else //变压器支路{YG[i][i]=YG[i][i]+g/m+g*(m-1)/m;YG[j][j]=YG[j][j]+g/m+g*(1-m)/m/m;YB[i][i]=YB[i][i]+b/m+b*(m-1)/m;YB[j][j]=YB[j][j]+b/m+b*(1-m)/m/m;YG[i][j]=YG[i][j]-g/m;YG[j][i]=YG[j][i]-g/m;YB[i][j]=YB[i][j]-b/m;YB[j][i]=YB[j][i]-b/m; }}/* Check the Y matrix */if((fp=fopen("GGBB.txt","w"))==NULL){printf("Can not open the file named 'GGBB.txt' \n");exit(0);}fprintf(fp,"---Y Matrix---\n");for(i=1;i<nB+1;i++)for(j=1;j<nB+1;j++)if(fabs(YB[i][j]-0.0)>0.000001) fprintf(fp,"Y(%3d,%-3d)=(%10.5f,%10.5f)\n",i,j,YG[i][j],YB[i][j]);if(fp!=NULL) fclose(fp);/* 节点电压附初值 */for(i=1;i<nB+1;i++){if(sB[i-1].Type==0){u[i][0]=0.0;u[i][1]=1.0;}else if(sB[i-1].Type==1){u[i][1]=sB[i-1].Volt;u[i][0]=0.0;}else if(sB[i-1].Type==2){u[i][1]=sB[i-1].Volt;u[i][0]= sB[i-1].Phase;}}for(v=1;;v++)/* 迭代次数可以无限大 */{/* 节点电压附初值 */printf("迭代第%d次赋予的电压初值为e+jf:\n",v); for(i=1;i<nB+1;i++)printf("%lf,%lf\n",u[i][1],u[i][0]);printf("\n");printf("\n");/* 求偏移量 */double P_P[10];double P_Q[10];double P_UU[10];for(i=1;i<nB+1;i++){if(sB[i-1].Type==2){P_P[i]=0.0;P_Q[i]=0.0;P_UU[i]=1.05;}if(sB[i-1].Type==0){double tempP=0.0;double tempQ=0.0;for(j=1;j<nB+1;j++){tempP+=YG[i][j]*u[j][1]-YB[i][j]*u[j][0];tempQ+=YG[i][j]*u[j][0]+YB[i][j]*u[j][1];}P_P[i]=(sB[i-1].GenP-sB[i-1].LoadP)-tempP*u[i][1]-tempQ*u[i][0]; P_Q[i]=(sB[i-1].GenQ-sB[i-1].LoadQ)-tempP*u[i][0]+tempQ*u[i][1]; P_UU[i]=0.0;}if(sB[i-1].Type==1){double tempP=0.0;double tempQ=0.0;for(j=1;j<nB+1;j++){tempP+=YG[i][j]*u[j][1]-YB[i][j]*u[j][0];tempQ+=YG[i][j]*u[j][0]+YB[i][j]*u[j][1];P_P[i]=(sB[i-1].GenP-sB[i-1].LoadP)-tempP*u[i][1]-tempQ*u[i][0]; }P_UU[i]=sB[i-1].Volt*sB[i-1].Volt-u[i][1]*u[i][1]-u[i][0]*u[i][0]; P_Q[i]=0.0;}}/* 偏移量阵 */double P_PQ[6];int a=0;for(i=1;i<3;i++){P_PQ[a]=P_P[i];a=a+2;}a=1;for(i=1;i<3;i++){P_PQ[a]=P_Q[i];a=a+2;P_PQ[4]=P_P[3];P_PQ[5]=P_UU[3];printf("迭代第%d次的偏移量为：\n",v);for(i=0;i<6;i++){printf("%f",P_PQ[i]);printf("\n");}printf("\n");printf("\n");/* 雅可比矩阵 */double H[6][6],N[6][6],J[6][6],L[6][6],R[6][6],S[6][6],aa[6],bb[6]; for(i=1;i<5;i++){ if(fabs(sB[i-1].Type-2.0)<0.000001)continue;else{for(j=1;j<5;j++)if(i!