电力系统分析报告

前言

电力系统分析课程设计是电气工程及其自动化专业主要的课程设计之一，是学习电力系统分析基础和电力系统计算机辅助分析课程后的一个重要实践性学习环节。主要是为了掌握电力系统的等值模型和参数计算，以及潮流和短路计算的基本原理，学会应用计算机计算系统潮流分布和短路电流的方法，培养独立分析和解决问题的能力。 潮流计算：

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算。它的任务是根据给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态，如个母线上的电压（幅值和相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。电力系统潮流计算问题在数学上是一组多元非线性方程式求解问题，其解法都离不开迭代。

潮流计算的意义：

（1） 在电网规划阶段，通过潮流计算，合理规划电源容量及接入点，合理规划网架，

选择无功补偿方案，满足规划水平的大、小方式下的潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。

（2） 在编制年运行方式时，在预计负荷增长及新设备投运基础上，选择典型方式进

行潮流计算，发现电网中薄弱环节，供调度员日常调度控制参考，并对规划、基建部门提出改进网架结构，加快基建进度的建议。

（3） 正常检修及特殊运行方式下的潮流计算，用于日常运行方式的编制，指导发电

厂开机方式。有功、无功调整方案及负荷调整方案，满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。

（4） 预先知道事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出相应的运行方式调

整方案，能够快速做出对事故的恰当处理，避免事故的进一步扩大。

总结为在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了实行监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。 1. 短路计算：

短路：电力系统正常运行外的相与相或相与地之间的连接。

短路类型：三相短路、两相接地短路、两相短路、单相短路、不对称短路。 短路原因：

本质：绝缘破坏

外部原因：雷击、风暴、污染、人为； 内部原因：绝缘老化。 短路计算： 本质：分析电力系统某个器件发生短路故障后的电磁参量随时间变化关系。（电磁参量

包括：电流、电压、功率。 短路计算的用途：

检验电气设备的热、动稳定度，配置和整定继电保护的依据，稳定计算，更好地选择电

气主接线，能够更好地选择设备，节约购买设备的费用。

目标电网接线图如下图所示：

bus-7bus-2bus-8bus-9bus-3bus-5Bus-6Bus-1 一电网模型的建立

1.系统参数的计算

选取三相功率和电压的基值：取 SB100MVA UB220KV 线路参数有名值计算公式： 线路参数标幺值计算公式：

Xl*Xl线路电抗：XlxllSBUB2SB UB22 线路电阻：Rlrll Rl*Rl线路电纳：YlyllUBYlYlSB*线路正序负序以及零序之间的关系

XT(1)XT(2)XT

XT(0)3XT(1)

变压器参数有名值和标幺值计算公式：

Uk%UN变压器电抗:XT100SN2XT(1)XT(2)XT

XT(0)3XT(1)

SB变压器电抗标幺值：XT*XT2UB发电机参数有名值和标幺值计算公式：

XG%UN2XG100SNXG*UBXGSB2XGXdXG(1) XG(2)Xd'KUN1UN2

归算：

XGXdK2XG*XGSBUB2

XG(2)XdK2

XG(2)*XG(2)SBUB2计算结果如下表所示：

线路编号 4-5 4-6 5-7 6-9 7-8 8-9 线路编号 4-5 4-6 5-7 6-9 7-8 8-9 线路电阻 2.444 4.07 7.742 9.476 2.068 2.867 正序电抗 20.8 22 39.2 41.2 17.6 24.4 标幺值 0.0050 0.0084 0.0160 0.0196 0.0043 0.0059 标幺值 0.0430 0.0455 0.0810 0.0851 0.0364 0.0504 线路容抗

线路编号 4-5 4-6 5-7 6-9 7-8 8-9 变压器 变压器编号 1 2 3

电抗 26.62 29.282 26.84 标幺值 0.0550 0.0605 0.0555 正序电抗 26.62 29.282 26.84 标幺值 0.0550 0.0605 0.0555 负序电抗 26.62 29.282 26.84 标幺值 0.0550 0.0605 0.0555 零序电抗 62.4 66 117.6 123.6 52.8 73.2 标幺值 0.1289 0.1364 0.2430 0.2554 0.1091 0.1512 线路容抗 92.56×10-6 80.85×10-6 156.8×10-6 185．4×10-6 78.32×10-6 108.58×10-6 标幺值 0.0448 0.0391 0.0759 0.0897 0.0379 0.0526 线路电抗 20.8 22 39.2 41.2 17.6 24.4 负序电抗 20.8 22 39.2 41.2 17.6 24.4 标幺值 0.0430 0.0455 0.0810 0.0851 0.0364 0.0504 标幺值 0.0430 0.0455 0.0810 0.0851 0.0364 0.0504

