电力系统短路故障Matlab计算程序设计

6 下载量 176 浏览量 更新于2024-06-28 收藏 660KB DOC 举报
"电力系统短路故障的Matlab计算机算法.doc" 电力系统短路故障的分析与计算是电气工程及其自动化专业的重要课题,特别是在现代电力系统中,理解和掌握短路故障的计算机算法对于确保系统的稳定运行至关重要。这篇文档是学生陈飞虎在2011-2012学年度下学期的电力系统分析课程设计任务,主要目标是设计并实现电力系统短路故障的计算机算法程序,使用Matlab作为编程工具。 电力系统短路故障的计算通常涉及以下几个关键知识点: 1. 数学模型建立:在进行电力系统计算时,首先需要建立描述系统特性的数学模型。这个模型应能体现电力系统中各元件(如发电机、变压器、线路)之间的相互作用,以及在短路故障发生时的电流、电压变化。模型的建立需要简化实际情况,突出主要影响因素,同时避免过于复杂的计算。 2. 计算方法:不同的短路故障类型(如对称短路、简单不对称短路)需要不同的计算方法。例如,对称短路计算通常涉及故障前后的功率平衡,而不对称短路则需要考虑相序分量和故障点的负序、零序电流。 3. Matlab编程:选定Matlab作为编程语言,是因为它提供了强大的数值计算和矩阵运算能力,适合处理电力系统中的线性代数问题。Matlab的Simulink库也包含电力系统模块,便于构建和仿真电力系统模型。 4. 程序设计与调试:设计的程序需要能够读取和写入数据文件,处理电力系统的输入输出数据,如系统参数、负荷数据、发电机数据等。调试过程旨在确保程序的正确性和效率。 5. 应用实例:设计的程序需要解决《电力系统分析》中的具体问题,如例6-3题,习题6-10、6-11的对称短路计算。这要求学生不仅理解算法,还要能将其应用到实际案例中。 在完成这个课程设计的过程中,学生需要进行资料查阅,了解电力系统短路故障的最新研究成果,如参考文献中提到的《电力系统分析》、《电力系统故障分析》、《短路电流实用计算方法》和《电网计算与程序设计》等书籍。设计的时间线包括了研究、学习、编程和报告编写等多个阶段,旨在培养学生的独立研究能力和实际操作技能。 电力系统短路故障的Matlab计算机算法设计涵盖了电力系统理论、计算方法、编程实践和问题解决等多个方面,是对电气工程学生全面能力的综合训练。通过这样的课程设计,学生能够深入理解电力系统的运行特性,掌握故障分析和计算的实用技术,为未来从事电力系统的设计、运行和维护工作打下坚实基础。
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