电力系统潮流及短路电流计算程序

1、班级:姓名:学号: 一、作业要求编写程序计算图1所示算例系统的潮流及三相短路电流。潮流计算：方法不限，计算系统的节点电压和相角。短路电流：4号母线发生金属性三相短路时（z尸0）,分别按照精确算法和近似算法计算 短路电流、系统屮各节点电压以及网络屮各支路的电流分布，并对两种情况下的计算结果进 行比较。二、电路图及参数42图13机9节点系统表19节点系统支路参数支路r (p. u.)x (p. u.)b/2 (tk) (p. u.)1400.05761.02700.06251.03900.05861.0450.010.0850.088460.0170.0920.079570.0320.1610.1

2、53690.0390.170.179780.00850.0720.0745890.01190.10080.1045表2 9节点系统发电机参数发电机编号节点类型pg (p. u.)vg (p. u.)xd (p. u.)e! (p. u.)1平衡1.040.31. 1372pv1.631.0250.31.2113pv0. 851.0250.31.043表3 9节点系统负荷参数节点编号节点类型p> (p. u.)qi (p. u.)4pq005pq1.250.56pq0.90.37pq008pq10.359pq00三、计算步骤（1）进行系统正常运行状态的潮流计算，求得v形成不含发电机和负荷的

3、节点导纳矩阵丫亦 将发电机表示为电流源/,.（ = £；/办4）和导纳y, （ = l/丿必）的并联组合；节点负荷用恒阻 抗的接地支路表示；形成包括所有发电机支路和负荷支路的节点导纳矩阵y,即在yn 屮的发电机节点和负荷节点的自导纳上分别增加发电机导纳开和负荷导纳/、， i _ jqu）i、（畑广飞厂一严）；（4）利用z = y-'，计算节点阻抗矩阵，从而得到阻抗矩阵屮的第f列；利用公式（67咸（6j0）计算短路电流;利用公式(6-8咸(6-ll)i+算系统中各节点电压；(7)利用公式(69)计算变压器支路的电流；对输电线路利用ii型等值电路计算支路电流。四、计算结果节点导纳

4、矩阵yn：columns 1 through 50-17.3611i000+17.3611i000 -16.00001000000 -17.06481000+17.3611i003.3074 -39.3089i -1.3652 +11.6041i000-1.3652 +11.6041i2.5528-17.33821000-1.9422 +10.5107i000 +16.0000i00-1.1876+ 5.975h00000000+17.0648i00columns 6 through 9000000 +16.0000i000000 +17.0648i-1.9422 +10.5107i0000-

5、1.1876+ 5.9751i003.2242 -15.8409i00-1.2820+ 5.5882i02.8047 -35.4456i-1.6171+13.6980i00-1.6171+13.6980i2.7722 -23.303211.1551 + 9.784引-1.2820+ 5.5882i0-1.1551 + 9.7843i2.4371-32.1539i电压幅值:1.04001.02501.02501.02580.99561.01271.02581.01591.0324电压相角：00.16200.0814-0.0387-0.0696-0.06440.06490.01270.0343节点

6、冇功：0.71641.63000.85000.0000-1.2500-0.9000-0.0000-1.0000-0.0000节点无功：0.27050.0665-0.10860.0000-0.5000-0.3000-0.0000-0.3500-0.0000修正后的节点导纳矩阵y：columns 1 through 50 -20.69441000+17.3611i000-19.3333i000000 -20.3982i000+17.36111003.3074 -39.30891 -13652 +11.60411000-1.3652 +11.6041i3.8716-17.6627i000-1.942

7、2 +10.5107i000 +16.0000i00-1.1876+ 5.9751i00000000 +17.064&00columns 6 through 9000000 +16.0000i000000 +17.0648i-1.9422 +10.5107i0000-1.1876+ 5.9751i004.1321-16.0184100-1.2820 + 5.5882i02.8047 -35.4456i-1.6171+13.6980100-1.6171 +13.6980i3.7323 -23.6669i-1.1551 + 9.78431-1.2820+ 5.5882i0-1.1551+

8、9.7843i2.4371-32.1539i节点阻抗矩阵z的第4列:0.0463 + 0.125210.0329 + 0.069310.0316 + 0.070710.0552 + 0.1493i0.0589+ 0.1204i0.0562+ 0.1226i0.0397 + 0.0838i0.0416 + 0.0814i0.0378 + 0.0845i精确计算结果：短路电流：模值：6.4459相角：71.9365节点电压模值：0.18310.56870.54270.00000.14660.15060.45370.44630.4495支路电流:i jllj1 40.5779-3.126412 71

9、.3702-1.4433i3 90.64294-1.480814 5-0.77968+1.5248i4 6-0.6411+1.477i5 7-0.89528+1.643616 9-0.73353+1.548717 80.50734+0.1023418 90.062766+0.0564511近似计算结果：短路电流：模值：6.2838相角： 69.7198节点电压模值：0.42170.16110.52140.51570.00000.18270.16750.42270.4348五、程序流程图输入电网及节点注入数据计算节点导纳矩阵参数设置节点电压初值x©设置k-o及最大迭代次数kmax计算f