发电机 发电机及编号 1 2 3 正序电抗 27.8042 131.1541 341.6233 标幺值 0.0574 0.2710 0.7058 负序电抗 11.6267 17.5399 47.1896 标幺值 0.0240 0.0362 0.0975 同步电抗 0.1460 0.8958 1.3125 负序电抗 0.0608 0.1198 0.1813 2. 系统等值电路图

0.0379i0.0379i0.0525i0.0525i0.027i0.055i0..0042+0.036i0.00592+0.05i0.061i0.0758i0.0759i0.0895i0.0159+0.081i0.0759i0.0495+0.085i0.0895i0.0448i0.0391i0.00504+0.043i0.0084+0.045i

二潮流计算

牛顿—拉夫逊法计算 系统参数的设置

电压范围：要求所有节点的电压不得低于1.0p.u, 也不高于1.05p.u。

调压方法：① 改变变压器的变比，将变压器的变比调高；②、增加无功补偿的设备。 结点分类：1——平衡节点 2、3——PU节点

4、5、6、7、8、9——PQ节点 形成的矩阵B1、B2和X：

初始支路参数矩阵 B1=[1 4 0.056i 0 1 0

2 7 0.055i 0 1 0 3 9 0.061i 0 1 0 4 5 0.005049+0.043i 2*0.0448i 1 0 4 6 0.008409+0.045i 2*0.0391i 1 0 5 7 0.0159+0.085i 2*0.0759i 1 0 6 9 0.0195+0.085i 2*0.0895i 1 0 7 8 0.00427+0.036i 2*0.0379i 1 0 8 9 0.00592+0.05i 2*0.0525i 1 0];

初始节点参数矩阵 B2=[0 0 1 0 0 1

1.8 0 1 1 0 3 1 0 1 1 0 3 0 0 1 0 0 2 0 1.25+0.5i 1 0 0 2 0 0.9+0.3i 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2 0 1+0.35i 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2];

节点号及其对地阻抗形成的矩阵X=[1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0]; 调试过程中不满足要求的电压迭代次数曲线：

调整矩阵，以降低网损。调整后的矩阵B1、B2：电压迭代次数曲线和程序结果如下： 调压方法：无功补偿法。

电压范围：1～1.05（标么值）

B1=[1 4 0.0458i 0 1.03 0;

2 7 0.0455i 0 1.05 0; 3 9 0.05i 0 1.04 0; 4 5 0.0042+0.0355i 2*0.0542i 1 0; 4 6 0.0069+0.0374i 2*0.0473i 1 0; 5 7 0.0132+0.0669i 2*0.0918i 1 0; 6 9 0.0162+0.0704i 2*0.1086i 1 0 ; 7 8 0.0035+0.0301i 2*0.0457i 1 0;

8 9 0.0049+0.0417i 2*0.0636i 1 0];

B2=[2.3529 0 1 0 0 1; 2.1176 0 1 1 0 3; 1.1765 0 1 1 0 3; 0 0 1 0 0 2; 0 1.25+0.5i 1 0 0 2; 0 0.9+0.3i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 1+0.35i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2]; X=[1 0; 2 0; 3 0; 4 0; 5 0; 6 0; 7 0; 8 0; 9 0;]; 电压迭代

次数曲线

运行结果分析：

各条支路功率损耗对照 线路编号 1—4 2—7 3—9 4—5 4—6 5—7 6—9 7—8 8—9 ②、各节点的电压U的对照： 节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 调整前的电压 1.0000 1.0000 1.0000 0.9770 0.9610 0.9692 0.9865 0.9796 0.9900 调整后的电压 1.0000 1.0000 - 0.0000i 1.0000 - 0.0000i 1.0381 + 0.0294i 1.0206 + 0.0360i 1.0280 + 0.0430i 1.0386 + 0.0455i 1.0302 + 0.0766i 1.0407 + 0.0662i 调整前的各支路功率损耗 0 + 0.0179i -0.0000 + 0.1844i 0.0000 + 0.0633i 0.0009 - 0.0766i 0.0004 - 0.0721i 0.0178 - 0.0532i 0.0118 - 0.1206i 0.0026 - 0.0511i 0.0005 - 0.0973i 调整后的各支路功率损耗 -0.0000+0.0182i -0.0000+0.0616i -0.0000+0.0018i 0.0008-0.0887i 0.0006-0.0803i 0.0204-0.0589i 0.0201-0.1072i 0.0002-0.0813i 0.0003-0.1132i 调整电压的方法是： （1）、调整变压器的变比，调整变压器的变比，从1上调到了1.07，变压器2和3从1上调到1.05。 （2）、增加了无功补偿设备，在节点8和9处从0增加到i的无功补偿。通过这两种方法能够明显的看到各节点的功率损耗明显的降低，而各节点的电压以及各节点首端功率和末端功率都明显提高。 （3）、改变发电机端电压。

