基于Matlab計(jì)算程序的電力系統(tǒng)運(yùn)行分析課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)

1、 PAGE28 / NUMPAGES30課 程 設(shè) 計(jì)課程名稱： 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 業(yè)： 電氣工程自動(dòng)化 年 級(jí)：學(xué)生：指導(dǎo)教師：日 期：教 務(wù) 處 制目錄前 言 1 參數(shù)計(jì)算 2 一、目標(biāo)電網(wǎng)接線圖 2 二、電網(wǎng)模型的建立 3第二章 潮流計(jì)算 6 一系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置 6 二 程序的調(diào)試 7 三、對(duì)運(yùn)行結(jié)果的分析 13第三章 短路故障的分析計(jì)算 15 一、三相短路 15 二、不對(duì)稱短路 16 三、由上面表對(duì)運(yùn)行結(jié)果的分析與在短路中的一些問(wèn)題 21心得體會(huì) 26參考文獻(xiàn) 27前 言電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析中的一種最基

2、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)電壓是否滿足要求，功率的分布和分配是否合理以與功率損耗等。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)以與對(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、單相接地短路與兩相接地短路

3、。其中三相短路時(shí)三相電流仍然對(duì)稱，其余三類短路統(tǒng)成為不對(duì)稱短路。短路故障大多數(shù)發(fā)生在架空輸電線路。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)。 參數(shù)計(jì)算一、目標(biāo)電網(wǎng)接線圖系統(tǒng)參數(shù)表1. 線路參數(shù)表線路編號(hào)線路型號(hào)線路長(zhǎng)度（km）線路電阻/km線路正序電抗/km線路容納之半S/km4-5LGJ-240/301130.0470.41.784-6LGJ-120/701200.0741.475-7LGJ-120/251650.0791.606-9LGJ-95/551660.0921.807-8LGJ-240/30920.0471.788-9LGJ

4、-240/301220.0471.78說(shuō)明：線路零序電抗為正序電抗3倍。表2. 變壓器參數(shù)表線路編號(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%/2010.433-9SSPL-12000024232.5%/155.811-4SSPL-24000024232.5%/17.511.42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)母線名（S）（S）（S）1147.2800.320.13

5、0.210.218.962212.8001.930.261.870.436.000.535336.0201.510.211.450.298.590.60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）51355061003088035二、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)程與結(jié)果如下：1、系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算（1）線路參數(shù)計(jì)算公式如下：各條線路參數(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：（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

6、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：改變發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓改變變壓器的變比（即改變分接頭）改變發(fā)電機(jī)的出力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：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：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)，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

7、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=14 0.0576i 0 1 0;27 0.0574i 01 0;3 9 0.0586i 0 1 0;4 5 0.0114+0.093i0.194i 1 0;46 0.018+0.099i 0.170i 1 05 7 0.027+0.136i 0.026i 1 06 9 0.032+0.137i 0.028i 1 07 8 0.04

8、7+0.076i 0.158i 1 08 9 0.012+0.101i 0.022i 1 0;%支路參數(shù)矩陣由各節(jié)點(diǎn)參數(shù)形成的矩陣:B2=2+1.24i 0 1 10 1;1.8+1.12i 01 1 0 3;1+0.62i 01 1 0 30 0 1 0 0 2;0 1.35+0.5i 1 0 0 20 1+0.3i 1 0 0 20 0 1 0 0 20 0.8+0.35i 1 0 0 20 0 1 0 0 2;%節(jié)點(diǎn)參數(shù)矩陣由節(jié)點(diǎn)號(hào)與其對(duì)地阻抗形成的矩陣:X=1 0;2 0;3 0;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：選用牛

9、頓-拉夫遜法來(lái)進(jìn)行潮流計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下所示：迭代次數(shù) 4沒(méi)有達(dá)到精度要求的個(gè)數(shù) 14 16 16 0各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓標(biāo)幺值E為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)： Columns 1 through 4 1.0000 0.9755 + 0.2198i 0.9903 + 0.1390i 0.9727 - 0.0252i Columns 5 through 8 0.9322 - 0.0435i 0.9450 - 0.0394i 0.9769 + 0.1142i 0.9474 + 0.0619i Column 9 0.9755 + 0.0777i各節(jié)點(diǎn)的電壓大小V為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)： Columns 1

