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 （Zf=O）,分别按照精确算法和近似算法计算 短路电流、系统中各节点电压以及网络中各支路的电流分布，并对两种情况下的计算结果进行比较。二、电路图及参数79支路R( p.u.)X (p.u.)B/2(Tk)( p.u.)1400.05761.02700.06251.03900.05861.0450.010.0850.088460.0170.0920.079570.0320.1610.153690.0390.170.179780.00

2、850.0720.0745890.01190.10080.1045（yLD,iViH DijQLDi)；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.）Q（ 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U&0)(2)形成不含发电机和负荷的节点导纳矩

3、阵Yn; 将发电机表示为电流源 &( Ef/jXdJ和导纳yM 1/ jxdi)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Ynyi和负荷导纳 yLD,i中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2(4)利用Z Y 1，计算节点阻抗矩阵，从而得到阻抗矩阵中的第f列; 利用公式(6-7)或(6-10)计算短路电流;(6) 利用公式 (6-8)或(6-11) 计算系统中各节点电压；(7)利用公式(6-9)计算变压器支路的电流；对输电线路利用n型等值电路计算支路电流。四、计算结果 节点导纳矩阵 Yn：Columns 1 thro

4、ugh 50 -17.3611i000 +17.3611i000 -16.0000i000000 -17.0648i000 +17.3611i003.3074 -39.3089i -1.3652 +11.6041i000-1.3652 +11.6041i2.5528 -17.3382i000-1.9422 +10.5107i000 +16.0000i00-1.1876 + 5.9751i00000000 +17.0648i00Columns 6 through 9000000 +16.0000i000000 +17.0648i-1.9422 +10.5107i0000-1.1876 + 5.9

5、751i003.2242 -15.8409i00-1.2820 + 5.5882i02.8047 -35.4456i-1.6171 +13.6980i00-1.6171 +13.6980i2.7722 -23.3032i-1.1551 + 9.7843i-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节点有功：0

6、.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 -20.6944i000 +17.3611i000 -19.3333i000000 -20.3982i000 +17.3611i003.3074 -39.3089i -1.3652 +11.6041i000-1.3652 +11.6041i3.8716 -17.6627i000-1.9

7、422 +10.5107i000 +16.0000i00-1.1876 + 5.9751i00000000 +17.0648i00Columns 6 through 9000000 +16.0000i000000 +17.0648i-1.9422 +10.5107i0000-1.1876 + 5.9751i004.1321 -16.0184i00-1.2820 + 5.5882i02.8047 -35.4456i-1.6171 +13.6980i00-1.6171 +13.6980i3.7323 -23.6669i-1.1551 + 9.7843i-1.2820 + 5.5882i0-1.15

8、51 + 9.7843i2.4371 -32.1539i节点阻抗矩阵Z的第4列：0.0463 + 0.1252i0.0329 + 0.0693i0.0316 + 0.0707i0.0552 + 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：0.14660.15060.45370.44630.44950.18310.56870.54270.0000支路电流：i j Iij140.5779-3.

9、1264i2 71.3702-1.4433i3 90.64294-1.4808i4 5-0.77968+1.5248i46-0.6411+1.477i5 7-0.89528+1.6436i6 9-0.73353+1.5487i7 80.50734+0.10234i8 90.062766+0.056451i近似计算结果：短路电流：模值：6.2838相角：-69.7198节点电压模值：0.42170.1611 0.5214 0.5157 0.0000 0.1827 0.1675 0.4227 0.4348五、程序流程图六、程序及输入文件input_data.xls 文件:Sheetl9节点系统支路

10、参数首节点编号i尾节点编号 jR( p.u.)X ( p.u.)B/2( p.u.)1400.057602700.062503900.05860450.010.0850.088460.0170.0920.079570.0320.1610.153690.0390.170.179780.00850.0720.0745890.01190.10080.1045Sheet29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1.040.31.1372PV1.631.0250.31.2113PV0.851.0250.31.043

