基于Matlab計(jì)算程序的電力系統(tǒng)運(yùn)行分析-電氣工程自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)

1、 課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱(chēng)： 電力系統(tǒng)分析 設(shè)計(jì)題目：基于matlab計(jì)算程序的電力系統(tǒng)運(yùn)行分析學(xué) 院： 電力工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程自動(dòng)化 年 級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 日 期： 2015年1月15日 教 務(wù) 處 制目錄前 言 1第1章 參數(shù)計(jì)算 2 一、目標(biāo)電網(wǎng)接線(xiàn)圖 2 二、電網(wǎng)模型的建立 3第二章 潮流計(jì)算 7 一系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置 7 二 程序的調(diào)試 8 三、對(duì)運(yùn)行結(jié)果的分析 17第三章 短路故障的分析計(jì)算 19 一、三相短路 19 二、不對(duì)稱(chēng)短路 22 三、由上面表對(duì)運(yùn)行結(jié)果的分析及在短路中的一些問(wèn)題 33心得體會(huì) 35參考文獻(xiàn) 36前 言電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析中的一種最

2、基本的計(jì)算，是對(duì)復(fù)雜電力系統(tǒng)正常和故障條件下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)算。潮流計(jì)算的目標(biāo)是求取電力系統(tǒng)在給定運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)算。即節(jié)點(diǎn)電壓和功率分布，用以檢查系統(tǒng)各元件是否過(guò)負(fù)荷.各點(diǎn)電壓是否滿(mǎn)足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率損耗等。對(duì)現(xiàn)有電力系統(tǒng)的運(yùn)行和擴(kuò)建，對(duì)新的電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)以及對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定分析都是以潮流計(jì)算為基礎(chǔ)。潮流計(jì)算結(jié)果可用如電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)研究，安全估計(jì)或最優(yōu)潮流等對(duì)潮流計(jì)算的模型和方法有直接影響。在電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的各種故障中，危害最大且發(fā)生概率較高的首推短路故障。產(chǎn)生短路故障的主要原因是電力設(shè)備絕緣損壞。短路故障分為三相短路、兩相短路、單相接地短路及兩相接地短

3、路。其中三相短路時(shí)三相電流仍然對(duì)稱(chēng)，其余三類(lèi)短路統(tǒng)成為不對(duì)稱(chēng)短路。短路故障大多數(shù)發(fā)生在架空輸電線(xiàn)路。電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行時(shí)，要采取適當(dāng)?shù)拇胧┙档投搪饭收系陌l(fā)生概率。短路計(jì)算可以為設(shè)備的選擇提供原始數(shù)據(jù)。37第1章 參數(shù)計(jì)算一、目標(biāo)電網(wǎng)接線(xiàn)圖系統(tǒng)參數(shù)表1. 線(xiàn)路參數(shù)表線(xiàn)路編號(hào)線(xiàn)路型號(hào)線(xiàn)路長(zhǎng)度（km）線(xiàn)路電阻/km線(xiàn)路正序電抗/km線(xiàn)路容納之半s/km4-5lgj-240/301340.0470.41.784-6lgj-120/701500.0741.475-7lgj-120/25880.0791.606-9lgj-95/551260.0921.807-8lgj-240/30900.0471.788

4、-9lgj-240/301240.0471.78說(shuō)明：線(xiàn)路零序電抗為正序電抗3倍。表2. 變壓器參數(shù)表線(xiàn)路編號(hào)變壓器型號(hào)變壓器變比（kv）短路電壓百分?jǐn)?shù)(%)2-7sspl-22000024232.5%/20103-9sspl-12000024232.5%/1561-4sspl-24000024232.5%/17.511說(shuō)明：變壓器零序電抗與正序電抗相等，且均為/y0接法。表3. 發(fā)電機(jī)參數(shù)表1發(fā)電機(jī)額定功率mw額定電壓kv額定功率因數(shù)120016.50.852180180.85310013.80.85表4. 發(fā)電機(jī)參數(shù)表2發(fā)電機(jī)母線(xiàn)名（s）（s）（s）110.14600.06088.960.

