电力系统暂态上机计算课程设计报告

1一、课程设计的目的与要求巩固电力系统暂态分析理论知识，使学生掌握采用计算机对电力系统电磁暂态过程和机电暂态过程进行计算的基本方法，并进一步巩固计算机编程能力，为将来从事相关的技术工作打下必要的基础。二、设计正文（详细内容见附录,用A4纸，页数不限）1对称短路计算过程流程图和计算结果2不对称短路计算过程流程图和计算结果3静态稳定性计算过程流程图和计算结果4暂态稳定性计算过程流程图和计算结果5思考题三、课程设计总结或结论本次电力系统暂态上机主要用matlab软件讨论了各种类型短路故障下系统网络中的电压电流分布以及电力系统的静态稳定、暂态稳定问题。通过这次课程设计，我对电力系统的各种故障分析有了进一步直观的了解，学到了很多专业知识及运用matlab语言编程的技巧。首先，我对电力系统各种故障时分析有了更深刻的理解。通过用系统的节点阻抗矩阵求解各种故障时的短路电压电流，用电力系统的系数矩阵分析其静态稳定及用改进欧拉法分析电力系统暂态稳定等，使我可以很清楚明了地分析电力系统故障时的各个参数及稳定性。在编程时，我觉得计算各种故障情况下的短路电流是最难的一部分，老师初步讲解后我自己编时出了许多问题，但后来经过反复修改，请教老师，同学，一次次地调试，最终得到了正确的结果，但也花掉了大部分的时间，究其原因，一方面是因为对专业知识的生疏，只有重新熟练的掌握课本知识才能在编程时思路清晰，得到正确的结果，另一方面，总觉得Matlab是新接触的软件，对于其很多功能及函数，在运用的时候还是不很清楚，以后学习过程中一定要加强联系。我但后来经过反复修改，请教老师，同学，一次次地调试，最终得到了正确的结果。对于静态暂态稳定部分的编程，只要明白原理，参考书上的公式，没有太大的问题。其次，另外，通过此次课程设计，我学习并掌握了一定的Matlab知识，对简单的选择语句、循环语句、数组的使用等有了一些了解，为今后学习、工作中再次学习使用此软件打下了基础。Matlab软件使用的语言可读性强，操作简单，但功能非常强大，我以后的学习中肯定还要继续运用，这次暂态上机让我对其有了初步的认识，学到了很多有用的东西。总之，这次课设让我学到了许多有益的知识，获益匪浅。最后，感谢麻秀范老师和研究生学长在这次暂态上机中的悉心教导和不厌其烦的讲解，让我对知识的理解更加透彻，清楚。四、参考文献1.电力系统暂态分析，李光琦，中国电力出版社，2006年，第三版；2.电力系统分析（上、下），何仰赞，华中科技大学出版社，1998年，第二版。3.电力系统故障的计算机辅助分析重庆大学出版社米麟书等4.电力系统潮流计算天津大学出版社宋文南等5.电力系统故障分析清华大学出版社周荣光6.短路电流实用计算方法电力工业出版社西安交通大学等7.精通Matlab6.5北京航空航天大学出版社，张志涌2附录（设计流程图、计算结果、思考题答案）短路计算过程流程图输入数据可自己确定短路点及短路类型，先求得短路点的序电流以及由对称分量的变换矩阵求得相电流If。用节点导纳阵求逆得到节点阻抗矩阵Z1，Z2，Z0，ZZ1，ZZ2由各节点的故障分量电压加故障前电压求得各节点的三个序电压，进而由变换矩阵T求得每个节点的相电压。由节点电压求得各支路的三个序电流分量，进而求得支路相电流考虑发电机节点的特殊性，求发电机节点的序电压及相电压。根据网络参数形成节点导纳阵Y1，Y2，Y0，YY1，YY2节点节点导纳矩阵开始求含发电机支路的序电流及相电流结束计算结果：节点阻抗矩阵的计算结果（1）不包含发电机节点的节点阻抗矩阵：Z1=0.14i+0.47i+0.57i+753865386293Z1=0.14i+0.47i+0.57i+75386538629Z0=8918232323（2）考虑发电机节点的节点阻抗矩阵（没有零序）：ZZ1=0.41i+0.17i+0.314i+0.371i+0.257i+765725486334230.25i+0.48i+0.5i+0.36i+0.79i+ZZ1=0.41i+0.17i+0.314i+0.371i+0.257i+76572548633423254858691、对称短路（以节点3发生三相短路为例）节点3三相短路电流（矩阵由上至下分别为abc三相）Iabc=有效值大小为：Iabc_effective=4.926i+85-09.852不含发电机的各节点三相电压（矩阵由上至下分别为abc三相）：节点1：Uabc_bus1=有效值：Uabc_effective_bus1=0.39i+254-70.457节点2：Uabc_bus2=有效值：Uabc_effective_bus2=67节点3：Uabc_bus3=有效值：Uabc_effective_bus4=00不含发电机节点的各支路电流（矩阵由上至下分别为abc三相）：4支路1：Iabc_Branch1=有效值：Iabc_effective_Branch1=0.425i-73198+0.8451支路2：Iabc_Branch2=有效值：Iabc_effective_Branch2=+7支路3：Iabc_Branch3=有效值：Iabc_effective_Branch3=2.671i435-05.321发电机节点的三相电压：节点4：Uabc_bus4=有效值:Uabc_effective_bus4=0.3169i+548-0.638节点5：Uabc_bus5=有效值:Uabc_effective_bus5=9791含发电机节点的支路电流：支路4：Iabc_Branch4=有效值：Iabc_effective_Branch4=1.830i+374-6203.620支路5：Iabc_Branch5=有效值：Iabc_effective_Branch5=9651972、不对称故障计算结果（1)节点3发生a相接地短路为例：1)节点3三相短路电流为：Iabc=Iabc_effectiv=0.i-932410.i932412)不含发电机的各节点三相电压：节点1：Uabc_bus1=有效值:Uabc_effective_bus1=0.86i+39-520.953285节点2：Uabc_bus2=有效值：Uabc_effective_bus2=0.86i+394-610.95328节点3：Uabc_bus3=有效值：Uabc_effective_bus3=5183)不含发电机节点的各支路电流：支路1：Iabc_Branch1=Iabc_effective_Branch1=0.1384i-6+0.13846支路2:Iabc_Branch2=Iabc_effective_Branch2=692476927支路3：Iabc_Branch3=Iabc_effective_Branch3=0.i+-0.44)发电机节点的三相电压：节点4：Uabc_bus4=有效值:Uabc_effective_bus4=0.5i+61-0.83291节点5：Uabc_bus5=有效值:Uabc_effective_bus5=9857含发电机节点的支路电流：支路4：Iabc_Branch4=Iabc_effective_Branch4=0.27i+-360.27369支路5：Iabc_Branch5=Iabc_effective_Branch5=55(2)节点3发生a相经10电阻接地短路1)节点3三相短路电流（矩阵由上至下分别为abc三相）6Iabc=有效值大小为：Iabc_effective=0.i-110.12)不含发电机的各节点三相电压（矩阵由上至下分别为abc三相）：节点1：Uabc_bus1=有效值：Uabc_effective_bus1=0.8649i+5-7110.91节点2：Uabc_bus2=有效值：Uabc_effective_bus2=节点3：Uabc_bus3=有效值：Uabc_effective_bus3=0.86i+5-541791.0593)不含发电机节点的各支路电流（矩阵由上至下分别为abc三相）：支路1：Iabc_Branch1=有效值：Iabc_effective_Branch1=0.i-1570.157支路2：Iabc_Branch2=有效值：Iabc_effective_Branch2=746746支路3：Iabc_Branch3=有效值：Iabc_effective_Branch3=0.i+-530.534)发电机节点的三相电压：节点4：Uabc_bus4=有效值:Uabc_effective_bus4=0.521i+86-4971.098节点5：Uabc_bus5=有效值:Uabc_effective_bus5=89含发电机节点的支路电流：支路4：Iabc_Branch4=Iabc_effective_Branch4=0.i-24390.2347支路5：Iabc_Branch5=Iabc_effective_Branch5=0.i+27-60.26(3）节点3发生bc两相相间短路计算结果：1)节点3三相短路电流（矩阵由上至下分别为abc三相）Iabc=有效值大小为：Iabc_effective=0.i+85-8.5302)不含发电机的各节点三相电压（矩阵由上至下分别为abc三相）：节点1：Uabc_bus1=有效值：Uabc_effective_bus1=0.39i+5-10.6341节点2：Uabc_bus2=有效值：Uabc_effective_bus2=465.节点3：Uabc_bus3=有效值：Uabc_effective_bus4=0.5-10.513)不含发电机节点的各支路电流（矩阵由上至下分别为abc三相）：支路1：Iabc_Branch1=有效值：Iabc_effective_Branch1=0.i-7319+0.7319支路2：Iabc_Branch2=有效值：Iabc_effective_Branch2=+22支路3：Iabc_Branch3=有效值：Iabc_effective_Branch3=0.i46351-4.635104)发电机节点的三相电压：节点4：Uabc_bus4=有效值:Uabc_effective_bus4=0.3169i+8-0.926388节点5：Uabc_bus5=有效值:Uabc_effective_bus5=0.3451i+86-90.93261含发电机节点的支路电流：支路4：Iabc_Branch4=Iabc_effective_Branch4=0.i+3174-3.174(4）节点3发生bc两项短路接地时计算结果：1)节点