10、 through 7 1.0000 1.0000 1.0000 0.9730 0.9332 0.9458 0.9835 Columns 8 through 9 0.9494 0.9786各節(jié)點(diǎn)的電壓角O為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)： Columns 1 through 7 0 12.6996 7.9891 -1.4863 -2.6727 -2.3851 6.6694 Columns 8 through 9 3.7358 4.5559各節(jié)點(diǎn)的功率S為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排列)： Columns 1 through 4 0.4382 + 0.4742i 1.8000 + 0.3819i 1.0000 +

11、0.3957i 0.0000 + 0.0000i Columns 5 through 8 -1.3500 - 0.5000i -1.0000 - 0.3000i -0.0000 + 0.0000i -0.8000 - 0.3500i Column 9 0.0000 + 0.0000i各條支路的首段功率 Si為(順序同您輸入B1時(shí)一樣)： 0.4382 + 0.4742i 1.8000 + 0.3819i 1.0000 + 0.3957i 0.2497 + 0.2964i 0.1884 + 0.1538i -1.1028 - 0.0482i -0.8133 + 0.0008i 0.6594 -

12、0.0269i -0.1618 - 0.2637i各條支路的末段功率 Sj為(順序同您輸入B1時(shí)一樣)： -0.4382 - 0.4501i -1.8000 - 0.1876i -1.0000 - 0.3279i -0.2472 - 0.4518i -0.1867 - 0.3008i 1.1406 + 0.2145i 0.8370 + 0.0746i -0.6382 - 0.0863i 0.1630 + 0.2534i各條支路的功率損耗DS為(順序同您輸入B1時(shí)一樣)： 0 + 0.0240i 0 + 0.1943i -0.0000 + 0.0678i 0.0026 - 0.1554i 0.0

13、017 - 0.1471i 0.0378 + 0.1663i 0.0237 + 0.0754i 0.0212 - 0.1133i 0.0012 - 0.0103i以下是每次迭代后各節(jié)點(diǎn)的電壓值(如圖所示) 由運(yùn)行結(jié)果可知，節(jié)點(diǎn)4、5、6、7、8、9電壓均不滿足要求。故需進(jìn)行調(diào)試，以期各結(jié)點(diǎn)電壓均滿足要求。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1、2、3號(hào)變壓器的變比初值1.000均調(diào)為1.0250，則修改結(jié)果如下：運(yùn)行結(jié)果如下： 如上所示：節(jié)點(diǎn)4、5、6、8都不滿足要在1.00001.0500圍的要求，再進(jìn)行第二次調(diào)試。2）第二次調(diào)試將1號(hào)變壓器變比初值由1.025改至1.050

14、，則修改結(jié)果如下： 運(yùn)行結(jié)果如下：如上所示：節(jié)點(diǎn)5、6、8號(hào)節(jié)點(diǎn)的值仍不滿足要求，進(jìn)行第三次調(diào)試。3）第三次調(diào)試將5、6、8號(hào)節(jié)點(diǎn)的無(wú)功補(bǔ)償?shù)某踔涤?均改為0.1，則修改結(jié)果如下：運(yùn)行結(jié)果如下：如上所示：節(jié)點(diǎn)5、6、8、的值，不滿足要在1.00001.0500圍的要求。第四次調(diào)試將5、6、8號(hào)節(jié)點(diǎn)的無(wú)功補(bǔ)償?shù)某踔涤?.1均改為0.2，則修改結(jié)果如下：運(yùn)行結(jié)果如下：如上所示：節(jié)點(diǎn)5的值，不滿足要在1.00001.0500圍的要求。第五次調(diào)試將5號(hào)節(jié)點(diǎn)的無(wú)功補(bǔ)償?shù)某踔涤?.2改為0.3，則修改結(jié)果如下：運(yùn)行結(jié)果如下：滿足要求，結(jié)果如下圖所示：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)

15、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)果不一定能滿足約束條件要求，要進(jìn)行調(diào)整初值后才能滿足。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

16、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：它們采用一樣的數(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，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