5、09690.0969047.28220.89580.11986.000.86450.19690.53512.80331.31250.18138.591.25780.25000.6006.02表5. 負(fù)荷數(shù)據(jù)表節(jié)點(diǎn)號(hào)有功負(fù)荷（mw）無(wú)功負(fù)荷（mva）51255069030810035二、電網(wǎng)模型的建立設(shè)計(jì)中，采用精確計(jì)算算法，選取=100mva，=220kv，將所有支路的參數(shù)都折算到220kv電壓等級(jí)側(cè)，計(jì)算過(guò)程及結(jié)果如下：1、系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算（1）線(xiàn)路參數(shù)計(jì)算公式如下： 各條線(xiàn)路參數(shù)的結(jié)果：4-5： 4-6： 5-7： 6-9： 7-8： 8-9： （2）變壓器參數(shù)的計(jì)算：（3）發(fā)電機(jī)參數(shù)的計(jì)算

6、：（暫態(tài)分析時(shí)，只用到發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗來(lái)代替其次暫態(tài)電抗，故只求出暫態(tài)電抗）（4）負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的計(jì)算 2系統(tǒng)等值電路圖的繪制根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，得到系統(tǒng)等值電路圖如下： 第二章 潮流計(jì)算一系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置設(shè)計(jì)中要求所有結(jié)點(diǎn)電壓不得低于1.0p.u.，也不得高于1.05p.u.，若電壓不符合該條件，可采取下面的方法進(jìn)行調(diào)壓：（1） 改變發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓（2） 改變變壓器的變比（即改變分接頭）（3） 改變發(fā)電機(jī)的出力（4） 在電壓不符合要求的結(jié)點(diǎn)處增加無(wú)功補(bǔ)償調(diào)壓方式應(yīng)屬于逆調(diào)壓。結(jié)點(diǎn)的分類(lèi)：根據(jù)電力系統(tǒng)中各結(jié)點(diǎn)性質(zhì)的不同，將結(jié)點(diǎn)分為三類(lèi)：pq結(jié)點(diǎn)、pv結(jié)點(diǎn)和平衡結(jié)點(diǎn)，在潮流計(jì)算中，大部分結(jié)點(diǎn)屬于pq結(jié)點(diǎn)

7、，小部分結(jié)點(diǎn)屬于pv結(jié)點(diǎn)，一般只設(shè)一個(gè)平衡結(jié)點(diǎn)。對(duì)于平衡結(jié)點(diǎn)，給定其電壓的幅值和相位，整個(gè)系統(tǒng)的功率平衡由這一點(diǎn)承擔(dān)。本設(shè)計(jì)中，選1號(hào)節(jié)點(diǎn)為平衡節(jié)點(diǎn)；2、3號(hào)節(jié)點(diǎn)為p、u節(jié)點(diǎn)；4、5、6、7、8、9號(hào)結(jié)點(diǎn)為p、q節(jié)點(diǎn)。設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)數(shù):n=9，支路數(shù):nl=9，平衡母線(xiàn)節(jié)點(diǎn)號(hào):isb=1，誤差精度:pr=0.00001。由支路參數(shù)形成的矩陣:b1=1.0000 4.0000 0.0555i 0 1.0000 0; 2.0000 7.0000 0.0550i 0 1.0000 0;3.0000 9.0000 0.0605i 0 1.0000 0;4.0000 5.0000 0.0130+0.110

8、7i 0.1154i 1.0000 0; 4.0000 6.0000 0.0229+0.1240i 0.1067i 1.0000 0;5.0000 7.0000 0.0144+0.0727i 0.0681i 1.0000 0;6.0000 9.0000 0.0240+0.1041i 0.1098i 1.0000 0;7.0000 8.0000 0.0087+0.0744i 0.0775i 1.0000 0;8.0000 9.0000 0.0120+0.1025i 0.1068i 1.0000 0;%支路參數(shù)矩陣由各節(jié)點(diǎn)參數(shù)形成的矩陣:b2=2.2000+1.2395i 0 1.0500 1.0

9、000 0 1.0000;1.8000+1.1155i 0 1.0000 1.0000 0 3.0000;1.0000+0.6197i 0 1.0000 1.0000 0 3.0000;0 0 1.0000 0 0 2.0000;0 1.2500+0.5000i 1.0000 0 0 2.0000;0 0.9000+0.3000i 1.0000 0 0 2.0000;0 0 1.0000 0 0 2.0000;0 1.0000+0.3500i 1.0000 0 0 2.0000;0 0 1.0000 0 0 2.0000;%節(jié)點(diǎn)參數(shù)矩陣由節(jié)點(diǎn)號(hào)及其對(duì)地阻抗形成的矩陣:x=1,0;2,0;3,0

10、;4,0;5,0;6,0;7,0;8,0; 9,0;二 程序的調(diào)試1. 未調(diào)試前，原始參數(shù)運(yùn)行結(jié)果如下：輸入“var=1”時(shí)將選用牛頓-拉夫遜法來(lái)進(jìn)行潮流計(jì)算；輸入“var=其他數(shù)字時(shí)將選用pq分解法來(lái)進(jìn)行潮流計(jì)算”var=2迭代次數(shù) 8每次沒(méi)有到達(dá)精度要求的有功功率個(gè)數(shù)為 5 8 8 8 7 4 2 0每次沒(méi)有達(dá)到精度要求的無(wú)功功率個(gè)數(shù)為 6 6 6 6 6 5 2 0各節(jié)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值e為（節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排）: columns 1 through 7 1.0000 0.9892 + 0.1467i 0.9964 + 0.0852i 0.9813 - 0.0217i 0.9464 - 0.0