3三相短路电流（矩阵由上至下分别为abc三相）Iabc=有效值大小为：Iabc_effective=4.20i+85-09.615402)不含发电机的各节点三相电压（矩阵由上至下分别为abc三相）：节点1：Uabc_bus1=有效值：Uabc_effective_bus1=0.39i+5-960.5243节点2：Uabc_bus2=有效值：Uabc_effective_bus2=4658796节点3：Uabc_bus3=有效值：Uabc_effective_bus4=0.i+-150.153)不含发电机节点的各支路电流（矩阵由上至下分别为abc三相）：支路1：Iabc_Branch1=有效值：Iabc_effective_Branch1=0.247i-73190.72613支路2：Iabc_Branch2=有效值：Iabc_effective_Branch2=8+6545支路3：Iabc_Branch3=有效值：Iabc_effective_Branch3=2.349i4651-075.1890673、静态稳定计算流程图和计算结果：9是是Ke=Ke+0.1Yes不是流程图：不是Ke_result=Ke_result=PE_result=PE=+1获取给定条件：U,Eq0,UG0,Xe,Xd,Xdd,Xd_all,Xdd_all,Tj,Td0计算Eq,UGd,UGq,UG为Ke赋初值0.1为赋初值49计算K1,K2,K3,K4,K5,K6计算系统状态方程系数矩阵A的各个参数求系数矩阵A的特征根，并取其实部V1，V2，V3V10&V2&V30输出Ke_result=Ke;delta_result=delta;P_result=Eq*U*sin(delta*pi/180)/Xd_all;Ke5.7结束110开始不是10计算结果：Ke=0.100000,delta=91,P=1.345117Ke=0.200000,delta=92,P=1.363000Ke=0.300000,delta=93,P=1.380693Ke=0.400000,delta=95,P=1.398409Ke=0.500000,delta=96,P=1.415747Ke=0.600000,delta=97,P=1.432842Ke=0.700000,delta=98,P=1.449679Ke=0.800000,delta=99,P=1.466244Ke=0.900000,delta=101,P=1.482360Ke=1.000000,delta=102,P=1.498265Ke=1.100000,delta=103,P=1.513819Ke=1.200000,delta=104,P=1.529000Ke=1.300000,delta=105,P=1.543786Ke=1.400000,delta=106,P=1.558152Ke=1.500000,delta=107,P=1.572075Ke=1.600000,delta=108,P=1.585527Ke=1.700000,delta=109,P=1.598483Ke=1.800000,delta=108,P=1.613666Ke=1.900000,delta=105,P=1.626492Ke=2.000000,delta=103,P=1.635259Ke=2.100000,delta=100,P=1.637025Ke=2.200000,delta=98,P=1.637979Ke=2.300000,delta=96,P=1.635815Ke=2.400000,delta=94,P=1.630657Ke=2.500000,delta=92,P=1.622630Ke=2.600000,delta=90,P=1.611867Ke=2.700000,delta=88,P=1.598501Ke=2.800000,delta=86,P=1.582670Ke=2.900000,delta=84,P=1.564509Ke=3.000000,delta=82,P=1.544155Ke=3.100000,delta=81,P=1.535174Ke=3.200000,delta=79,P=1.511558Ke=3.300000,delta=77,P=1.486103Ke=3.400000,delta=76,P=1.474144Ke=3.500000,delta=74,P=1.445989Ke=3.600000,delta=73,P=1.432473Ke=3.700000,delta=71,P=1.401945Ke=3.800000,delta=70,P=1.387071Ke=3.900000,delta=69,P=1.371732Ke=4.000000,delta=67,P=1.338431Ke=4.100000,delta=66,P=1.321987Ke=4.200000,delta=65,P=1.305171Ke=4.300000,delta=63,P=1.269626Ke=4.400000,delta=62,P=1.251928Ke=4.500000,delta=61,P=1.233937Ke=4.600000,delta=60,P=1.215