17、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)。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末端功率支路功率損耗1-40.4382+ 0.4742i-0.4382- 0.4501i0+ 0.0

18、240i0.4272+0.2600i-0.4272-0.2456i0+ 0.0144i2-71.8000 + 0.3819i-1.8000 - 0.1876i0 + 0.1943i1.8000+0.0356i-1.8000-0.1504i0 + 0.01860i4-51.0000 + 0.3957i-1.0000 - 0.3279i-0.0000 + 0.0678i1.0000-0.0930i-1.0000+0.0339i0 + 0.0591i3-90.2497+ 0.2964i-0.2472- 0.4518i0.0026- 0.1554i0.2343+0.1543i-0.2330-0.346

19、3i0.0013-0.1920i4-60.1884+ 0.1538i-0.1867- 0.3008i0.0017 - 0.1471i0.1929+0.0913i-0.19174-0.2631i0.0012-0.1719i5-7-1.1028- 0.0482i1.1406+ 0.2145i0.0378+ 0.1663i-1.1170-0.1518i1.1508+ 0.0084i0.0338+0.01433i6-9-0.8133- 0.0008i0.8370+ 0.0746i0.0237- 0.0754i-0.8083-0.1687i0.8297- 0.1062i0.0214-0.0625i7-8

20、0.6594+ 0.0269i-0.6382- 0.0863i0.0212- 0.1133i0.6492+0.1420i-0.6303-0.0093i0.0189-0.1327i8-9-0.1618- 0.2637i0.1630+ 0.2534i0.0012- 0.0103i-0.1697-0.1576i0.1703- 0.1401i0.0006-0.0175i（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。發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的注入無(wú)功為負(fù)值說(shuō)

21、明了什么？答：因?yàn)榫€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 故障電流計(jì)算一三相短路電流的計(jì)算 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)稱短路電流和網(wǎng)絡(luò)中電流、電壓的分

22、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)阻抗矩陣是滿陣，需要計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量較大。對(duì)稱短路計(jì)算的正序等值網(wǎng)絡(luò)圖：計(jì)算程序的輸入數(shù)據(jù)為：運(yùn)用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算三相短路電流:7點(diǎn)短路時(shí)電流的標(biāo)幺值If= 1.2926 -12.2919i各節(jié)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值U為(節(jié)點(diǎn)號(hào)從小到大排): 0.7888 + 0.0290i 0.2395 - 0.0000i 0.5706 + 0.0378i 0.6603 + 0.0514i 0.3577 + 0.0770i 0.5701 + 0.0740i 0 0.1793 + 0.0470i 0.4887 + 0.0469i各支

23、路短路電流的標(biāo)幺值I為(順序同您輸入B時(shí)一樣): -0.5241 +14.2642i 0.0000 + 1.9500i -0.2119 + 3.1967i -0.4188 - 3.3595i -0.4444 - 0.2829i -0.5480 - 0.2451i -0.0000 - 5.0518i -0.1269 - 0.1003i -0.1640 - 1.9388i -0.3005 - 3.5434i -0.2499 - 0.9945i 0.6172 - 2.8665i 0.2161 - 0.6490i -0.6754 + 2.5755i 0.0011 + 3.3562i簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障短路電

24、流的計(jì)算簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障（包括橫向和縱向故障）與對(duì)稱故障的計(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： 正序網(wǎng)絡(luò)圖 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖 零序網(wǎng)絡(luò)圖程序運(yùn)行步驟與對(duì)所用變量的解釋如下：表七：各種不對(duì)稱短路情況下故障點(diǎn)和各支路各序電流標(biāo)么值正序電流標(biāo)么值負(fù)序電流標(biāo)么值零序電流標(biāo)么值單相接地短路短路點(diǎn)0.4484 - 4.9800i0.4484 - 4.9800i0.4484 - 4.9800i兩相短路短路點(diǎn)0.6463 - 6.1459i-0.6463 + 6.1459i0兩相接地短路短路點(diǎn)0.