11、355i 0.9577 - 0.0466i 0.9769 + 0.0448i columns 8 through 9 0.9631 - 0.0074i 0.9855 + 0.0236i各節(jié)點(diǎn)的電壓u大小(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排)為: 1.0000 1.0000 1.0000 0.9816 0.9470 0.9588 0.9779 0.9631 0.9858低于電壓下限的節(jié)點(diǎn)為: 5低于下限的電壓值為： 0.9470各節(jié)點(diǎn)的電壓相角o（節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排）: 0 8.4374 4.8883 -1.2657 -2.1475 -2.7877 2.6269 -0.4381 1.3696各節(jié)點(diǎn)的功率s（節(jié)點(diǎn)號(hào)從

12、小到大排）為: columns 1 through 7 0.3907 + 0.3365i 1.8000 + 0.4934i 1.0000 + 0.2662i -0.0000 + 0.0001i -1.2500 - 0.5000i -0.9000 - 0.3000i 0.0000 - 0.0000i columns 8 through 9 -1.0000 - 0.3500i 0.0000 - 0.0000i各支路的首段功率si(順序同您輸入b1時(shí)一樣）為: 0.3907 + 0.3365i 1.8000 + 0.4934i 1.0000 + 0.2662i 0.1630 + 0.2325i 0.

13、2276 + 0.0894i -1.0884 - 0.1728i -0.6741 - 0.1194i 0.6922 + 0.0944i -0.3123 - 0.2212i各條支路的末端功率sj（順序同您輸入b1時(shí)一樣）為: -0.3907 - 0.3217i -1.8000 - 0.3018i -1.0000 - 0.2014i -0.1616 - 0.3272i -0.2259 - 0.1806i 1.1078 + 0.2073i 0.6861 + 0.0676i -0.6877 - 0.1288i 0.3139 + 0.1338i各條支路的功率損耗ds（順序同您輸入b1時(shí)一樣）為: 0 +

14、 0.0148i 0 + 0.1916i -0.0000 + 0.0648i 0.0015 - 0.0948i 0.0017 - 0.0912i 0.0193 + 0.0346i 0.0120 - 0.0518i 0.0045 - 0.0344i 0.0016 - 0.0874i以下是每次迭代后各節(jié)點(diǎn)的電壓值(如圖所示)（用pq分解法及n-l法運(yùn)行的結(jié)果一樣，故只給出n-l法運(yùn)行的結(jié)果） 由運(yùn)行結(jié)果可知，節(jié)點(diǎn)4、5、6、7、8、9電壓均不滿(mǎn)足要求。故需進(jìn)行調(diào)試，以期各結(jié)點(diǎn)電壓均滿(mǎn)足要求。一下分別用n-l法及pq分解法進(jìn)行潮流計(jì)算。2.采用nl法進(jìn)行潮流的計(jì)算和分析。1）第一次調(diào)試將2號(hào)發(fā)電機(jī)電

15、壓初值由1.0000升高至1.0200，則修改結(jié)果如下：運(yùn)行結(jié)果如下： 如圖所示：節(jié)點(diǎn)5、6、7、8、9都不滿(mǎn)足要在1.00001.0500范圍內(nèi)的要求，改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的影響不大。2）第二次調(diào)試 將1號(hào)變壓器變比初值由1.0000改至1.0250，則修改結(jié)果如下： 運(yùn)行結(jié)果如下： 如圖所示：節(jié)點(diǎn)5、6、7、8、9的值，雖然較第一次調(diào)試仍然不滿(mǎn)足要在1.00001.0500范圍內(nèi)的要求，但電壓有所升高。 將1號(hào)變壓器變比由1.0250改至1.0500，則修改結(jié)果如下： 運(yùn)行結(jié)果如下： 如圖所示：節(jié)點(diǎn)4、5、7、8的值，不滿(mǎn)足要在1.00001.0500范圍內(nèi)的要求，且節(jié)點(diǎn)4的值超出了范圍上限

16、1.0500。則應(yīng)該對(duì)與節(jié)點(diǎn)4臨近的變壓器t1的變比進(jìn)行再次調(diào)節(jié)；同時(shí)調(diào)節(jié)與節(jié)點(diǎn)5、7、8臨近的變壓器t2的變比。3）第三次調(diào)試將1號(hào)變壓器變比由1.0500重新改至1.0250，同時(shí)把2號(hào)變壓器變比由1.0000改至1.0250，則修改結(jié)果如下：運(yùn)行結(jié)果如下：如圖所示：節(jié)點(diǎn)5、6、8、的值，不滿(mǎn)足要在1.00001.0500范圍內(nèi)的要求。4. 第四次調(diào)試將2號(hào)變壓器變比由1.0250改至1.0500，則修改結(jié)果如下：運(yùn)行結(jié)果如下：（滿(mǎn)足條件）nl法 程序運(yùn)行結(jié)果如下：3.采用pq分解法法進(jìn)行潮流的計(jì)算和分析。1）第一次調(diào)試將2號(hào)發(fā)電機(jī)電壓初值由1.0000升高至1.0200，則修改結(jié)果如下：