=j){H[i][j]=-YB[i][j]*u[i][1]+YG[i][j]*u[i][0];N[i][j]=YG[i][j]*u[i][1]+YB[i][j]*u[i][0];J[i][j]=-N[i][j];L[i][j]=H[i][j];R[i][j]=0;S[i][j]=0;}else{aa[i]=bb[i]=0.0;aa[i]+=YG[i][n]*u[n][1]-YB[i][n]*u[n][0];bb[i]+=YG[i][n]*u[n][0]+YB[i][n]*u[n][1];}H[i][i]=-YB[i][i]*u[i][1]+YG[i][i]*u[i][0]+bb[i]; N[i][i]=YG[i][i]*u[i][1]+YB[i][i]*u[i][0]+aa[i]; J[i][i]=-YG[i][i]*u[i][1]-YB[i][i]*u[i][0]+aa[i]; L[i][i]=YG[i][i]*u[i][0]-YB[i][i]*u[i][1]-bb[i]; R[i][i]=2*u[i][0];S[i][i]=2*u[i][1];}}}double ss[50][50];for(i=0;i<6;i++)for(j=0;j<6;j++)ss[i][j]=0.0;for(i=1;i<3;i++)for(j=1;j<4;j++){ss[2*i-2][2*j-2]=H[i][j];ss[2*i-2][2*j-1]=N[i][j];ss[2*i-1][2*j-2]=J[i][j];ss[2*i-1][2*j-1]=L[i][j];}i=3;for(j=1;j<4;j++){ss[2*i-2][2*j-2]=H[i][j];ss[2*i-2][2*j-1]=N[i][j];ss[2*i-1][2*j-2]=R[i][j];ss[2*i-1][2*j-1]=S[i][j];}printf("迭代第%d次的雅可比矩阵为：\n",v);for(i=0;i<6;i++){for(j=0;j<6;j++)printf("%10f",ss[i][j]);printf("\n");}printf("\n");printf("\n");Gauss(ss,P_PQ,6);for(i=1;i<nB;i++){u[i][0]=u[i][0]+mn[2*(i-1)];u[i][1]=u[i][1]+mn[2*i-1];}double max;max=fabs(P_PQ[0]);for(i=0;i<=5;i++)if (max<fabs(P_PQ[i]))max=fabs(P_PQ[i]);if(fabs(max)<0.0001){printf("满足精度要求，迭代终止，迭代次数为%d\n",v); printf("\n");}/* 叠代循环的括号 */printf("最终求得的节点电压值为e+jf:\n");for(i=1;i<nB+1;i++)printf("%lf,%lf\n",u[i][1],u[i][0]);printf("\n");printf("\n");double uu[5],Phase[5];for(i=1;i<nB+1;i++){uu[i]=sqrt(u[i][1]*u[i][1]+u[i][0]*u[i][0]); Phase[i]=atan(u[i][0]/u[i][1]);}for(i=1;i<nB+1;i++)printf("%lf,%lf\n",uu[i],Phase[i]);*计算线路功率和平衡节点 PV节点功率*/double P[5],Q[5];double tempP=0.0;double tempQ=0.0;for(i=1;i<nB+1;i++){for(j=1;j<nB+1;j++){tempP+=YG[i][j]*u[j][1]-YB[i][j]*u[j][0]; tempQ+=YG[i][j]*u[j][0]+YB[i][j]*u[j][1];}P[i]=tempP*u[i][1]+tempQ*u[i][0];Q[i]=tempP*u[i][0]-tempQ*u[i][1];}for(i=1;i<nB+1;i++)printf("节点%d注入功率为%lf,%lf\n",i,P[i],Q[i]);/* 支路功率 */double V[4][2];for(i=1;i<5;i++)for(j=0;j<3;j++)V[i][j]=u[i][j];double sP[5][5],sQ[5][5];double dsq,dsp,dp,sumgen;for(i=1;i<NBUS+1;i++){for(j=1;j<NBUS+1;j++){sP[i][j]=0.0;sQ[i][j]=0.0;}}for(l=0; l<nL; l++){i=sL[l].NumI;j=sL[l].NumJ;r=sL[l].R;x=sL[l].X;d1=r*r+x*x;if(fabs(sL[l].K-1.0)<0.000001){/*Normal lines or transformers*/sP[i][j]=V[i][1]*V[i][1]*g-V[i][1]*V[j][1]*(g*cos(V[i][0]-V[j][0])+b*sin(V[i][0]-V[j][0]));sQ[i][j]=-(V[i][1]*V[i][1]*sL[l].B+V[i][1]*V[i][1]*b+V[i][1]*V[j][1]*(g*sin(V[i][0]-V[j][0])-b*cos(V[i ][0]-V[j][0])));sP[j][i]=V[j][1]*V[j][1]*g-V[i][1]*V[j][1]*(g*cos(V[j][0]-V[i][0])+b*sin(V[j][0]-V[i][0]));sQ[j][i]=-(V[j][1]*V[j][1]*sL[l].B+V[j][1]*V[j][1]*b+V[i][1]*V[j][1]*(g*sin(V[j][0]-V[i][0])-b*cos(V[j ][0]-V[i][0])));}else{/*abnormal transformer ratio*/sP[i][j]=V[i][1]*V[i][1]*g/sL[l].B/sL[l].B-V[i][1]*V[j][1]*(g*cos(V[i][0]-V[j][0])/sL[l].B+b*sin(V[i][ 0]-V[j][0])/sL[l].B);sQ[i][j]=-(V[i][1]*V[i][1]*b/sL[l].B/sL[l].B+V[i][1]*V[j][1]*(g*sin(V[i][0]-V[j][0])/sL[l].B-b*cos(V[i ][0]-V[j][0])/sL[l].B));sP[j][i]=V[j][1]*V[j][1]*g-V[i][1]*V[j][1]*(g*cos(V[j][0]-V[i][0])/sL[l].B+b*sin(V[j][0]-V[i][0])/sL[l ].B);sQ[j][i]=-(V[i][1]*V[i][1]*b+V[i][1]*V[j][1]*(g*sin(V[j][0]-V[i][0])/sL[l].B-b*cos(V[j][0]-V[i][0])/sL [l].B));}}/* 输电效率 */dsp=P[4];sumgen=P[4];for(i=0;i<NBUS;i++){dsp+=sB[i].GenP-sB[i].LoadP;dsq+=sB[i].GenQ-sB[i].LoadQ;sumgen+=sB[i].GenP;}dp=dsp/sumgen*100;/* 输出功率情况 */if((fp=fopen("功率情况.txt","w"))==NULL){printf("Can not open the file named '功率情况.txt' \n");exit(0);}fprintf(fp,"---功率情况---\n");fprintf(fp,"平衡节点功率S=%10.5f+ j%10.5f\n",P[4],Q[4]);for(i=1;i<NBUS+1;i++)for(j=1;j<NBUS+1;j++)if(fabs(sP[i][j]-0.0)>0.000001)fprintf(fp,"S(%3d,%-3d)=(%10.5f,j%10.5f)\n",i,j,sP[i][j],sQ[i][j]); fprintf(fp,"网损为%10.5f+j%10.3f,输电效率为%10.3f\n",dsp,dsq,100-dp);if(fp!=NULL) fclose(fp);return 0;}结果：1．导纳阵Y( 1,1 )=( 1.01534, -8.19201) Y( 1,2 )=( -0.56148, 2.30208) Y( 1,3 )=( 0.00000, 3.66667) Y( 1,4 )=( -0.45386, 1.89107) Y( 2,1 )=( -0.56148, 2.30208) Y( 2,2 )=( 1.04225, -4.67651) Y( 2,4 )=( -0.48077, 2.40385) Y( 3,1 )=( 0.00000, 3.66667) Y( 3,3 )=( 0.00000, -3.33333) Y( 4,1 )=( -0.45386, 1.89107) Y( 4,2 )=( -0.48077, 2.40385) Y( 4,4 )=( 0.93463, -4.26159)2．设定电压初值01.1;01;01)0(3)0(3)0(2)0(2)0(1)0(1j jf e j jf e j jf e +=++=++=+ 3．计算功率和电压偏移；27731.0])()([41)0(11)0(1)0(141)0(11)0(1)0(11)0(11)0(1-=++--=-=∆∑∑==j j j j j j jj s s e B f G ff B eG e P P P P0.05097])()([41)0(11)0(1)0(141)0(11)0(1)0(11)0(11)0(1-=----=-=∆∑∑==jj j j jj jj s s e B f G ef B e G f Q Q Q Q同理可算出52596.0)0(22)0(2-=-=∆P P P s ,0196.0)0(22)0(2=-=∆Q Q Q s 5.0)0(33)0(3=-=∆P P P s ,0.02)0(3232)0(3=-=∆U U U s 4．根据求的第一次迭代时雅可比矩阵各元素的公式计算雅可比矩阵各个元素的具体值：⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤-----------⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡20000.200066667.300003334.40052691.406629.130208.256148.00001821.182612.456148.030208.266667.3030208.256148.006298.803803.1066667.356148.030208.299265.032104.85．求高斯计算后的修正量：⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆∆∆∆∆∆=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆∆∆∆∆∆-0.0000000.1276520.023566-0.108546-0.006511-0.007919-2)0(3)0(3)0(2)0(2)0(1)0(11)0()0(3)0(3)0(2)0(2)0(1)0(1U P Q P Q P e f e f e f J 6．计算各节点电压的一次近似值：12765.010855.000792.010000.197643.099349.0)0(3)0(3)1(3)0(2)0(2)1(2)0(1)0(1)1(1)0(3)0(3)1(3)0(2)0(2)1(2)0(1)0(1)1(1=∆+=-=∆+=-=∆+==∆+==∆+==∆+=f f f f f f fffe e e e e e e e e返回第三步重新迭代，并校验收敛与否，令410-=ε。