25、8581 - 9.3168i-0.4345 + 2.9750i-0.4237 + 6.3418i單相接地短路140.0110 - 1.6307i0.0100 - 1.4132i027-0.0536 - 4.1213i-0.0546 - 4.0396i039-0.0263 - 0.7966i-0.0263 - 0.9786i0450.0934 - 1.6397i0.0581 - 1.3385i-0.0560 - 0.7089i46-0.0195 - 0.3086i-0.0483 - 0.1529i-0.0337 - 0.0414i570.2633 - 1.1462i0.0543 - 0.1648

26、i0.2084 - 0.8109i690.0320 - 0.0677i0.0638 - 0.0212i0.0206 - 0.0587i78-0.2494 + 1.0179i-0.2656 + 1.1559i-0.2116 + 0.7044i89-0.0439 + 1.2340i-0.0290 + 1.1066i0.0434 + 0.6368i兩相短路140.0496 - 2.6848i-0.0496 + 2.4643i0270 - 6.6706i0 + 6.5935i039-0.0213 - 1.4156i0.0213 + 1.5976i0450.1597 - 2.4843i-0.1244 +

27、 2.1831i046-0.0466 - 0.4063i0.0754 + 0.2506i0570.4942 - 2.0326i-0.5469 + 2.3002i0690.0700 - 0.1707i-0.0923 + 0.2677i078-0.4428 + 1.7425i0.4589 - 1.8805i089-0.0867 + 1.9326i0.0717 - 1.8053i0兩相接地短路140.0462 - 3.3833i -0.0530 + 1.7658i 027-0.0467 - 8.5385i-0.0467 + 4.7256i039-0.0387 - 1.8681i0.0040 + 1.

28、1452i0450.1794 - 3.1037i-0.1046 + 1.5638i0.0594 + 0.6551i46-0.0697 - 0.4768i0.0523 + 0.1801i0.0316 + 0.0379i570.6328 - 2.6881i-0.4083 + 1.6447i-0.1841 + 0.7523i690.0942 - 0.2472i-0.0680 + 0.1912i-0.0184 + 0.0545i78-0.5595 + 2.2785i0.3423 - 1.3445i0.1882 - 0.6538i89-0.0942 + 2.4446i0.0642 - 1.2934i-0

29、.0469 - 0.5886i表八：不對(duì)稱短路情況下各條支路的相電流各支路相電流各支路相電流各支路相電流單相接地短路14-0.0709 - 4.0007i-0.2918 + 0.8607i0.0901 + 0.8607i27-0.0000-13.2641i0.0970 - 1.0297i0.2306 - 1.0297i39-0.1191-2.3760i0.1174 + 0.2869i-0.1978 + 0.2869i450.0955 - 3.6872i-0.3927 + 0.7497i0.1291 + 0.8107i46-0.1014 - 0.5029i-0.1347 + 0.1644i0.1

30、350 + 0.2143i570.7877 - 3.3709i0.1505 + 0.5147i-0.3131 + 0.4234i 690.1069 - 0.2912i0.0615 + 0.0769i-0.1067 + 0.0383i78-0.7266 + 2.8782i-0.0736 - 0.3965i0.1654 - 0.3685i89-0.0295 + 2.9774i0.1901 - 0.5206i-0.0304 - 0.5464i兩相短路140 - 0.2205i-4.4593 + 0.0243i4.4593 + 0.1962i270 - 0.0771i-11.4871 + 0.0385

31、i11.4871 + 0.0385i390 + 0.1820i-2.6096 - 0.0540i2.6096 - 0.1280i450.0353 - 0.3012i-4.0597 - 0.0954i4.0245 + 0.3966i460.0288 - 0.1557i-0.5833 + 0.1835i0.5545 - 0.0278i57-0.0527 + 0.2676i-3.7260 - 1.0354i3.7787 + 0.7678i69-0.0223 + 0.0971i-0.3685 - 0.1891i0.3908 + 0.0920i780.0162 - 0.1380i3.1295 + 0.8

32、499i-3.1457 - 0.7119i89-0.0149 + 0.1273i3.2446 + 0.0735i-3.2297 - 0.2008i兩相接地短路140.0853 - 0.9157i -4.3638 + 1.4246i4.5548 + 1.5964i27-0.1401 + 0.9127i-11.4871 + 6.6321i11.4871 + 6.6321i390.0332 - 0.1680i-2.5243 + 0.9533i2.6948 + 0.8794i450.1342 - 0.8848i-4.0201 + 1.1791i4.0641 + 1.6711i460.0142 - 0.