运行结果的分析：各条支路功率损耗对照，分析调压方法

① 各支路首端功率对照： 线路编号 调整前的首端功率 0.5208 + 0.6994i 1-4 -2.1200 - 0.3649i 2-7 -1.1800 - 0.3571i 3-9 0.2826 + 0.4272i 4-5 0.2382 + 0.2299i 4-6 -1.0498 - 0.0840i 5-7 -0.7340 - 0.0747i 6-9 0.9086 + 0.1662i 7-8 -0.1660 - 0.2142i 8-9

调整后的首端功率 2.1176 + 0.3984i 1.1765 + 0.1186i -0.1049 + 0.2522i -0.0339 + 0.2006 -0.0710 + 0.0482i -1.2842 - 0.1903i -0.9711 - 0.1546i 0.8119 + 0.0799i -0.1903 - 0.1915i

②各支路末端功率对照： 线路编号 1-4 2-7 3-9 4-5 4-6 5-7 6-9 7-8 8-9 ③各支路的功率损耗： 线路编号 1-4 2-7 3-9 4-5 4-6 5-7 6-8 7-8 8-9 ④各节点电压对照： 节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

调整前的末端功率 -0.5208 - 0.6572i 2.1200 + 0.6342i 1.1800 + 0.4538i -0.2002 - 0.4160i -0.1660 - 0.2253i 1.2114 + 0.1987i 0.9147 + 0.1380i -0.8340 - 0.1358i 0.2653 + 0.2192i 调整前的功率损耗 0 + 0.0422i 0 + 0.2693i -0.0000 + 0.0967i 0.0824 + 0.0112i 0.0722 + 0.0046i 0.1616 + 0.1147i 0.1807 + 0.0633i 0.0745 + 0.0304i 0.0993 + 0.0050i 调整前的电压 1.0000 1.0000 1.0000 0.9616 0.9413 0.9490 0.9721 0.9626 0.9752 调整后的末端功率 -2.1176 - 0.1872i -1.1765 - 0.0487i 0.1049 - 0.2487i 0.0342 - 0.3097i 0.0711 - 0.1454i 1.3057 + 0.1072i 0.9860 - 0.0092i -0.8097 - 0.1585i 0.1905 + 0.0579i 调整后的功率损耗 0 + 0.2113i -0.0000 + 0.0699i 0 + 0.0034i 0.0003 - 0.1091i 0.0001 - 0.0972i 0.0215 - 0.0831i 0.0149 - 0.1638i 0.0022 - 0.0785i 0.0002 - 0.1336i 调整后的电压 1.0000 1.0000 1.0000 1.0181 1.0093 1.0150 1.0359 1.0297 1.0356

⑤各节点实际电压标幺值： 节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ⑥各节点电压相角： 节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 调整前的电压相角 0 10.2350 6.2262 -1.7225 -2.2438 -2.1783 3.3463 1.4446 2.0279 调整后的电压相角 0 10.6534 7.5407 0.2786 0.4059 0.4630 5.0489 3.7604 4.1541 调整前的电压标幺值 1.0000 0.9841 + 0.1777i 0.9941 + 0.1085i 0.9612 - 0.0289i 0.9406 - 0.0369i 0.9483 - 0.0361i 0.9705 + 0.0567i 0.9623 + 0.0243i 0.9745 + 0.0345i 调整后的电压标幺值 1.0000 0.9828 + 0.1849i 0.9914 + 0.1312i 1.0181 + 0.0050i 1.0093 + 0.0072i 1.0150 + 0.0082i 1.0319 + 0.0912i 1.0275 + 0.0675i 1.0329 + 0.0750i

PQ分解法

电压范围：要求所有节点的电压不得低于1.0p.u, 也不高于1.05p.u。

调压方法：① 改变变压器的变比，将变压器的变比调高；② 增加无功补偿的设备。 结点分类：1——平衡节点 2、3——PU节点

4、5、6、7、8、9——PQ节点 形成的矩阵B1、B2和X：

初始支路参数矩阵 B1=[1 4 0.056i 0 1 0

2 7 0.055i 0 1 0 3 9 0.061i 0 1 0 4 5 0.005049+0.043i 2*0.0448i 1 0 4 6 0.008409+0.045i 2*0.0391i 1 0 5 7 0.0159+0.085i 2*0.0759i 1 0 6 9 0.0195+0.085i 2*0.0895i 1 0 7 8 0.00427+0.036i 2*0.0379i 1 0 8 9 0.00592+0.05i 2*0.0525i 1 0];