17、運(yùn)行結(jié)果如下：如圖所示：節(jié)點(diǎn)4、5、6、7、8、9都不滿(mǎn)足要在1.00001.0500范圍內(nèi)的要求。2）第二次調(diào)試 將1號(hào)變壓器變比初值由1.0000改至1.0250，則修改結(jié)果如下： 運(yùn)行結(jié)果如下： 如圖所示：節(jié)點(diǎn)4、5、6、7、8、9的值，雖然較第一次調(diào)試仍然不滿(mǎn)足要在1.00001.0500范圍內(nèi)的要求，但電壓有所升高。 則，將1號(hào)變壓器變比由1.0250改至1.0500，則修改結(jié)果如下： 運(yùn)行結(jié)果如下： 如圖所示：節(jié)點(diǎn)5、6、7、8、9的值，不滿(mǎn)足要在1.00001.0500范圍內(nèi)的要求。3）第三次調(diào)試 將2號(hào)變壓器變比初值由1.0000改至1.0250，則修改結(jié)果如下： 運(yùn)行結(jié)果如下

18、： 如圖所示：節(jié)點(diǎn)5、6、8、9的值，仍然不滿(mǎn)足要在1.00001.0500范圍內(nèi)的要求，但電壓有所升高。 則，將2號(hào)變壓器變比由1.0250改至1.0500，則修改結(jié)果如下： 運(yùn)行結(jié)果如下： 如圖所示：節(jié)點(diǎn)5、6、8的值，仍然不滿(mǎn)足要在1.00001.0500范圍內(nèi)的要求。4）第四次調(diào)試將3號(hào)變壓器變比由1.0000改至1.0250，則修改結(jié)果如下：運(yùn)行結(jié)果如下：如圖所示：只有節(jié)點(diǎn)5的值，不滿(mǎn)足要在1.00001.0500范圍內(nèi)的要求，應(yīng)該對(duì)與節(jié)點(diǎn)5臨近的變壓器t2的變比進(jìn)行再次調(diào)節(jié)。5）第五次調(diào)試將2號(hào)變壓器變比由1.0500改至1.0750，則修改結(jié)果如下：運(yùn)行結(jié)果如下：（滿(mǎn)足條件）pq

19、分解法 程序運(yùn)行結(jié)果如下：三、對(duì)運(yùn)行結(jié)果的分析：1、為什么在用計(jì)算機(jī)對(duì)某網(wǎng)絡(luò)初次進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)往往是要調(diào)潮流，而并非任何情況下只一次送入初始值算出結(jié)果就行呢？要考慮什么條件？各變量是如何劃分的？哪些可調(diào)？哪些不可調(diào)？ 答：潮流計(jì)算時(shí)功率方程是非線(xiàn)性，多元的具有多解。初始條件給定后得到的結(jié)果不一定能滿(mǎn)足約束條件要求，要進(jìn)行調(diào)整初值后才能滿(mǎn)足。其約束條件有：，。負(fù)荷的pq量為擾動(dòng)變量，發(fā)電機(jī)的pq為控制變量，各節(jié)點(diǎn)的v為狀態(tài)變量。擾動(dòng)變量是不可控變量，因而也是不可調(diào)節(jié)的，狀態(tài)變量是控制變量的函數(shù)，因而狀態(tài)變量和控制變量是可以調(diào)節(jié)的。所以，計(jì)算機(jī)對(duì)某網(wǎng)絡(luò)初次進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)往往是要調(diào)潮流的。2、潮流控

20、制的主要手段有哪些？ 答：潮流控制的主要手段有：（1）改變發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓（2）改變變壓器的變比（即改變分接頭）（3）改變發(fā)電機(jī)的出力（4）在電壓不符合要求的節(jié)點(diǎn)處增加無(wú)功補(bǔ)償3、 牛頓拉夫遜法與pq分解法有哪些聯(lián)系？有哪些區(qū)別？二者的計(jì)算性能如何？答：（1）聯(lián)系：它們采用相同的數(shù)學(xué)模型和收斂判據(jù)。當(dāng)電路的電抗遠(yuǎn)大于電阻時(shí)，可以簡(jiǎn)化牛頓拉夫遜極坐標(biāo)的修正方程的系數(shù)矩陣得到pq分解法，且簡(jiǎn)化后并未改變節(jié)點(diǎn)功率平衡方程和收斂判據(jù)，因而不會(huì)降低計(jì)算結(jié)果的精度。（2）區(qū)別：p-q分解法的修正方程結(jié)構(gòu)和牛頓拉夫遜的結(jié)構(gòu)不同。pq分解法由于雅可比矩陣常數(shù)化，計(jì)算過(guò)程中減少了很大的計(jì)算量，而且有功和電壓幅值

