电力系统下课程设计-短路电流计算

1、电力系统分析课程设计报告题目： 3G9bus系 别 电气工程学院专业班级 10 级电气四班同学姓名学 号指导老师提交日期2012年12月10日名目 HYPERLINK l _TOC_250006 一、设计目的1 HYPERLINK l _TOC_250005 二、短路电流计算的基本原理和方法2 HYPERLINK l _TOC_250004 2.1 电力系统节点方程的建立2 HYPERLINK l _TOC_250003 2。2 利用节点阻抗矩阵计算短路电流3 HYPERLINK l _TOC_250002 三、3G9bus 短路电流在计算机的编程43。1、三机九节点系统4 HYPERLINK

2、 l _TOC_250001 3.3 输出并计算结果10 HYPERLINK l _TOC_250000 四总结11一、设计目的1。把握电力系统短路计算的基本原理；2.把握并能娴熟运用一门计算机语言（MATLABFORTRANCC+语言；3。接受计算机语言对短路计算进行计算机编程计算。二、短路电流计算的基本原理和方法2.1 电力系统节点方程的建立利用节点方程作故障计算,需要形成系统的节点导纳（或阻抗)矩阵。一般短路电流计算以前要作电力系统的潮流计算，假定潮流计算的节点导纳矩阵已经形成，在此基础上通YN.对发电机节点求短路稳态解:求短路起始次暂态电流解：式负荷节点的处理电机和负荷的节点导纳矩阵

3、YN 。3)假如短路故障发生在输电线路内,在短路点要增加新节点，将一条输电线分成两段，并形成短路电流计算的节点导纳矩阵 Y,最终形成包括全部发电机支路和负荷支路的节点方程如下：Y 阵与 YNYN 阵不含发电机和负荷的阻抗；节点注入电流向量 I 中只有发电机端节点的电流不为零.有非零电流源注人的节点称为有源节点。系统中的同步调相机可按发电机处理。任进行起始次暂态电流计算时，大型同步电动机、感应电动机以及以电动机为主要成分的综合负荷，特殊是在短路点近处的这些负荷，必要时也可以用有源支路表示，并仿照发电机进行处理。必需指出，在计算机已普遍应用的状况下,假如有必要的话，只要能供应短路计算所需的精确的原

4、始数据,对短路进行更精确的计算并不存在什么障碍。2。2 利用节点阻抗矩阵计算短路电流假定系统中的节点f经过渡阻抗zf发生短路。过渡阻抗渡阻抗zf，不参与形成网络矩阵。图63中方框内的有源网络代表系统正常状态的单相等值网络现在我们保持故障处的边界条件不变把网络的原有部分同故障支路分（见图63简洁看出，对于正常状态的网络而言，发生短路相当于在故障节点f增加了一个注人电流 障点为正,节点电流则以注入为正)。因此,网络中任一节点 i 的电压可表示为：(63）由式（6-3）可见,任一节点 i 的电压郁由两项叠加而成.第一项表示当 If=0 时由网Fi就等于发生短路后节点，的实际电压，即（6-4）i=ff

5、 的自阻抗，也称输入阻（边界条件方程）带入可得：对于非变压器支路，令 k=1。从计算公式(67）和（6-8）可以看到，式中所用到的f阻抗型的节点方程，但是并不需要作出全部阻抗矩阵。在短路的实际计一算中，一般只需1）解潮流计算，YNYf计算节点阻抗矩阵第 k 列计算短路电流：计算支路电流：输出计算结果三、3G9bus 短路电流在计算机的编程3.1、三机九节点系统图1三机九节点系统支路表1九节点系统支路参数R（p。u.） X（p。u.）B/2（p.u）1400。05761。02700。06251。03900。05861.0450。010.0850.088460。0170。0920。079570。0

6、320.1610.153690。0390。170.179780。00850.0720。0745890.01190.1008表2九节点系统发电机参数0。1045发电机编号P（pu）（pu）（p。u.）（p.u.)1V1。040。31。1372PV1.631.0250.31.2113PV0.851。0250.31。043表3九节点系统负荷参数节点编号节点类型Pi（p.u.）Qi（p。u.)4PQ005PQ1.250.56PQ0.90。37PQ008PQ10。3599PQ00主程序3。2程序设计主函数Sbase_MVA=100。N=textscan(fid, %s %u d %f f f %f %f