10、(xikl)及雅克比矩阵max|fj (x(kl) |<e?n |求解修正方程获得ix咧一x叫&出计算潮流分布k-k+1输出结果输出潮流不收敛信息"kmax?六、程序及输入文件 input_data.xls 文件： sheetl9节点系统支路参数首节点编号i尾节点编号jr (p.u.)x (p.u.)b/2 (p.u.)1400.057602700.062503900.05860450.010.0850.088460.0170.0920.079570.0320.1610.153690.0390.170.179780.00850.0720.0745890.01190.10

11、080.1045sheet29节点系统发电机及负荷参数节点编号节点类型p (p.u.)q (p.u.)u (p.u.)xd (p.u.)e (p.u.)1平衡1.040.31.1372pv1.631.0250.31.2113pv0.851.0250.31.0434pq005pq-1.250.56pq0.90.37pq008pq-1-0.359pq00powerflow_cal.m 文件：1=9;%支路数n=9; %节点数m=6; %pq节点数yn=zeros (n) ; %初始化节点导纳矩阵ydatal=xlsread(* input_data.xls1,1);%计算节点导纳矩阵yfor k=

12、l:1i=datal(kz1);j=datal(k,2);r=data1(k,3);x=data1(k,4);b2=data1(kz 5);yn(iz i)=yn(i,i)+li*b2 + l/(r+li*x);yn(jzj)=yn(j,j)+li*b2+l/(r+li*x);yn(i,j)=yn(iz j)-l/(r+li*x);yn(jzi)=yn(jzi)-l/(r+li*x);enddispc节点导纳矩阵yn： );disp (yn);g=real(yn);b=imag(yn);data2=xlsread(* input_data.xls *,2);p=zeros(lz n);q=ze

13、ros(1,n);u=ones(1z n);p(2:n)=data2(2:nz 3);q(4:n)=data2(4:n,4);u(1:3)=data2(1:3,5);%设置节点电压初值e(1)=data2(1,5);e (2 :n) =1.0;f (1:n) =0.0;%设置迭代次数tmax=10;while t<=tmax%计算f (x)a(1:n)=0.0;c(1:n)=0.0;for i=2:nfor j=l:na (i) =a (i) +g (iz j) *e (j) -b (ia j) *f (j); c(i)=c(i)+g(i,j)*f(j)+b(izj)*e(j);ende

14、ndfor i=2:ndeltap (i) =p (i) -e (i) *a (i) -f (i) *c (i);endfor j=4:ndeltaq(j)=q(j)-f(j)*a(j)+e (j)*c (j);endfor k=2:3deltau2(k) =u(k)*u(k)-e(k)*e(k)-f(k)*f (k); endfx=deltap(2:n) deltaq(4:n) deltau2(2:3)' %计算雅克比矩阵jfor i=2:nfor j=2:nif i=jh(i, j)=-(g(iz j) *e(i)+b(iz j)*f (i);n(iz j)=b(i, j)*e(i

15、)-g(i, j)*f (i);elseh(i, j)=-a(i)-(g(i,i)*e(i)+b(i,i)*f (i);n(i, j)=-c(i) + (b(izi) *e(i)-g(izi) *f (i);endendendfor i=4:nfor j=2:nif i=jm(iz j)=b(iz j)*e(i)-g(iz j)*f (i);l(i, j)=g(i, j) *e(i)+b(iz j) *f (i);elsem(i, j)=c(i) + (b(izi) *e(i)-g(izi) *f (i); l(iz j)=-a(i) + (g(i, i) *e(i)+b(i, i) *f (

16、i);endendendfor i=2:3for j=2:nif i=jr(i, j)=0;s(i, j)=0;elser(i, j)=-2*e(i);s(iz j)=-2*f (i);endendendj= h (2 : na 2 : n) n(2:n,2:n) ;m(4:nz2:n)l(4:n,2:n) ;r(2:3z2:n)s (2 :2 : n);if max(abs(fx)<0.0001%输出结果break;else%求解修正方程获得dxdx=-ja(-1)*fx;dx=dx1;e(2:n)=e(2:n)+dx(1:n-1);f(2:n)=f(2:n)+dx(n:2 *(n-1

17、);+1;endendif maxstr=*潮流计算不收敛tdisp(str);elsea(1:n)=0.0;c(1:n)=0.0;for i=l:nfor j=l:na(i)=a(i)+g(iz j)*e( j)-b(iz j)*f (j); c(i)=c(i)+g(i, j)*f (j)+b(iz j)*e(j); endendfor i=l:nu(i)=e(i)+li*f (i);amp(i)=abs(u (i);arg(i)=angle(u(i);p(i)=e(i)*a(i)+f (i)*c(i);q(i)=f (i)*a(i)-e(i)*c(i);enddisp (1电压幅值：，);

18、disp(amp);disp ( 1电压相角：1 );disp(arg);disp ( 1节点有功：');disp (p);disp (f节点无功：，);disp(q);end%计算短路电流f=4;zf=0 0;%修正节点导纳矩阵xd=data2(1:3,6);e=data2 (1:3,7);for i=l:3ii(i)=e(i)/(li*xd(i);endy=yn;for i=l:3y(izi)=y(izi)+l/(li*xd(i);endfor j=4:ny(j, j)=y(j, j) + (-p(j)+li*q( j) )/(u(j)*u(j);enddispc修正后的节点导纳矩阵y： *);disp(y)；z=ya (-1);dispc节点阻抗矩阵z的第4列:*);disp(z (:,4);%精确计算disp (，精确计算结果：，);uo=u；if=uo(f)/(z(frf)+zf);am