21、，無(wú)功和電壓相角的完全割裂也大大的對(duì)矩陣降維數(shù)，減少了一半的計(jì)算量，但是他雅克比矩陣常數(shù)化是經(jīng)驗(yàn)值，喪失了一部分穩(wěn)定收斂的特性，而且當(dāng)支路電阻與電抗比值較大的時(shí)候收斂性也特別差，甚至不收斂（3）p-q法按幾何級(jí)數(shù)收斂，牛頓拉夫遜法按平方收斂。pq分解法把節(jié)點(diǎn)功率表示為電壓向量的極坐標(biāo)方程式，抓住主要矛盾，把有功功率誤差作為修正電壓幅值的依據(jù)，把有功功率和無(wú)功功率迭代分開(kāi)進(jìn)行。它密切地結(jié)合了電力系統(tǒng)的固有特點(diǎn)，無(wú)論是內(nèi)存占用量還是計(jì)算速度方面都比牛頓-拉夫遜法有了較大的改進(jìn)。4、 選取pq分解法的數(shù)據(jù)來(lái)分析降低網(wǎng)損的方法：支路未調(diào)整前：調(diào)整后：支路首端功率支路末端功率支路功率損耗支路首端功率支路

22、末端功率支路功率損耗1-40.3907 + 0.3365i-0.3907 - 0.3217i0+ 0.0148i0.3866+0.3017i-0.3866-0.2883i0+ 0.0133i2-71.8000 + 0.4934i-1.8000 - 0.3018i0 + 0.1916i1.8000+0.6750i-1.8000-0.4717i0 + 0.2033i4-51.0000 + 0.2662i-1.0000 - 0.2014i-0.0000 + 0.0648i1.0000-0.0424i-1.0000+0.0182i0 + 0.0606i3-90.1630 + 0.2325i-0.161

23、6 - 0.3272i0.0015 - 0.0948i0.1553+0.1536i-0.1545-0.2664i0.0009-0.1128i4-60.2276 + 0.0894i-0.2259 - 0.1806i0.0017 - 0.0912i0.2314+0.1342i-0.2294-0.2345i0.0019-0.1003i5-7-1.0884 - 0.1728i1.1078 + 0.2073i0.0193 + 0.0346i-1.0955-0.2336i1.1131+ 0.2509i0.0176+0.0173i6-9-0.6741 - 0.1194i0.6861 + 0.0676i0.0

24、120 - 0.0518i-0.6706-0.0654i0.6813- 0.0013i0.0107-0.0667i7-80.6922 + 0.0944i-0.6877 - 0.1288i0.0045 - 0.0344i0.6869+0.2209i-0.6825-0.2657i0.0043-0.0449i8-9-0.3123 - 0.2212i0.3139 + 0.1338i0.0016 - 0.0874i-0.3175-0.0842i0.3187- 0.0170i0.0012-0.1012i（1）提高機(jī)端電壓電壓和節(jié)點(diǎn)電壓一定可以使有功損耗降低，但是對(duì)于無(wú)功損耗來(lái)說(shuō)為正的是可以降低的，為負(fù)的則

25、是提高了；（2）另外適當(dāng)提高負(fù)荷的功率因數(shù)、改變電力網(wǎng)的運(yùn)行方式，對(duì)原有電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造都可以降低網(wǎng)損。5、 發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的注入無(wú)功為負(fù)值說(shuō)明了什么？答：因?yàn)榫€(xiàn)路無(wú)功潮流最有可能的流向由電壓的幅值大小決定：由幅值高的節(jié)點(diǎn)流向幅值低的節(jié)點(diǎn)。由此看出發(fā)電機(jī)的電壓小于節(jié)點(diǎn)電壓而無(wú)功功率的方向是從高電壓到低電壓，所以發(fā)電機(jī)的注入無(wú)功為負(fù)值。6、負(fù)荷功率因數(shù)對(duì)系統(tǒng)潮流有什么影響？答：負(fù)荷功率因數(shù)降低，無(wú)功功率就會(huì)增大，其輸電線(xiàn)路的總電流就會(huì)相應(yīng)增大，從而會(huì)造成電壓損耗的升高，從而會(huì)改變無(wú)功功率潮流的大小，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)淖兎较?；反之亦然? 繪制潮流分布圖第三章 短路故障的分析計(jì)算一、三相短路1、三相短路電