初始节点参数矩阵 B2=[0 0 1 0 0 1

1.8 0 1 1 0 3 1 0 1 1 0 3 0 0 1 0 0 2 0 1.25+0.5i 1 0 0 2 0 0.9+0.3i 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2 0 1+0.35i 1 0 0 2 0 0 1 0 0 2];

节点号及其对地阻抗形成的矩阵X=[1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0];

调试过程中不满足要求的电压迭代次数曲线：

调整矩阵，以降低网损。调整后的矩阵B1、B2：

B1=[1 4 0.0458i 0 1.03 0;

2 7 0.0455i 0 1.05 0; 3 9 0.05i 0 1.04 0; 4 5 0.0042+0.0355i 2*0.0542i 1 0; 4 6 0.0069+0.0374i 2*0.0473i 1 0; 5 7 0.0132+0.0669i 2*0.0918i 1 0; 6 9 0.0162+0.0704i 2*0.1086i 1 0 ; 7 8 0.0035+0.0301i 2*0.0457i 1 8 9 0.0049+0.0417i 2*0.0636i 1 B2=[2.3529 0 1 0 0 1; 2.1176 0 1 1 0 3; 1.1765 0 1 1 0 3; 0 0 1 0 0 2; 0 1.25+0.5i 1 0 0 2; 0 0.9+0.3i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2; 0 1+0.35i 1 0 0 2; 0 0 1 0 0 2]; X=[1 0; 2 0; 3 0; 4 0; 5 0; 6 0; 7 0; 8 0; 9 0;];

0;

0];

调整后的电压迭代次数曲线

运行结果分析： 线路编号 1-4 2-7 3-9 4-5 4-6 5-7 6-9 7-8 8-9 ②各支路末端功率对照： 线路编号 1-4 2-7 3-9 4-5 4-6 5-7 6-9 7-8 8-9

调整前的首端功率 0.5208 + 0.6994i -2.1200 - 0.3649i -1.1800 - 0.3571i 0.2826 + 0.4272i 0.2382 + 0.2299i -1.0498 - 0.0840i -0.7340 - 0.0747i 0.9086 + 0.1662i -0.1660 - 0.2142i 调整前的末端功率 -0.5208 - 0.6572i 2.1200 + 0.6342i 1.1800 + 0.4538i -0.2002 - 0.4160i -0.1660 - 0.2253i 1.2114 + 0.1987i 0.9147 + 0.1380i -0.8340 - 0.1358i 0.2653 + 0.2192i 调整后的首端功率 0.7429 - 0.0013i -0.1599 + 0.1418i -1.4317 + 0.9124i -0.4676 + 0.5244i -0.5216 + 0.2560i -1.0974 - 0.0647i -0.8255 - 0.0920i 0.2899 + 0.0333i 0.1025 - 0.3798i 调整后的末端功率 -0.7429 + 0.0256i 0.1599 - 0.1396i 1.4317 - 0.7804i 0.4697 - 0.6243i 0.5239 - 0.3475i 1.1123 - 0.0589i 0.8356 - 0.1038i -0.2897 - 0.1309i -0.1020 + 0.2434i

③各支路的功率损耗： 线路编号 1-4 2-7 3-9 4-5 4-6 5-7 6-8 7-8 8-9 ④各节点电压对照： 节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

调整前的功率损耗 0 + 0.0422i 0 + 0.2693i -0.0000 + 0.0967i 0.0824 + 0.0112i 0.0722 + 0.0046i 0.1616 + 0.1147i 0.1807 + 0.0633i 0.0745 + 0.0304i 0.0993 + 0.0050i 调整前的电压 1.0000 1.0000 1.0000 0.9616 0.9413 0.9490 0.9721 0.9626 0.9752 调整后的功率损耗 0.0000 + 0.0243i -0.0000 + 0.0022i 0 + 0.1320i 0.0021 - 0.0999i 0.0023 - 0.0915i 0.0149 - 0.1236i 0.0101 - 0.1957i 0.0003 - 0.0976i 0.0005 - 0.1364i 调整后的电压 1.0000 1.0000 1.0000 1.0497 + 0.0664i 1.0291 + 0.0797i 1.0382 + 0.0816i 1.0348 + 0.0653i 1.0319 + 0.0806i 1.0446 + 0.0698i 调整后的电压标幺值 1.0000 0.9995 + 0.1888i 1.0045 + 0.1347i 1.0492 + 0.0718i 1.0302 + 0.0887i 1.0403 + 0.0918i 1.0359 + 0.1608i 1.0338 + 0.1524i 1.0464 + 0.1486i ⑤各节点实际电压标幺值： 调整前的电压标幺值 1.0000 0.9841 + 0.1777i 0.9941 + 0.1085i 0.9612 - 0.0289i 0.9406 - 0.0369i 0.9483 - 0.0361i 0.9705 + 0.0567i 0.9623 + 0.0243i 0.9745 + 0.0345i