7、 %f）fclose(fi；busnumber=size(N1,1）fori=1：busnumberBu（=N1(i)； Bus(i）.type=N2(i); Bus（i).no=i; Bus(）.Base_KV=N3(； Bus（i）.PG=N4(i）; Bu（i。QG=N5（i）; Bus(i）.PL=N6(i)； Bus(i)。QL=N7(i); Bu（i).pb=8（i);Bus(i)。V=1。0; Bus（i).angle=0；end fid=fopen（Aclinedata.txt）;A=textscan（fid,%s %s f %f %f %f)fclose（fid)

8、； aclinenumber=size（A1,1)fori=1：aclinenumberAclin（i。fbname=1(i； Aclin（i）.tbname=A2(； Acline（i)。Base_KV=A3(i）;Acline（i).R=A4(i）; Acline(i)。X=A5(i)； Acline（i)。hB=A6（i)；for k=1:busnumberif strcmp(Acline(i).fbnam， Bu（)Aclin（i。fbno=Bu（k。 endifstrcmp（Acline（i）.tbnameBus（k）.name）Acline(i。tbno=Bus（k。n

9、o;endendendfid=fopen（Transdata。txt）;T=textscan(fid，s%f f%s f f%f%f)fclose(fid);fori=1：tansnumberTrans(i).fbname=T(； Tran（i).fbBase_KV=T2（i； Trans（i）.fbrated_KV=T3（i)；Trans(。tbname=T4（i); Trans(。tbBase_KV=5(）; Tran（i。T Trans(。R=T7（i）; Tran（i）.X=T8（i）;fork=1：busnumberifstrcmp(Trans（i)。fbnameBus(k)。nam

10、e)Trans(。fbno=Bu（k。no;endifstrcmp（Trans(i).tbname,Bus(k).name）Trans(i).tbno=Bus（k)。no;endendTrans(i).k=Trans(tbrated_KTran（i)fbBase_KV/Tran（i).fbrated_KV/Trans（i。tbBase_K；。fbBase_KV2；Tran（i。X=tempxTran（i。X;Trans(。R=tempx*Trans(。R;end%N=0Trans(1）Trans(2) for Y=G+jB matrix B：=B;B2：=Bdlmwrite（Gmatrix。t

11、xt, G, delimiter, t，precision， 6); dlmwrite(Bmatrix。txt， B, delimiter， t，precision， 6);GB B2pause JPiJP=inv（JP）JQiJQ=-inv(JQ)pausemaxiteration=0 fori=1:busnumberNodeV（i)=Bus(i)。V; 。angle；VX(i)=Bus（i).Vcos（Bus（i）.angle); VY（i)=Bus(i).Vsin(Bus（i)。angle）; dQGQ（i）=Bus（i。L dPGPL(i)=Bus(。PG-Bus(i。PL;end N

12、odea=NodeaVX=VXVY=VY dQGQL=dQGQLdPGPL=dPGPLpause%fornointer=1：10maxdP=1.； maxdQ=1 epsilon=0.000001; noiteration=0;while （maxdPepsilon)&(maxdPepsilon）deltaPdeltaQ,maxdPmaxdQ=FormdPQvectr G，busnumbe；deltaP； deltaQ； maxdP; maxdQ; da=iJPdeltaP;dV=iJQdeltaQ;Nodea=Nodea+da; NodeV=NodeV+dV; noiteration=noi

13、teration+1;ifnoiteration20breakendBuNode,NodeadQGQLdPGPL,，endfor i=1:busnumber Bus（i）.V=NodeV(i);NodeV(i）=NodeV(i）Bus（i).Base_KV;Bus(。angle=Nodea(i); Nodea（i)=Nodea(i)180/pi；end noiterationNodea=NodeaNodeV=NodeVClear子函数%G、B 矩阵 Y=zeros(busnumber）;X=zeros(busnumber);for i=1:busnumberY(i，i）=Y（i，i)+Bus（