33、2587i-0.5285 + 0.2919i0.6092 + 0.0806i570.0404 - 0.2911i-4.0488 + 0.3724i3.4560 + 2.1756i690.0078 - 0.0014i-0.4112 - 0.0581i0.3482 + 0.2230i78-0.0290 + 0.2802i3.4344 - 0.3399i-2.8408 - 1.9017i89-0.0769 + 0.5627i3.2053 - 1.0270i-3.2691 - 1.3014i表九：不對(duì)稱短路情況下各結(jié)點(diǎn)處的相電壓相電壓相電壓相電壓?jiǎn)蜗嘟拥囟搪?0.8295 + 0.0260i-0.41

34、47 - 0.8790i-0.4147 + 0.8531i20.3847 + 0.0096i-0.1924 - 0.8702i-0.1924 + 0.8618i30.6531 + 0.0358i-0.3265 - 0.8839i-0.3265 + 0.8482i40.7191 + 0.0488i-0.3796 - 0.9164i-0.3796 + 0.8756i50.3918 + 0.0867i-0.3328 - 0.8924i-0.3328 + 0.8553i60.6407 + 0.0699i-0.3430 - 0.9060i-0.3430 + 0.8501i7-0.0000 + 0.000

35、0i-0.2946 - 0.9093i-0.2946 + 0.8719i80.2133 + 0.0535i-0.2928 - 0.8883i-0.2928 + 0.8512i90.5735 + 0.0456i-0.3129 - 0.9054i-0.3129 + 0.8634i兩相短路11.0000-0.4749 - 0.6831i-0.5251 + 0.683121.0000-0.5000 - 0.2074i-0.5000 + 0.2074i31.0000-0.4672 - 0.4942i-0.5328 + 0.4942i41.0346-0.4728 - 0.5719i-0.5618 + 0.

36、5719i51.0090-0.4378 - 0.3098i-0.5712 + 0.3098i61.0139-0.4428 - 0.4938i-0.5711 + 0.4938i71.0284-0.5142 -0.5142 81.0043-0.4614 - 0.1552i-0.5429 + 0.1552i91.0212-0.4700 - 0.4232i-0.5512 + 0.4232i兩相接地短路10.8920 + 0.0190i-0.4209 - 0.6927i-0.4711 + 0.6736i20.6092 + 0.0143i-0.3046 - 0.2154i-0.3046 + 0.1994i

37、30.7801 + 0.0278i-0.3573 - 0.5081i-0.4228 + 0.4802i40.8602 + 0.0299i-0.3602 - 0.5925i-0.4492 + 0.5512i50.7914 + 0.0286i-0.1557 - 0.3597i-0.2891 + 0.2600i60.8063 + 0.0404i-0.3105 - 0.5235i-0.4387 + 0.4640i70.7499 + 0.0302i-0.0000 - 0.0000i-0.0000 + 0.0000i80.7388 + 0.0297i-0.0924 - 0.1859i-0.1738 + 0

38、.1245i90.7706 + 0.0325i-0.3115 - 0.4425i-0.3927 + 0.4040i表十：不對(duì)稱短路情況下短路點(diǎn)處相電流標(biāo)幺值單相接地短路兩相短路兩相接地短路故障點(diǎn)處A相電流 1.5832 -19.6699i故障點(diǎn)處A相電流 0故障點(diǎn)處A相電流0故障點(diǎn)處B相電流 0故障點(diǎn)處B相電流 -18.5127 - 1.7422i故障點(diǎn)處B相電流-19.1404 + 7.3630i故障點(diǎn)處C相電流 0 故障點(diǎn)處C相電流 18.5127 + 1.7422i故障點(diǎn)處C相電流 17.8850 +10.8474i3.短路點(diǎn)故障電流有名值的計(jì)算：表十一：各種短路情況下短路點(diǎn)處序電流有名