院系：电气与电子工程学院班级：学号：学生姓名：指导教师：刘宝柱设计周数：成绩：日期：2012年1月5日一、课程设计的目的与要求培养学生的电力系统潮流计算机编程能力，掌握计算机潮流计算的相关知识二、设计正文（详细内容见附录）1．手算2．计算机计算3．思考题3.1潮流计算的方法有哪些？各有何特点？答：潮流计算的方法主要有高斯-赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊迭代法和P-Q分解法。

它们各自的特点如下：（1）高斯-赛德尔迭代法分为以节点导纳矩阵为基础的高斯-赛德尔迭代法和以以节点阻抗矩阵为基础的高斯-赛德尔迭代法的原理比较简单，要求的数字计算机的内存量也比较小，但收敛性差，当系统规模变大时，迭代次数急剧上升，往往出现迭代不收敛的情况；而阻抗法改善了电力系统潮流计算导纳法德收敛性问题，在当时获得了广泛的应用，但是，阻抗法的主要缺点是占用计算机的内存很大，每次迭代的计算量很大。

当系统不断扩大时，这些缺点就更加突出。

（2）牛顿-拉夫逊法是数学中求解非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性。

只要在迭代过程中尽可能保持方程式系数矩阵的稀疏性，就可以大大提高牛顿潮流计算程序的计算效率，牛顿法在收敛性、内存要求、计算速度方面都超过了阻抗法，成为知道目前仍被广泛采用的方法。

（3）P-Q分解法潮流计算派生于以极坐标表示时的牛顿-拉夫逊法，它根据电力系统的特点，抓住主要矛盾，对纯数学的牛顿法进行了改造。

与牛顿法相比，P-Q分解法的修正方程的系数矩阵B’和B”分别是（n-1）和（m-1）的方阵，替代了原有的（n+m-2）阶系数矩阵J；B’、B”在迭代过程中可以保持不变且为对称的系数矩阵，提高了计算速度，降低了对存储容量的要求。