26、流的計(jì)算原理:利用結(jié)點(diǎn)阻抗矩陣和導(dǎo)納矩陣都可以計(jì)算短路電流，其算法有所不同。利用結(jié)點(diǎn)阻抗陣時(shí)，只要形成了阻抗陣，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中任意一點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)短路電流和網(wǎng)絡(luò)中電流、電壓的分布非常方便，計(jì)算工作量小，但是，形成阻抗陣的工作量大，網(wǎng)絡(luò)變化時(shí)的修改也比較麻煩，而且結(jié)點(diǎn)阻抗矩陣是滿(mǎn)陣，需要計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量較大。利用結(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣計(jì)算短路電流，實(shí)質(zhì)是先用它計(jì)算出與指定的短路點(diǎn)有關(guān)的結(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的相應(yīng)列的元素，然后利用公式（為連接節(jié)點(diǎn)i和j的支路阻抗）進(jìn)行短路電流的計(jì)算。然而，導(dǎo)納陣是對(duì)稱(chēng)、稀疏陣，極易形成，且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化時(shí)也易于修改。程序運(yùn)行步驟及對(duì)變量的解釋?zhuān)?（1） 請(qǐng)輸入短路點(diǎn)的數(shù)目nf（2） 請(qǐng)輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)n

27、（3） 請(qǐng)輸入支路數(shù)nl（4） 輸入各支路參數(shù)矩陣b 矩陣b的每行是由下列參數(shù)構(gòu)成的： 某支路的首端號(hào)p； 末端號(hào)q，且pq； 支路的阻抗（r+jx）; 支路的對(duì)地電納； 支路的變比k； 折算到哪一側(cè)的標(biāo)志（如果支路的首端p處于高壓側(cè)請(qǐng)輸入“1”，否則請(qǐng)輸入“0”）。（5） 輸入由短路點(diǎn)號(hào)，短路點(diǎn)阻抗形成的矩陣d（6） 請(qǐng)輸入由各節(jié)點(diǎn)的初電壓標(biāo)幺值形成的列矩陣v0（7） 形成節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣z（8） 求短路點(diǎn)電流（9） 求網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的電壓（10）求網(wǎng)絡(luò)中各支路電流參數(shù)矩陣b = 1.0000 4.0000 0 + 0.0682i 0 1.0000 0 2.0000 7.0000 0 + 0.08

28、24i 0 1.0000 0 3.0000 9.0000 0 + 0.1452i 0 1.0000 0 4.0000 5.0000 0.0119 + 0.1013i 1.0000 1.0000 0 4.0000 6.0000 0.0210 + 0.1134i 2.0000 1.0000 0 5.0000 7.0000 0.0131 + 0.0665i 3.0000 1.0000 0 6.0000 9.0000 0.0219 + 0.0953i 4.0000 1.0000 0 7.0000 8.0000 0.0080 + 0.0681i 4.0000 1.0000 0 8.0000 9.0000

29、 0.0110 + 0.0938i 5.0000 1.0000 0 ; 2、 三相短路的等值網(wǎng)絡(luò)圖：5節(jié)點(diǎn)、6節(jié)點(diǎn)發(fā)生三相短路的程序結(jié)果：1、 5節(jié)點(diǎn)發(fā)生三相短路： 1）短路點(diǎn)的電流：標(biāo)幺值： 0.4481 - 6.1435i有名值（ka）： 0.1125 - 1.5421i 2）各節(jié)點(diǎn)的電壓：電壓標(biāo)幺電壓有名值（kv）1118.37521213115.7541.0327237.4985 -2.2204e-016 -2.7756e-017i061.0049232.73770.0328 - 0.0000i6.693+ 0.0000i80.0094 - 0.0000i3542+ 0.0000i90

30、.0166 - 0.0000i8.142+ 0.0000i 3）各支路電流：電流標(biāo)幺電流有名值（ka）140 - 0.2416i0 - 0.0606i270 -11.7656i0 - 2.9534i390 - 6.7755i0 - 1.7008i451.1813 -10.0557i0.2965 - 2.5242i460.0439 - 0.2370i0.0110 - 0.0595i57-0.0935 + 0.4748i-0.0235 + 0.1192i692.2636 - 9.8502i0.5682 - 2.4726i780.0398 - 0.3389i0.0100 - 0.0851i89-0.