⑥各节点电压相角： 节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 调整前的电压相角 0 10.2350 6.2262 -1.7225 -2.2438 -2.1783 3.3463 1.4446 2.0279 调整后的电压相角 0 10.6969 - 0.9739i 7.6349 - 0.7684i 0.2953 + 0.0036i 0.4890 - 0.1028i 0.5483 - 0.1649i 5.2156 - 0.6270i 3.9187 - 0.5471i 4.2601 - 0.5425i 调整电压的方法： （1）、改变变压器的变比，把变压器1的变比从1上调到1.07，变压器2从1上调到1.03，变压器3从1调到1.02。 （2）、改变发电机的端电压，从1上调到1.03。这两种方法可以调整电压让电压在要求的范围内，能够明显的降低各节点的功率损耗，同时提高了节点的电压和首端和末端的功率。

３.绘制潮流分布图

103.88+j28.66-103.38-j22.49-14.25+j13.81714.27-j21.948100+j350.95+j17.13111.23+0.0000i-104.50-j10.63-3.77+j17.230.92+j28.45392 103.38+j28.66117.64+j8.69106.51-j0.08125+j505690+j30-5.50-j44.0911.62-j54.02417.25-j26.825.57+j35.22-17.19+j18.791-11.62+j55.8411.62+j55.84

三.故障电路计算

1、三相短路电流计算

计算方法说明：根据程序的要求把要求输入的已知量输入，再进行程序的运算，可得出短路计算要求的短路电流，各节点的电压以及各支路的电流。 程序运行步骤及对变量的解释： NF：短路点的数目NF=1 N：节点数N=9 Nl：支路数NL=9 B矩阵构成：（1）支路首端号P。

（2）支路末端号Q。（P＜Q） （3）支路阻抗。 （4）支路对地电纳。 （5）支路的变比。

（6）折算到哪一测的标志。

D矩阵：短路号和短路点阻抗。 V0矩阵：各节点初电压标幺值。 X矩阵：各节点阻抗。

支路参数矩B=[1 4 0.056i 0 1 0

2 7 0.055i 0 1 0 3 9 0.061i 0 1 0 4 5 0.005049+0.043i 2*0.0448i 1 0 4 6 0.008409+0.045i 2*0.0391i 1 0 5 7 0.0159+0.085i 2*0.0759i 1 0 6 9 0.0195+0.085i 2*0.0895i 1 0 7 8 0.00427+0.036i 2*0.0379i 1 0 8 9 0.00592+0.05i 2*0.0525i 1 0];

短路点阻抗形成的矩阵D=[7 0] 各节点的初始电压V0=[1 1.0300

2 1.0000 31.0000 4 1.0489 5 1.0244 6 1.0311 7 1.0293 8 1.0214 9 1.0294]

节点阻抗矩阵X= [1 0.0240

2 0.0362 3 0.0975 4 0 5 0.812 6 1.153; 7 0

8 1.0316 9 0]；

运行结果：

7点短路时电流的标幺值 If=63.1990 -77.0588i 各节点的电压标幺值U为(节点号从小到大排): 节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 各节点的电压标幺值U 0.8966 + 1.0648i -4.8411 + 1.0427i 1.0013 + 2.7061i 1.4427 + 0.8265i 0.9129 + 0.6090i 3.0581 + 1.1267i 0 2.3775 + 0.7373i 5.3290 + 1.4709i 各支路短路电流的标幺值I 4.6996 +10.7712i 20.7305 +96.2437i 22.4574 +78.6854i 7.0818 -12.7488i -13.7355 +35.9429i 10.3068 -10.2476i -10.5899 +26.7047i -30.4314 +68.4481i -23.1996 +61.4248i 从运行的结果可以看出在三相短路时，三相电流仍然对称。故障点的电流很大，而各支路的短路的电流却很小。在故障点处的电压为0或无穷趋近于0。通过改变变压器的变比可以降低短路电流，将变压器的变比从1.03上调到1.04，可从运行结果看到短路电流减小了。

2、不对称短路电流计算

三序网络图： 正序：

XG2XT7XL7-88XL8-99XT3XGXL5-75XL4-5XL6-96XL4-6XT1XG

负序：

XT7XL7-88XL8-99XTXL5-75XL4-5XL6-96XL4-6XT

零序：

2XT7XL7-88XL8-99XT3XL5-75XL4-5XL6-96XL4-6XT1

输入的变量及解释：

1、n1：正序节点数，nl1：支路数。 2、n2：负序节点数，nl2：支路数。 3、n0：零序节点数，nl0：支路数。 4、Lf：故障类型。（“1”：单相接地，“2”：两相短路，“3”：两相接地，“4”：单相断线，“5”：两相断线）

