实验报告06级.docx
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实验报告06级
昆明理工大学电力工程学院学生实验报告
实验课程名称：
《电力系统计算机辅助分析》上机实验
开课实验室：
七号楼计算机中心机房2009年10月19日
年级、专业、班
电自061
学号
姓名
成绩
实验项目名称
电力系统计算中常用的数值算法
指导教师
宋琪
教师评语
教师签名：
宋琪
年月日
一、上机实验目的
1、了解、掌握MATLAB软件的基本运用
2、掌握高斯消去法、因子表求解线性方程组的基本原理
3、读懂课本中相应算法的实际例程
4、掌握MATLAB针对上述算法提供的函数
二、算法功能与原理
三、程序流程图
图17.1形成因子表的框图
四、过程记录
例：
17.1求以下系数矩阵的因子表
例17.2在例17.1因子表的基础上进行前代
输入数据为：
请输入矩阵A=[1560;5270;6738;0084]
输入常数项矩阵B=[1；2；3；4]
结果：
利用因子表对常数项进行前代的结果为：
B=1.00000.130400.3846
例17.3求例17.2线性方程组的解。
输入数据为：
请输入矩阵A=[1560;5270;6738;0084]
请输入常数项矩阵B=[1；2；3；4]
五、源码
1.因子表的形成过程
clc;
clearall;
A=[1560;5270;6738;0084];
[n,m]=size（A）;
fori=1:
n%按行进行循环
A（i,i）=1./A（i,i）;%用对角元位置存储归一化该行所用的系数
forj=i+1:
n%用归一化系数乘以本行对角元右侧的元素，并存于原位
A（i,j）=A（i,j）*A（i,i）;
end
fork=i+1:
n%用被归一化的行，消去下面的剩余行
forj=i+1:
n%实际被处理的元素，在被归一化的对角元的右下角
A（k,j）=A（k,j）-A（k,i）*A（i,j）;
end
end
end
disp（'矩阵Ａ的因子表为：
'）;
disp（A）
运行结果：
矩阵Ａ的因子表为：
1.00005.00006.00000
5.0000-0.04351.00000
6.0000-23.0000-0.1000-0.8000
008.00000.0962
2.利用因子表的前代过程
clc;
clearall;
A=[1560;5270;6738;0084];
[n,m]=size（A）;
fori=1:
n%按行进行循环
A（i,i）=1./A（i,i）;%用对角元位置存储归一化该行所用的系数
forj=i+1:
n%用归一化系数乘以本行对角元右侧的元素，并存于原位
A（i,j）=A（i,j）*A（i,i）;
end
fork=i+1:
n%用被归一化的行，消去下面的剩余行
forj=i+1:
n%实际被处理的元素，在被归一化的对角元的右下角
A（k,j）=A（k,j）-A（k,i）*A（i,j）;
end
end
end
disp（'矩阵Ａ的因子表为：
'）;
disp（A）
B=[1234]';
fori=1:
4
B（i）=B（i）*A（i,i）;%用因子表对角元进行归一化
forj=i+1:
4
B（j）=B（j）-A（j,i）*B（i）;%用因子表对角元下面的元素作为消去系数
end
end
disp（B）;
运行结果：
矩阵Ａ的因子表为：
1.00005.00006.00000
5.0000-0.04351.00000
6.0000-23.0000-0.1000-0.8000
008.00000.0962
1.0000
0.1304
0
0.3846
3.利用因子表的回代过程
clc;
clearall;
A=[1560;5270;6738;0084];
[n,m]=size（A）;
fori=1:
n%按行进行循环
A（i,i）=1./A（i,i）;%用对角元位置存储归一化该行所用的系数
forj=i+1:
n%用归一化系数乘以本行对角元右侧的元素，并存于原位
A（i,j）=A（i,j）*A（i,i）;
end
fork=i+1:
n%用被归一化的行，消去下面的剩余行
forj=i+1:
n%实际被处理的元素，在被归一化的对角元的右下角
A（k,j）=A（k,j）-A（k,i）*A（i,j）;
end
end
end
disp（'矩阵Ａ的因子表为：
'）;
disp（A）
B=[1234]';
fori=1:
4
B（i）=B（i）*A（i,i）;%用因子表对角元进行归一化
forj=i+1:
4
B（j）=B（j）-A（j,i）*B（i）;%用因子表对角元下面的元素作为消去系数
end
end
disp（B）;
[m,n]=size（A）;
fori=n-1:
-1:
1%从倒数第二行开始回代，直到第一行
forj=i+1:
1:
n%取用因子表中，每行对角元右边的元素
B（i）=B（i）-A（i,j）*B（j）;
end
end
disp（B）;
运行结果：
矩阵Ａ的因子表为：
1.00005.00006.00000
5.0000-0.04351.00000