11、4PQ005PQ-1.25-0.56PQ-0.9-0.37PQ008PQ-1-0.359PQ00powerflow_cal.m 文件：l=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 YDATA1=xlsread( 'in put_data.xls',1);%计算节点导纳矩阵Yfor k=1:li=DATA1(k,1);j=DATA1(k,2);R=DATA1(k,3);X=DATA1(k,4);B2=DATA1(k,5);Yn (i,i)=Y n( i,i)+1i*B2+1/(R+1i*X);Yn (j,j)=Y n(j,

12、j)+1i*B2+1/(R+1i*X);Yn( i,j)= Yn (i,j)-1/(R+1i*X);Yn (j,i)= Yn (j,i)-1/(R+1i*X);enddisp( ' 节点导纳矩阵 Yn ：' );disp(Yn);G=real(Yn);B=imag(Yn);,2);DATA2=xlsread( 'input_data.xls'P=zeros(1,n);Q=zeros(1,n);U=ones(1,n);P(2:n)=DATA2(2:n,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)=

13、DATA2(1,5);e(2:n)=1.0;f(1:n)=0.0;%设置迭代次数t=0;tmax=10;while t<=tmax%计算f(x)a(1:n)=0.0;c(1:n)=0.0;for i=2:nfor j=1:na(i)=a(i)+G(i,j)*e(j)-B(i,j)*f(j); c(i)=c(i)+G(i,j)*f(j)+B(i,j)*e(j);endendfor 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

14、(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 J for i=2:nfor j=2:nif i=j H(i,j)=-(G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i);N(i,j)=B(i,j)*e(i)-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(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i);endendendfor i=4:nfor j=2:nif i=jM(i

15、,j)=B(i,j)*e(i)-G(i,j)*f(i);L(i,j)=G(i,j)*e(i)+B(i,j)*f(i);elseM(i,j)=c(i)+(B(i,i)*e(i)-G(i,i)*f(i); L(i,j)=-a(i)+(G(i,i)*e(i)+B(i,i)*f(i);endendendfor i=2:3for j=2:nif i=jR(i,j)=0;S(i,j)=0;elseR(i,j)=-2*e(i);S(i,j)=-2*f(i);endendendL(4:n,2:n);R(2:3,2:n)J=H(2:n,2:n) N(2:n,2:n);M(4:n,2:n) S(2:3,2:n);

16、if max(abs(fx)<0.0001%输出结果break ;else%求解修正方程获得 dxdx=J(-1)*fx;dx=dx'e(2:n)=e(2:n)+dx(1:n-1);f(2:n)=f(2:n)+dx(n:2*(n-1);t=t+1;endendif t>tmaxstr= ' 潮流计算不收敛 ' ; disp(str);elsea(1:n)=0.0;c(1:n)=0.0;for i=1:nfor j=1:na(i)=a(i)+G(i,j)*e(j)-B(i,j)*f(j); c(i)=c(i)+G(i,j)*f(j)+B(i,j)*e(j);

17、endendfor i=1:nU(i)=e(i)+1i*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( ' 电压幅值： ' ); disp(amp);disp( ' 电压相角： ' ); disp(arg);disp( ' 节点有功： ' ); disp(P);disp( ' 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=

18、DATA2(1:3,6);E=DATA2(1:3,7);for i=1:3Ii(i)=E(i)/(1i*Xd(i);endY=Yn;for i=1:3Y(i,i)=Y(i,i)+1/(1i*Xd(i);endfor j=4:nY(j,j)=Y(j,j)+(-P(j)+1i*Q(j)/(U(j)*U(j);enddisp( ' 修正后的节点导纳矩阵Y： ' );disp(Y);Z=YA(-1);disp('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： ' )；U0=U；If=U0(f)/(Z(f,f)+zf)；amp=abs(If)；arg=atand(imag(If)/real(If)；disp( ' 短路电流： ' )；disp( ' 模值： ' )； disp(amp)； disp( ' 相角