14、i）.pb*j;endfor i=1:aclinenumber 。fbno；t=Acline(i).tbno；Y(f,f)=Y(f,f）+Acline(i）.hBj+1/（Acline（i）.R+Acline(i）.X*j）; （t,t)=（t,t）+Acline（i）.hB*j+1/(Acline（i）.R+Aclin（i。 Y(f,t）=Y（f,t）1/（Acline(i）.R+Acline（i).X*j);（t，f)=（t，f)-1/(Acline(i。R+Acline（i。 X（f,f）=X（f，f)-1/Acline（i)。X;。X；X(f，t)=1/Acline（i）.X; X(t

15、,f)=1/Acline(i)。X;endfor i=1:tansnumber f=Trans（i)。fbno；t=Tran（i。oY(f,f)=Y(f,f)+1/(Tran（i。R+Trans(。X*j)； （t，t）=（t，t)+1/(Tran（i）.R+Trans(。j）/Tran（i).k2； Y(f,）=（f,）-1/(Trans(）.R+Tran（i。X*j)/Tran（i。k; Y(t,）=（t，f)1/(Trans(。R+Trans(i。X*j)/Tran（i。k; X(f,f)=X(f，f)-1/Trans(i)。X;（t,t）=X(t,t1/Trans(。 X（f，t）=1

16、/Trans(i）.X; （t,）=1/Tran（i。X;end G=rea（； B=imag(； endJP、JQ 矩阵function JP，JQ=FormJPQmatrix(Bus，B,B2，busnumber)JP=B;JQ=B2;fori=1：busnumberifBus（i).type=1endfor k=1:busnumberJQ（i,k)=0 JQ（k,i）=0.; JP(i,k)=0.；JP（k,i）=0.;end JQ(i,i）=1.;JP（i,i）=1.;if Bu（i。type=3 for k=1:busnumberJQ（i,k）=0。;JQ(k,i)=0end JQ(

17、i，i)=1.；end endendPQ 差量function dPGPL,B,G，busnumber)deltaQ=dQGQL；deltaP=dPGPL; maxdP=0.; maxdQ=0。;fori=1：busnumberifBus（i)。type=1deltaQ（i）=0。; deltaP(i)=0.；endifBus(i)。type=3。;%y1=0;y2=0;y3=0；for k=1:busnumberif(B（i，k)=0G(i,k)=0)%y1=y1+(G(i，k）*VX（k）B（i,k)VY(k）);%y2=y2+(G(i,k）*VY(k)+B（i，k）VX（k); y3=y

18、3+NodeV（k）*（G(i，k）cos（Nodea（i）-Nodea（k)+B(i,k)sin(Nodea（i）-Nodea(k）);endend deltaP（i)=deltaP（i)y3NodeV（i）;%deltaP2（i)=（deltaP2(i）（y1*VX（i)+y2*VY（i） )/Bus(i）.V;endif Bus(。type=2y1=0；y3=0; y4=0;fork=1：busnumberif （B（i,k)=0G（i,k)=0）y1=y1+(G（i，k)*VX(k)-B（i,k）VY(k)；y2=y2+（G(i,k）VY(k）+B(i,k)VX(k)）; y3=y3+

19、NodeV(k）(G（i，k）*cos（Nodea（i)-Nodea（k)）+B（i,k)sin(Nodea（i)-Nodea（k)）);（Nodea(i)Nodea（k)）)；endenddeltaP(i)=deltaP(i)-yNode（i；deltaP2（i)=（deltaP2（i）（y1*VX(i)+y2*VY(i） )/Bus(i）.V；delta（i)=deltaQ（i）-y4*Node（i；deltaQ2(i)=（deltaQ2（i)（y1*VY(i）-y2VX（i)）/Bus(i).V；endifmaxdPabs(deltaP(i） ; maxdP=abs(deltaP(i）);endif maxdQab（delta（i； end deltaP(i）=deltaP(i)/NodeV（i); endend3。3 输出并计算结果由以