5、f：故障节点号。 6、If：纵横故障标志。 7、zg、zf：接地阻抗。

8、各序支路参数矩阵B1、B2、B0构成： （1）支路首端号P。 （2）支路末端号Q。（P＜Q） （3）支路阻抗。 （4）支路对地电纳。 （5）支路的变比。

（6）折算到哪一侧的标志。 nl=9; nl1=9; n2=9; nl2=9; n0=9;

zg=0;

正序支路参数矩阵B1=[1 4 0.05546i 0 1.05 0

2 7 0.055i 0 1.05 0 3 9 0.0605i 0 1.025 0

4 5 0.005+0.4298i 0.0896i 1 0 4 6 0.0084+0.045i 0.0784i 1 0 5 7 0.016+0.081i 0.152i 1 0 6 9 0.0196+0.085i 0.179i 1 0 7 8 0.00427+0.0364i 0.758i 1 0 8 9 0.00593+0.0504i 0.1046i 1 0]; 负序支路参数矩阵B2=[1 4 0.05546i 0 1.05 0

2 7 0.055i 0 1.05 0 3 9 0.0605i 0 1.025 0

4 5 0.005+0.4298i 0.0896i 1 0 4 6 0.0084+0.045i 0.0784i 1 0 5 7 0.016+0.081i 0.152i 1 0 6 9 0.0196+0.085i 0.179i 1 0 7 8 0.00427+0.0364i 0.758i 1 0 8 9 0.00593+0.0504i 0.1046i 1 0]; 零序支路参数矩阵B0=[1 4 10000 0 1.05 0

2 7 10000 0 1.05 0 3 9 10000 0 1.025 0

4 5 0.005+0.4298i*3 0.0896i 1 0 4 6 0.0084+0.045i*3 0.0784i 1 0 5 7 0.016+0.081i*3 0.152i 1 0 6 9 0.0196+0.085i*3 0.179i 1 0 7 8 0.00427+0.0364i*3 0.758i 1 0 8 9 0.00593+0.0504i*3 0.1046i 1 0] X=[1 0.022

2 0.33 3 0.089 4 0

5 0.6879-0.2759i 6 1-0.33i 7 0

8 0.891-0.312i 9 0];

nl0=9; Lf=1; f=7; If=0; zf=0;

3、运行结果分析

故障类型 故障点处的正序电流标么值 1.1360e-004 -3.3247e-008i 0.0343 - 0.9169i 0.0343 - 0.9169i 故障点处的负序电流标么值 1.1360e-004 -3.3247e-008i -0.0343 + 0.9169i -0.0343 + 0.9169i 故障点处的零序电流标么值 1.1360e-004 -3.3247e-008i 0 -5.6801e-005 +1.1353e-008i 单相接地 两相短路 两相短路接地

各节点的正序电压标么值 节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

单相接地 1.0500 1.0300 1.0200 1.0342 1.0035 - 0.0001i 1.0183 1.0304 - 0.0001i 1.0184 - 0.0001i 1.0314 - 0.0001i 两相短路 1.0500 1.0300 1.0200 1.0342 0.5631 - 0.0119i 1.0183 0.5152 0.5032 0.5162 两相短路接地 1.0500 1.0300 1.0200 1.0342 0.5631 - 0.0119i 1.0183 0.5152 - 0.0000i 0.5032 - 0.0000i 0.5162 - 0.0000i 各节点的负序电压标么值 单相接地 0 0 0 0 -0.0058 - 0.5454i 0 -0.0240 - 0.6374i -0.0240 - 0.6374i -0.0240 - 0.6374i 两相短路 0 0 0 0 0.4404 + 0.0119i 0 0.5152 0.5152 0.5152 两相短路接地 0 0 0 0 0.4404 + 0.0119i 0 0.5152 - 0.0000i 0.5152 - 0.0000i 0.5152 - 0.0000i

各节点的零序电压标么值 节点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 支路号 1-4 2-7 3-9 4-5 4-6 5-7 6-9 7-8 8-9 支路号 1-4 2-7 3-9 4-5 4-6 5-7 6-9 7-8 8-9

单相接地 0 0 0 0 -1.0304 + 0.0002i 0 -1.0304 + 0.0001i -1.0304 + 0.0001i -1.0304 + 0.0001i 两相短路 0 0 0 0 0 0 0 0 0 两相短路接地 0 0 0 0 0.5152 - 0.0000i 0 0.5152 - 0.0000i 0.5152 - 0.0000i 0.5152 - 0.0000i 各支路的正序电流标么值