P-Q分解法在计算速度方面有显著地提高，迅速得到了推广。

3.2如果交给你一个任务，请你用已有的潮流计算软件计算北京城市电网的潮流，你应该做哪些工作？（收集哪些数据，如何整理，计算结果如何分析）答：(1)在进行北京城市电网的潮流计算之前需要了解北京城市电网中所有的节点支路的相关数据，并对节点和支路分类。

课程设计(综合实验)报告( 2010 -- 2011年度第二学期)名称：电力系统故障分析题目：故障上机计算院系：电力工程系班级：电自学号：2008学生姓名：李博指导教师：余洋设计周数： 2 周成绩：日期：年月一、概论：电力系统故障分析课程设计是“电力系统故障分析”课程的实践性教学环节，具有很强的实践性和现实意义。

通过这次的课程设计可以使我们对用计算机计算电力系统故障的原理和过程有更为清晰和深刻的理解，同时进一步掌握电力系统故障计算的基本知识和方法，提高动手编制计算程序的能力，为今后进行电力系统故障计算打下初步的基础。

而随着计算机技术在电力系统中应用的日益普及，这次的实践对自己在日后的工作和学习中运用计算机解决实际问题有很大的帮助。

经过约一周时间的编程和调试，在指导老师和同学的帮助下，编制出了电力系统短路故障计算程序，完成了课程设计指定的各项基本要求任务。

二、任务：1、 对于给定的系统接线图，按照要求手工计算出各种简单故障的电气量值；2、 用C 语言或相关的语言编制一个电力系统短路故障的计算程序并上机调试，要求该程序能处理各种简单的故障，并将计算结果以文件形式输出。

三、任务设计阶段：（一） 计算的假设1、 不计各元件的电阻，即R=0；2、 各元件的正序和负序电抗相等，即X1=X2；3、 不计线路电容电流的影响；4、 计算简单短路故障时，各发电机电势的标幺值均为E=j1。

5、 各种短路均为金属性短路，纵向不对称故障指一相断相和两相断相；6、 故障形式取A 相为特殊相，故障计算以A 相为基准相。

（二） 准备工作1、 始数据计算根据给定的系统原始数据计算系统各元件的标幺值参数，取av B B U U MVA S ==,1000。

（1）发电机参数①计算公式：X "d = X "dNB S S ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛B N U U 2(2)变压器①计算公式：X T=⋅100k U N B S S , )(21g kj g ki j ki ki U U U U ----+= (i,j,k,=1,2,3)②计算结果：(3) 线路① 计算公式：114.0L X = ，211BBU S X X ⋅=*，KV U B 115= ，103X X =② 计算结果：（4）系统系统Ⅰ：X1=0.36 X0=0.87 系统Ⅱ：X1=0.38 X0=0.512、序网络的制定根据上面的基本数据可以制定出系统的正序、负序、零序网络图。

电力系统静态、暂态稳定实验报告一、实验目的1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；2．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解3．通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施二、原理与说明实验用一次系统接线图如图1所示：图1. 一次系统接线图实验中采用直流电动机来模拟原动机，原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。

实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。

发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。

“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。

为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。

为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。

此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。

电力系统静态稳定问题是指电力系统受到小干扰后，各发电机能否不失同步恢复到原来稳定状态的能力。

在实验中测量单回路和双回路运行时，发电机不同出力情况下各节点的电压值，并测出静态稳定极限数值记录在表格中。

电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否过渡到新的稳定状态，继续保持同步运行的问题。

在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。

正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1；短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2；故障切除发电机功率特性为：P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3；对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。

