电力系统短路故障的计算机算法程序设计.docx
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电力系统短路故障的计算机算法程序设计
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：
电气工程及其自动化
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．程序主框图子框图及主要数据变量的说明-------------（3）
四．程序说明（计算公式及出处）-----------------------（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为例进行计算和验算。
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语言有一定的基础，而且C语言完全能胜任这次编程任务。
三．程序主框图子框图及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（doublea[],intn）;（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）
floatyy[M][M]（导纳矩阵）,zz[M][M]（阻抗矩阵）;
floatIf[M]（短路节点电流）;
floatVol[M]（各节点电压）;
floatIII[M]（各支路电流）;
structpowernet
{
BYTEnode;
BYTEline;
BYTEhanghao;
inthead_node;
intend_node;
floatreact;
}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（计算公式及出处）
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：
557
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*j9.52380943*j0.00000000*j0.00000000*j0.00000000*j
9.52380943*j-37.40842819*j15.38461590*j12.50000000*j0.00000000*j
0.00000000*j15.38461590*j-35.38461685*j20.00000000*j0.00000000*j
0.00000000*j12.50000000*j20.00000000*j-37.93478394*j5.43478251*j
0.00000000*j0.00000000*j0.00000000*j5.43478251*j-9.98023701*j
节点阻抗矩阵为：
0.11813837*j0.09583523*j0.09017095*j0.08581381*j0.04673029*j
0.09583523*j0.16291989*j0.15329060*j0.14588347*j0.07944150*j
0.09017095*j0.15329060*j0.18598767*j0.16113926*j0.08774910*j
0.08581381*j0.14588347*j0.16113926*j0.17287450*j0.09413958*j
0.04673029*j0.07944150*j0.08774910*j0.09413958*j0.15146215*j
短路节点为:
3
短路前电压为（忽略负荷电流的影响）：
1.000000
短路点的电流为:
If[3]=-5.376700*j
短路节点电压为:
Vol[1]=0.515178
Vol[2]=0.175802
Vol[3]=0.000000
Vol[4]=0.133602
Vol[5]=0.528199
各支路电流为:
III[1][1]=-3.232147*j
III[1][2]=-3.232147*j
III[2][3]=-2.704651*j
III[2][4]=-0.527499*j
III[3][4]=2.672048*j
III[4][5]=2.144548*j
III[5][5]=-2.144548*j
习题6—10
输入数据：
557
1,1,0.23
1,3,0.105
2,2,0.28
2,4,0.21
3,4,0.43554
3,5,0.2904
4,5,0.2541
输出数据：
节点导纳矩阵为：
-13.87163544*j0.0000000*j9.52380943*j0.00000000*j0.0000000*j
0.00000000*j-8.33333302*j0.00000000*j4.76190472*j0.00000000*j
9.52380943*j0.000000*j-15.26333618*j2.29600048*j3.44352627*j
0.00000000*j4.76190472*j2.29600048*j-10.99336338*j3.93545866*j
0.00000000*j0.00000000*j3.44352627*j3.93545866*j-7.37898493*j
节点阻抗矩阵为：
0.18042089*j0.06035720*j0.15778695*j0.10562509*j0.12996729*j
0.06035720*j0.20652170*j0.08791157*j0.15141298*j0.12177899*j
0.15778695*j0.08791157*j0.22982012*j0.15384525*j0.18930019*j
0.10562509*j0.15141298*j0.15384525*j0.26497272*j0.21311322*j
0.12996729*j0.12177899*j0.18930019*j0.21311322*j0.33752048*j
短路节点为:
5
短路前电压为（忽略负荷电流的影响）：
1.000000
短路点的电流为:
If[5]=-2.962783*j
短路节点电压为:
Vol[1]=0.614935
Vol[2]=0.639195
Vol[3]=0.439145
Vol[4]=0.368592
Vol[5]=0.000000
各支路电流为:
III[1][1]=-1.674195*j
III[1][3]=-1.674195*j
III[2][2]=-1.288588*j
III[2][4]=-1.288588*j
III[3][4]=-0.161989*j
III[3][5]=-1.512206*j
III[4][5]=-1.450577*j
习题6—11
输入数据：
334
1,1,0.2
1,2,0.2
2,3,0.1
3,3,0.15
输出数据：
节点导纳矩阵为：
-10.00000000*j5.00000000*j0.00000000*j
5.00000000*j-15.00000000*j10.00000000*j
0.00000000*j10.00000000*j-16.66666603*j
节点阻抗矩阵为：
0.13846155*j0.07692308*j0.04615385*j
0.07692308*j0.15384616*j0.09230770*j
0.04615385*j0.09230770*j0.11538462*j
短路节点为:
3
短路前电压为（忽略负荷电流的影响）：
1.050000
短路点的电流为:
If[3]=-9.099999*j
短路节点电压为:
Vol[1]=0.630000
Vol[2]=0.210000
Vol[3]=-0.000000
各支路电流为:
III[1][1]=-2.100000*j
III[1][2]=-2.100000*j
III[2][3]=-2.100000*j
III[3][3]=-7.000000*j
六．设计体会
这次设计体会良多，首先是通过短路电流的计算，熟悉了以前电力系统分析的课程，巩固了专业知识，同时通过C语言的使用也使几乎已经忘干净的C语言技能得以回复和巩固。
七．参考资料
《电力系统分析》上册，第三版，何仰赞温增银华中科技大学出版社
《程序设计基础》（C语言）王载新曾大亮杨有安崔珂梅清华大学出版社
八．附录（程序源代码）
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineN100
#defineM100
#defineBYTEunsignedchar
init（）;
intbrinv（doublea[],intn）;
out_Y（）;
intshort_Select（）;
Count_If（）;
structpowernet
{
BYTEnode;
BYTEline;
BYTEhanghao;
inthead_node;
intend_node;
floatreact;
}net[N];
floatyy[M][M],zz[M][M];
floatIf[M];
floatVol[M];
floatIII[M];
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