单相接地 0 - 1.1729i 0.0011 - 0.8849i 0.0010 - 0.2274i 0.0010 - 0.0714i 0.0637 - 0.3414i -0.0630 + 0.3196i -0.0330 + 0.1465i 0.0381 - 0.3252i -0.0299 + 0.2544i 两相短路 0 - 1.1729i 0 - 9.8061i 0 - 8.5354i 0.0404 - 1.0956i 0.0637 - 0.3414i -0.0288 - 0.5973i 1.2933 - 5.6088i 0.0381 - 0.3252i -0.0299 + 0.2544i 两相短路接地 0 - 1.1729i 0.0003 - 9.8061i 0.0003 - 8.5354i 0.0404 - 1.0956i 0.0637 - 0.3414i -0.0288 - 0.5973i 1.2935 - 5.6088i 0.0381 - 0.3252i -0.0299 + 0.2544i 各支路的负序电流标么值

单相接地 0 0.0011 - 0.0000i 0.0010 - 0.0000i 1.2689e-004 +1.1752e-007i 0 1.1360e-004 -3.3247e-008i 7.1823e-004 +1.3733e-004i 0 0 两相短路 0 0 + 8.9212i 0 + 8.3080i -0.0396 + 1.0242i 0 -0.0343 + 0.9169i -1.3271 + 5.7552i 0 0 两相短路接地 0 0.0003 + 8.9212i 0.0003 + 8.3080i -0.0395 + 1.0242 0 -0.0343 + 0.9169i -1.3269 + 5.7552i 0 0

各支路的零序电流标么值 支路号 1-4 2-7 3-9 4-5 4-6 5-7 6-9 7-8 8-9

短路点的相电流： 故障类型 单相接地短路 两相短路 两相短路接地 故障点的A相电流 2.6432e-11-3.5391e-6i 0 0 +5.2940e-023i 故障点B相电流 故障点C相电流 -1.2926e-26+1.6941e-21i -1.2926e-26+1.6941e-21i -5.0922 -.5.0922+0.0000i -5.0922 5.0922+0.0000i 单相接地 0 9.8133e-005 -1.2141e-008i 1.0053e-004 -1.2437e-008i 0.0030 - 0.7991i 0 1.1360e-004 -3.3247e-008i 0.3083 - 4.0171i 0 0 两相短路 0 0 0 0 0 0 0 0 0 两相短路接地 0 -4.9067e-005 +1.5177e-009i -5.0263e-005 +1.5547e-009i -0.0015 + 0.3996i 0 -5.6801e-005 +1.1353e-008i -0.1543 + 2.0085i0 0 0

从上面的结果的可以看出短路类型的不同，其短路的特点不同。

三相短路的特点从结果中看到短路点的电流很大，短路点的电压为0，各节点的短路电流很小，但三相电流仍是对称的。

单相接地短路的特点从结果中看到短路点的正序、负序、零序的电流标幺值是大小相等，方向相同，短路点的相电流B相和C相相等，A相电流大于B相和C相。 两相短路的特点从结果中看到短路点的正序和负序电流的大小相等，相位相差180度，零序的电流为0，各节点的零序电压等于0，短路点的相电流A相为0，B相和C相相等。 两相接地短路的特点从结果中看到短路点的正序和负序的电流大小相等，方向相反，零序电流于两相短路相比不为0，各节点的零序电压和负序电压相等，短路点B相电流与C相电流大小相等，方向相反。

四.课程设计总结心得建议

本学期我学习了《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》这两本课本，同时又进行了为期两周的课程设计。在这两周的课程设计中我学到了许多在课堂上无法学到的东西，同时也加强了我对《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》所学到的知识进行了巩固。进行的这两周的课程设计让我对潮流计算有了更进一步的理解，知道了复杂的潮流计算要用到系统中各参数的有名值和系统中各参数的标幺值，同时也知道了如何运用程序来进行复杂的潮流计算，在程序中要输入什么变量，如何来列矩阵，矩阵中的每个变量所代表的东西是什么，还有就是使我加强了有名值和标幺值计算方法的运用程度。同时学会如何使用MATLB，通过程序在MATLAB的运行，让我更加形象的去理解降低网损的方法，改变变压器的变比以及增加无功补偿设备可以明显的看到网损降低，这样更加直接的让我明白，而不是死记书

本上所说的几种调压方法。短路的计算是基于潮流计算的结果来进行的，运用到了许多课本上的理论知识对运行的结果进行验证，让我学到了计算三相短路计算所用到的节点导纳矩阵的计算方法是运用些什么东西，程序中要用的数据是潮流计算时的矩阵，以及节点电压等，通过MATLAB的运行让我更加直观的看到改变变压器的变比能够有效的降低短路电流。不对称短路的计算，从计算得出的结果形象直观的把不对称短路的特点表现出来，让我更加深刻的记住和理解。