课程设计电力系统短路故障的计算机算法程序设计姓名学号班级指导教师目录一、课程设计说明 (3)二、选择所用计算机语言的理由 (3)三、程序主框图、子框图及主要数据变量说明 (4)四、三道计算题及网络图 (8)五、设计体会 (15)六、参考文献 (16)七、附录（主程序及其注释） (17)电分课设报告一、课程设计说明根据所给的电力系统，编制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后完成一个切实可行的电力系统计算应用程序。

通过自己设计电力系统计算程序使同学对电力系统分析有进一步理解，同时加强计算机实际应用能力的训练。

所谓短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的“短接”。

在电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是绝缘的。

如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，我们就称电力系统是发生了短路故障。

在三相系统中，短路故障可分为两大类：即对称短路（三相短路）和不对称短路（两相短路、两相接地短路、单相接地短路）。

其中三相短路虽然发生的机会较少，但情况严重，又是研究其它短路的基础。

所以我们先研究最简单的三相短路电流的暂态变化规律。

二、选择所用计算机语言的理由我使用的是第四代计算机语言的MATLAB，利用其丰富的函数资源，它的优点如下：1）语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。

MATLAB程序书写形式自由，利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。

由于库函数都由本领域的专家编写，用户不必担心函数的可靠性。

可以说，用MATLAB进行科技开发是站在专家的肩膀上。

2）运算符丰富。

由于MATLAB是用C语言编写的，MATLAB提供了和C语言几乎一样多的运算符，灵活使用MATLAB的运算符将使程序变得极为简短。

3）MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环，while循环，break语句和if语句），又有面向对象编程的特性。

4）程序限制不严格，程序设计自由度大。

电力系统暂态稳定实验一、实验目的①通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。

②学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施③用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。

二、原理与说明电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。

在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。

正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1；短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2；故障切除发电机功率特性为：P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3；对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。

而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。

本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。

同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使δmax增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。

这二种方法都有利于提高系统的稳定性。

三、实验电路图一次系统接线图四、实验内容及实验步骤●短路对电力系统暂态稳定的影响1．短路类型对暂态稳定的影响本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相间短路，两相接地短路和三相短路试验。

固定短路地点，短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一回线发生某种类型短路，经一定时间切除故障成单回线运行。

短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切。

电力系统分析课程设计任务书（2013）电力系统暂态稳定分析一、 原始资料单机无穷大系统如图1所示。

忽略系统所有电气设备的电阻及励磁电抗，各元件折算到系统统一的功率基准下的标幺值参数如下：发电机G ：d 2J 0.238, 0.19,=11.28X X T ′== 变压器T1、T2 ：T1T20.13,0.108X X == 线路L1 ：L 00.293,=5L X X X =线路L2：始端开关闭合，末端开关断开考虑发电机为经典模型，即发电机暂态电抗后电势E ′在暂态过程中保持不变。

故障前发电机向系统注入功率为0P +j 0Q =1.0+j0.1(该值请自选)。

系统0s 时在f 处发生两相短路接地故障（故障类型自选），故障持续时间（故障清除时间）为τ，故障过程中的接地电抗为0，故障点与母线B2间线路电抗为L X ∆，系统的综合阻尼系数D 。

二、 设计内容1、 利用等面积定则和时域仿真方法分析简单系统的暂态稳定性；2、 进行暂态稳定时域仿真方法的程序设计与编写，实现简单系统经受大扰动后的暂态稳定性分析；3、 比较分析系统载荷、故障清除时间、故障严重程度、系统阻尼等因素对暂态稳定性的影响。

图1 单机无穷大系统示意图三、设计成果提交课程设计报告和完整计算程序。

（1）报告阐明设计内容、分析计算过程、最终结论并附必要图表；（2）要求报告书写整齐，条理分明、表达正确、语言简洁；（3）要求计算无误，分析论证过程清楚；（4）根据教学计划，课程设计时间两周。

四、参考资料[1]房大中，贾宏杰.《电力系统分析》，北京：科学出版社，2009[2]Jan Machowski, Janusz W. Bialek, James R. Bumby. POWER SYSTEMDYNAMICS Stability and Control (Second Edition). John Wiley & Sons, Ltd.2008。