31、0089 + 0.0757i-0.0022 + 0.0190i2、6節(jié)點(diǎn)發(fā)生三相短路 1）短路點(diǎn)的電流：標(biāo)幺值： 0.6773 - 5.6526i有名值（ka）：0.1700 - 1.4189i 2）各節(jié)點(diǎn)的電壓：電壓標(biāo)幺電壓有名值（kv）1118.37521213115.7540.7485 - 0.0375i166.75-9.026i51.0077230.22960071.0405236.99281.0171233.77291.0243238.28 3 )各支路電流：電流標(biāo)幺電流有名值（ka）140.5851 - 5.1245i0.1469 - 1.2864i270 - 0.3895i0 -

32、 0.0978i390 - 0.0047i0 - 0.0012i45-0.7794 + 3.1135i-0.1956 + 0.7815i460.7212 - 5.8897i0.1810 - 1.4784i57-0.0935 + 0.4748i-0.0235 + 0.1192i69-2.3460 +10.2090i-0.5889 + 2.5627i780.0398 - 0.3389i0.0100 - 0.0851i89-0.0089 + 0.0757i-0.0022 + 0.0190i3、對(duì)運(yùn)行結(jié)果的分析:由上面的結(jié)果可知，當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，其短路點(diǎn)的電壓為0，短路點(diǎn)的電流為最大，這與理論都是相

33、符的。二、不對(duì)稱(chēng)短路1、短路計(jì)算原理：簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)故障（包括橫向和縱向故障）與對(duì)稱(chēng)故障的計(jì)算步驟是一致的，首先算出故障口的電流，接著算出網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)結(jié)點(diǎn)的電壓，由結(jié)點(diǎn)電壓即可確定支路電流，所不同的是，要分別按三個(gè)序進(jìn)行。（1）系統(tǒng)三序等值網(wǎng)絡(luò)圖如下：不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算的三序等值網(wǎng)絡(luò)圖（將發(fā)電機(jī)與變壓器支路合并為一條支路）：1）系統(tǒng)的正序等值網(wǎng)絡(luò)圖：2）系統(tǒng)的負(fù)序等值網(wǎng)絡(luò)圖：3） 系統(tǒng)的零序等值網(wǎng)絡(luò)圖：2、5節(jié)點(diǎn)和6節(jié)點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路的程序結(jié)果（1）5節(jié)點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路的程序結(jié)果：1）故障點(diǎn)和各支路各序電流標(biāo)幺值：正序電流標(biāo)幺值負(fù)序電流標(biāo)幺值零序電流標(biāo)幺值單相接地短路短路點(diǎn)(5號(hào)點(diǎn))0.0795 - 1

34、.4956i0.0795 - 1.4956i0.0795 - 1.4956i兩相短路0.2240 - 3.0717i-0.2240 + 3.0717i0兩相接地短路0.2486 - 3.6605i-0.1994 + 2.4830i-0.0492 + 1.1776i 單相接地短路140 - 0.2416i0027-0.0545 - 3.1550i-0.0545 - 2.7656i0.1976 -10.5853i39-0.0325 - 1.6507i-0.0325 - 1.6460i0.1885 -10.1025i450.2618 - 2.6343i0.2332 - 2.3909i0.0983 -

35、 1.6993i460.0439 - 0.2370i0057-0.0935 + 0.4748i00690.4685 - 2.2593i0.5129 - 2.4527i 0.1716 - 1.7984i780.0398 - 0.3389i0079-0.0089 + 0.0757i00兩相短路140 - 0.2416i00270 - 6.0776i0 + 5.6881i0390 - 3.3901i0 + 3.3854i0450.6049 - 5.1496i-0.5763 + 4.9061i0460.0439 - 0.2370i0057-0.0935 + 0.4748i00691.1096 - 4.

36、8284i-1.1540 + 5.0218i0780.0398 - 0.3389i0079-0.0089 + 0.0757i00兩相接地短路140 - 0.2416i0027-0.0338 - 7.1654i-0.0338 + 4.6003i-0.0612 + 8.3310i39-0.0201 - 4.0376i-0.0201 + 2.7380i-0.0584 + 7.9510i450.6860 - 6.0913i-0.4952 + 3.9644i-0.0622 + 1.3380i460.0439 - 0.2370i0057 -0.0935 + 0.4748i00691.3005 - 5.79

37、57i-0.9631 + 4.0545i-0.1190 + 1.4167i780.0398 - 0.3389i0079-0.0089 + 0.0757i002）故障點(diǎn)和各支路各序電壓標(biāo)么值：節(jié)點(diǎn)單相接地故障兩相短路故障兩相接地故障各節(jié)點(diǎn)的正序電壓標(biāo)幺值為11.0000 1.00001.000021.0000 1.00001.050031.0000 1.00001.048041.0327 1.03271.032750.7777 - 0.0026i0.5038 + 0.0000i0.4164 - 0.0015i61.0049 1.00491.004970.8105 - 0.0026i0.5366

