电力系统短路故障的Matlab算法设计与实现

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本篇文档是关于2011-2012学年度下学期电力系统分析课程设计的作业,针对电力系统短路故障的计算机算法程序设计。该设计由电气工程及其自动化专业的学生陈飞虎完成,指导教师为钟健伟。主要任务包括选择对称短路计算或简单不对称短路计算中的任意一种进行计算,使用Matlab编程语言进行程序设计、编制和调试。 课程设计的核心在于构建电力系统计算的数学模型,这个模型是通过一系列数学方程式来描述电力系统中各参数之间的关系。设计者需要突出主要因素,如电压、电流、阻抗等,简化模型以确保计算的准确性和效率。学生需根据《电力系统分析》(华中科技大学出版社何仰赞、温增银著)、《电力系统故障分析》(清华大学出版社周荣光著)等教材,以及《短路电流实用计算方法》(电力工业出版社西安交通大学)等参考资料,了解短路故障的理论基础和计算方法。 具体步骤包括:首先在指定时间内(2月20日至2月22日)查阅电力系统短路故障相关文献,然后利用网络资源(2月23日至2月25日)搜索计算机算法方面的资料。2月26日至2月27日确定编程语言,这里选择了Matlab,接下来几天(2月27日至3月1日)深入学习Matlab编程并应用于实际问题,最后在3月6日至3月10日期间编写报告并提交。 这份设计要求学生不仅要掌握电力系统短路故障的计算原理,还要能够熟练运用Matlab编写程序,解决实际的电力系统分析题目,如《电力系统分析》中的例题6-3、习题6-10和6-11的对称短路计算。通过这次课程设计,学生将提升计算机算法在电力系统分析中的应用能力,同时加深了对电力系统故障的理解。
2023-05-27 上传
课程设计报告 ——电力系统短路故障的计算机算法程序设计 专 业:电气工程与其自动化 班 级: 设 计 者: 学 号: 华中科技大学电气与电子工程学院 目录 一.课程设计说明-------------------------------------(3) 二.选用所用语言的理由-------------------------------(3) 三.程序主框图子框图与主要数据变量的说明-------------(3) 四.程序说明〔计算公式与出处〕-----------------------(4) 五.设计实际应用-------------------------------------(4) 六.设计体会-----------------------------------------(10) 七.参考资料----------------------------------------(10) 八.附录〔程序源代码〕-------------------------------(10) 一.课程设计说明 1.课程设计题目为:电力系统短路故障的计算机算法程序设计。 2.实际任务为:编写计算机程序完成三相对称短路电流的实际计算。要求形成可执行 文件,程序合格,输入输出数据以文件形式。其中,输入数据为:节点数,支路数 ,故障节点,支路首段号,支路末端号,支路电抗值。输出数据为:节点导纳矩阵 ,阻抗矩阵,故障点,故障点电流,支路电流,各节点电压。并以《电力系统分析 》课本例题6-1,习题6-10,6-11为例进展计算和验算。 二.选用所用语言的理由 这次课程设计我选用的语言是C语言,原因是在大学阶段只接触过C语言,C语言有一定的 根底,而且C语言完全能胜任这次编程任务。 三.程序主框图子框图与主要数据变量的说明 主要变量说明如下: init ();〔数据输入函数,形成节点导纳矩阵〕 brinv(double a[], int n);〔矩阵求逆函数〕 out_Y();〔形成节点阻抗矩阵〕 short_Select();〔输入短路点〕 Count_If();〔计算出短路时各节点电压和各支路电流〕 float yy[M][M]〔导纳矩阵〕,zz[M][M]〔阻抗矩阵〕; float If[M]〔短路节点电流〕; float Vol[M]〔各节点电压〕; float III[M]〔各支路电流〕; struct powernet { BYTE node; BYTE line; BYTE hanghao; int head_node; int end_node; float react; }net[N];〔电力网络 结构体,用来表示电力网络各参数〕 四.程序说明〔计算公式与出处〕 短路计算过程如下: 输入数据--形成节点导纳矩阵并求逆--节点阻抗矩阵--选择短路点f, 输入短路前电压--通过公式〔6-10〕计算短路电流If――通过公式〔6- 11〕计算节点电压--用公式〔6-9〕计算短路后支路电流。 If=Vf〔0〕/Zff 〔6-10〕 Vi=Vi〔0〕-Zif* If 〔6-11〕 Ipq=(Vp-Vq)*(-Ypq) ( 6-9 ) 各公式引自《电力系统分析》上册第六章。 五.设计实际应用 例6-3题 输入数据如下: 5 5 7 1,1,0.15 1,2,0.105 2,3,0.065 2,4,0.08 3,4,0.05 4,5,0.184 5,5,0.22 .txt文件 输出数据: 节点导纳矩阵为: -16.19047546*j 9.52380943*j 0.00000000*j 0.00000000*j 0.00000000*j 9.52380943*j -37.40842819*j 15.38461590*j 12.50000000*j 0.00000000*j 0.00000000*j 15.38461590*j -35.38461685*j 20.00000000*j 0.00000000*j 0.00000000*j 12.50000000*j 20.00000000*j -37.93478394*j 5.43478251*j 0.00000000*j 0.00000000*j 0.00000000*j 5.43478251*j -9.98023701*j 节点阻抗矩阵为: 0.11813837*j 0.09583523*j 0.09017095*j 0.08581381*j 0.04673029*j 0.09583523*j 0.16291989*j 0.15329060*j 0.14588347*j 0.07944150*j 0.09017095*j 0.15329060*j 0.18598767*j 0.1611392