在课程设计当中我也遇到了一些困难，在调压时没有按照变比调整的范围来进行调压，在问过同学后，对变压器的变比进行了规范的调整，但是在调整过变压器变比后，电压范围还是没有在要求范围内，之后我又对无功补偿进行了调整，在反复的调试后才到达了要求的范围。还有就是在写报告时要求画一些等值的电路图，所以向同学请教了如何画图，然后自己利用Microsoft Office Visio这个软件把图画好了。

总的来说，在这两个星期里，我不仅仅是学到了如何使用Mat lab这个软件，同时也把书本上一些抽象的理论通过程序来实际形象的表现出来，让我更加深刻的理解和认识。这些都是书本上无法说明的。而且在这期间我培养了自己独立完成每件事，独立的思考的好习惯。也让自己成为了一个做事要有耐心和毅力的人，只有你有耐心，你坚持，相信自己一定可以成功。最后谢谢老师在这两个星期里给我的帮助。

五、思考题

牛顿拉夫逊法与PQ分解法有哪些联系？有哪些区别？二者的计算性能如何？

答： 牛顿-拉夫逊算法是目前广泛采用的电力系统潮流计算的计算机算法，P-Q分解法派生于以极坐标表示时的牛顿-拉夫逊算法

为什么在用计算机对某网络初次进行潮流计算时往往是要调潮流，而并非在任何情况下只一次送入初始值算出结果就行呢？要考虑什么条件？各变量是如何划分的哪些可调？哪些不可调？

在潮流计算中并不是一次送入初值就得出结果，因为潮流计算的功率方程是非线性、多元具有多解，初始条件给定后得到的结果不一定满足约束条件要求，所以要进行调整初值后才能满足。

约束条件有：

- Uimin≤Ui≤Uimax - Pimin≤Pi≤Pimax - Qimin≤Qi≤Qimax - ij

负荷的PQ为扰动变量，发电机的PVQ为控制变量，各节点的V为状态变量。扰动变量为不可控变量，所以也是不可调节的；状态变量是控制变量的函数，所以控制变量和状态变量都是可调的。

负荷功率因数对系统潮流有什么影响

答：调整负荷中无功功率的大小。功率因数中，功率因数的高低关系到输配电线路、设备的供电能力，也影响到其功率损耗。功率因数的大小，是随负荷的性质和有功功率在视在功率中所占的比例决定的。在感性负荷的电路中，功率因数在0与1之间变化，即0＜cosφ＜1。无功功率的消耗导致用电功率因数降低，因而占用了电力系统发供电设备提供有功功率的能力，或增加了发送无功功率的设施，同时也增加了电力系统输电过程中的有功功率损耗。因此，功率因数将影响系统网络的稳定运行，同时功率因数大小也会决定了无功补偿

量。

线路有功潮流最有可能的流向是？线路无功潮流最有可能的流向是？ 答：线路有功潮流最有可能的流向是从电压超前的一方传向电压滞后的一方，线路无功潮流最有可能的流向是从电压高的一方传向电压低的一方。

发电机节点的注入无功为负值说明了什么？ 答：如果发电机节点注入无功为负值则说明发电机吸收一部分的无功，并且发电机周围有高压节点的存在。

潮流控制的主要手段有哪些？

1，对主力发电厂的无功出力和母线电压实行目标考核。 2，对电网各枢纽变电所的母线电压设立“电压监视点”。 3，合理调整系统内各变压器的分接电压。 4，优化电网结构，降低线损。

5，合理的运行方式，最佳的潮流分布。 6，负载端实行无功就地补偿。

如何降低系统网损？

提高用户的功率因数减小功率损耗，增设无功功率补偿装置, 改变电力网的运行方式 ,适当提高高压电力网的运行电压水平 ,变压器的经济运行主要是指合理选择变压器容量，合理选择变压器的台数等,调整用户的负荷曲线 ,合理安排检修对原有电网进行技术改造

如何校验主设备的短路容量？

答：因此，首先确定短路时短路点的电流，再用额定电压和短路电流的乘积的根号三倍即为短路容量S3UnI。在需要选择断路器的地方，选择出断路器额定分断能力，按照正常运行时选择，按照短路时进行校验，在靠近短路点的地方，设置两个主设备的容量，在短路时所需要的短路容量由此可以计算出来

减小短路电流的措施有哪些？

答：减小短路电流的主要方法： ①串联电抗。（在电源点） ②改变网络运行方式。（中性点是否接地、断路器是否打开）

、