38、+ 0.0000i0.4492 - 0.0015i80.7871 - 0.0026i0.5132 + 0.0000i0.4258 - 0.0015i90.7943 - 0.0026i0.5204 + 0.0000i0.4330 - 0.0015i各節(jié)點(diǎn)的負(fù)序電壓標(biāo)幺值為100020003-00040005-0.2300 - 0.0026i0.5039 - 0.0000i0.4164 - 0.0015i60007-0.2300+ 0.0026i0.5039 - 0.0000i0.4164 - 0.00158-0.2300 + 0.0026i0.5039 - 0.0000i0.4164 - 0.0

39、015i9-0.2300 + 0.0026i0.5039 - 0.0000i0.4164 - 0.0015i各節(jié)點(diǎn)的零序電壓標(biāo)幺值為10002000300040005-0.5478 + 0.0053i00.4164 - 0.0015i60007-0.5478+- 0.0053i00.4164 - 0.0015i8-0.5478+- 0.0053i00.4164 - 0.0015i9-0.5478+- 0.0053i00.4164 - 0.0015i3）各支路相電流標(biāo)幺值：各支路相電流各支路b相電流各支路c相電流單相接地短路140 - 0.2416i-0.2092 + 0.1208i0.2092

40、 + 0.1208i270.0885 -16.5059i-0.0852 - 7.6250i0.5894 - 7.6250i390.1236 -13.3992i0.2169 - 8.4541i0.2251 - 8.4541i450.5932 - 6.7245i-0.3600 + 0.7886i0.0617 + 0.8381i460.0439 - 0.2370i-0.2272 + 0.0805i0.1833 + 0.1565i57-0.0935 + 0.4748i0.4580 - 0.1564i-0.3644 - 0.3184i691.1530 - 6.5104i-0.1516 + 0.5960i

41、-0.4865 + 0.5191i780.0398 - 0.3389i-0.3134 + 0.1350i0.2736 + 0.2039i79-0.0089 + 0.0757i0.0700 - 0.0302i-0.0611 - 0.0455i兩相短路140 - 0.2416i-0.2092 + 0.1208i0.2092 + 0.1208i270 - 0.3895i-10.1893 + 0.1947i10.1893 + 0.1947i390 - 0.0047i-5.8678 + 0.0024i5.8678 + 0.0024i450.0286 - 0.2434i-8.7228 - 0.9013i8

42、.6942 + 1.1447i460.0439 - 0.2370i-0.2272 + 0.0805i0.1833 + 0.1565i57-0.0935 + 0.4748i0.4580 - 0.1564i-0.3644 - 0.3184i69-0.0444 + 0.1934i-8.5083 - 2.0570i8.5528 + 1.8636i780.0398 - 0.3389i-0.3134 + 0.1350i0.2736 + 0.2039i79-0.0089 + 0.0757i0.0700 - 0.0302i-0.0611 - 0.0455i兩相接地短路140 - 0.2416i -0.2092

43、 + 0.1208i0.2092 + 0.1208i27-0.1287 + 5.7659i-10.2167 + 9.6136i10.1619 + 9.6136i39-0.0986 + 6.6514i-5.9060 + 8.6008i5.8295 + 8.6008i450.1286 - 0.7889i-8.8661 + 1.3784i8.5509 + 3.4244i460.0439 - 0.2370i-0.2272 + 0.0805i0.1833 + 0.1565i57-0.0935 + 0.4748i0.4580 - 0.1564i-0.3644 - 0.3184i690.2183 - 0.3

44、245i-8.8182 + 0.3269i8.2429 + 4.2476i780.0398 - 0.3389i-0.3134 + 0.1350i0.2736 + 0.2039i79-0.0089 + 0.0757i0.0700 - 0.0302i-0.0611 - 0.0455i4）各支路相電流有名值：各支路相電流各支路b相電流各支路c相電流單相接地短路140 - 0.0606i-0.0525 + 0.0303i0.2092 + 0.1208i270.0222 - 4.1433i-0.0214 - 1.9140i0.5894 - 7.6250i390.0310 - 3.3635i0.0545

45、- 2.1222i0.2251 - 8.4541i450.1489 - 1.6880i-0.0904 + 0.1979i0.0617 + 0.8381i460.0110 - 0.0595i-0.0570 + 0.0202i0.1833 + 0.1565i57-0.0235 + 0.1192i0.1150 - 0.0393i-0.3644 - 0.3184i690.2894 - 1.6343i-0.0381 + 0.1496i-0.4865 + 0.5191i780.0100 - 0.0851i-0.0787 + 0.0339i0.2736 + 0.2039i79-0.0022 + 0.0190i0.0176 - 0.0076i-0.0611 - 0.0455i兩相短路14 0 - 0.0606i -0.0525 + 0.0303i0.2092 + 0.1208i270 - 0.0978i-2.5577 + 0.0489i10.1893 + 0.1947i390 - 0.0012i-1.4729 + 0.0006i5.8678 + 0.0024i450.0072 - 0.0611i-2.1896 - 0.2262i8.6942 + 1.