39、值（KA）正序電流有名值（KA）負(fù)序電流有名值(KA)零序電流有名值(KA)單相接地短路短路點(diǎn)0.1325 1.6457i0.1325 1.6457i0.1325 1.6457i兩相短路短路點(diǎn)0.2525-2.6828i-0.2525 +2.6828i0兩相接地短路短路點(diǎn)0.3050-3.4446i-0.1999 + 1.9210i-0.1050 + 105236i 表十二：各種短路情況下短路點(diǎn)處相電流有名值（KA）單相接地短路兩相短路兩相接地短路三相短路故障點(diǎn)處A相電流0.3974 -4.9371i故障點(diǎn)處A相電流 0故障點(diǎn)處A相電流0短路點(diǎn)7電流0.5049-5.3655i故障點(diǎn)處B相電流

40、 0故障點(diǎn)處B相電流 -4.64670.4373i故障點(diǎn)處B相電流-4.8042+ 1.8481i故障點(diǎn)處C相電流 0 故障點(diǎn)處C相電流 4.6467+ 0.4373i故障點(diǎn)處C相電流4.4891 +2.7227i三 對(duì)運(yùn)行結(jié)果的分析本設(shè)計(jì)中，在各種短路情況中：三相對(duì)稱的短路的電流最大，標(biāo)么值為13.74，其次分別是兩相接地短路、兩相短路、單相短路。同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)同一點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，三相短路的等效阻抗最小，所以其短路電流最大，單相接地、兩相短路和兩相接地短路是的復(fù)合序網(wǎng)分別為三序串聯(lián)、正負(fù)序并聯(lián)和三序并聯(lián)，短路電流受到負(fù)序和零序阻抗的限制。兩點(diǎn)接地短路時(shí)零序電流分量有通路；兩相不接地短路時(shí)其零序電流

41、沒(méi)有通路，故而其值為0。源程序中，單相接地為A-G，短路點(diǎn)處A相電流為: 3.2693 - 4.3428i，短路點(diǎn)處B，C相的電流為0；兩相短路為B-C兩相短路，A相電流為0，短路點(diǎn)處B相電流-10.9739 - 1.4972i，C相電流與其方向相反；兩相接地短路為B-C-G，A相電流近似為0，B相電流為-12.1284 - 0.3112i，C相電流為9.8194 + 2.6832i，這反應(yīng)了不同短路的特點(diǎn)。綜合程序運(yùn)行結(jié)果和以上分析，當(dāng)發(fā)生接地短路時(shí)，短路點(diǎn)有零序分量的流通，零序電流參與合成相電流，非故障相的電流為零，故障相的電流很大；兩相短路時(shí)，沒(méi)有零序分量流入，非故障相的電流同樣為零，兩

42、故障相電流大小相等，方向相反。三相短路時(shí)故障點(diǎn)處的短路電流最大，對(duì)系統(tǒng)的影響也最大，三相短路一般是由一相和兩相短路發(fā)展而來(lái)的。所以當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生三相短路時(shí)應(yīng)最大可能減小電流對(duì)系統(tǒng)的影響，在實(shí)際的電力系統(tǒng)中可采用快速動(dòng)作的繼電保護(hù)和斷路器，以與發(fā)電機(jī)裝設(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置，合理選擇電氣主接線的形式或運(yùn)行方式，以增大系統(tǒng)阻抗，減少短路電流值，采用分裂低壓繞阻變壓器等；在電力系統(tǒng)中主要通過(guò)裝設(shè)電抗器增大短路阻抗，限制短路電流，減小電壓波動(dòng)。第四章 思考題1、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：它們采用一樣的數(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

43、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，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

44、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)。2、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)果不一定能滿足約束條件要求，要進(jìn)行調(diào)整初值后才能滿足。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

45、態(tài)變量和控制變量是可以調(diào)節(jié)的。3、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€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。4、線路有功潮流最有可能的流向是？線路無(wú)功潮流最有可能的流向是？答：線路無(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)。線路有功潮流最有可能的流向由電壓的相位角決定，由相位超前的節(jié)點(diǎn)流向相位滯后的節(jié)點(diǎn)。5、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?、潮流控制的主要手段有哪些？答：（1）主要手段為通過(guò)FACTS柔性交流輸電系統(tǒng)改變無(wú)功潮流的分布，能在較大圍有效控制潮流，（2）改變發(fā)電機(jī)出力以改變有功（3）加設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置（4）改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)