6.0000-23.0000-0.1000-0.8000
008.00000.0962
1.0000
0.1304
0
0.3846
0.0401
-0.1773
0.3077
0.3846
六、讨论
昆明理工大学电力工程学院学生实验报告
实验课程名称：
《电力系统计算机辅助分析》上机实验
开课实验室：
七号楼计算机中心机房2009年10月26日
年级、专业、班
电自061
学号
姓名
成绩
实验项目名称
电力网络的
数学模型
指导教师
宋琪
教师评语
教师签名：
宋琪
年月日
一、上机实验目的
1、掌握节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵的生成算法
2、掌握电力系统计算所需原始数据的准备过程
3、读懂课本中相应算法的实际例程
二、算法功能与原理
三、程序流程图
四、过程记录
例17.6用节点导纳矩阵的程序求图17.10所示的节点网络的导纳矩阵。
解：
输入数据：
请输入节点数:
n=5
请输入支路数:
nl=5
请输入由支路参数形成的矩阵:
B=
[120.03i01.050;
230.08+0.3i0.5i10;
340.015i01.051;
250.1+0.35i010;
350.04+0.25i0.5i10]
请输入由节点号及其对地阻抗形成的矩阵:
X=[10;20;30;40;50]
例17.7形成如图17.20所示网络的阻抗阵。
解：
输入数据如下:
请输入节点数:
n=3
请输入支路数:
nl=6
请输入由支路参数形成的矩阵:
B=[012i010;024i010;122i010;
0320i010;238i010;135i010
五、源码
4.节点导纳矩阵的形成过程
clc;
clearall;
n=5;%节点数
nl=5;%支路数
B=[120.03i01.050;230.08+0.3i0.5i10;430.015i01.050;250.1+0.35i010;350.04+0.25i0.5i10];
disp（'支路参数阵B='）;
disp（B）;
X=[10;20;30;40;50];%节点并联支路参数
Y=zeros（n）;%确定导纳阵阶数，并用０进行初始化
%对节点上的并联支路进行处理
fori=1:
n
ifX（i,2）~=0;
p=X（i,1）;%找到有接地支路的节点号
Y（p,p）=1./X（i,2）;%节点接地支路参数直接计入自导纳
end
end
fori=1:
nl%循环处理原始数据中的每一条支路
%p,q分别代表导纳矩阵中元素的下标
ifB（i,6）==0%变压器参数要求归算至始端，注意第3、４支路与1、２支路的区别
p=B（i,1）;q=B（i,2）;
else
p=B（i,2）;q=B（i,1）;
end
%非对角元处理
Y（p,q）=Y（p,q）-1./（B（i,3）*B（i,5））;
Y（q,p）=Y（p,q）;
%对角元分为两种情况，p是首端，q是末端
%因为变压器阻抗归算至首端,所以从末端看到的变压器阻抗要经过归算
Y（q,q）=Y（q,q）+1./（B（i,3）*B（i,5）^2）+B（i,4）./2;
Y（p,p）=Y（p,p）+1./B（i,3）+B（i,4）./2;
end
disp（'导纳矩阵Y=:
'）;
disp（Y）
运行结果：
支路参数阵B=
1.00002.00000+0.0300i01.05000
2.00003.00000.0800+0.3000i0+0.5000i1.00000
4.00003.00000+0.0150i01.05000
2.00005.00000.1000+0.3500i01.00000
3.00005.00000.0400+0.2500i0+0.5000i1.00000
导纳矩阵Y=:
0-33.3333i0+31.7460i000
0+31.7460i1.5846-35.7379i-0.8299+3.1120i0-0.7547+2.6415i
0-0.8299+3.1120i1.4539-66.9808i0+63.4921i-0.6240+3.9002i
000+63.4921i0-66.6667i0
0-0.7547+2.6415i-0.6240+3.9002i01.3787-6.2917i
5.节电阻抗矩阵的形成
clc;
clear;
n=3;
nl=6;
B=[012i010;024i010;122i010;0320i010;238i010;135i010];
m=0;%用于存储最大节点号
Z=zeros（n）;
fork1=1:
nl
p=B（k1,1）;q=B（k1,2）;
ifB（k1,6）==0%变压器支路首端是低压侧
l=1./B（k1,5）;
elsel=B（k1,5）;%变压器支路首端是高压侧
end
ifp==0
ifq>m%追加接地树支
Z（q,q）=B（k1,3）;m=m+1;
else%追加接地连支
fork=1:
m,
Z（k,m+1）=-Z（k,q）;Z（m+1,k）=-Z（q,k）;
end
Z（m+1,m+1）=Z（q,q）+B（k1,3）;
forl1=1:
m
fork=1:
m
Z（l1,k）=Z（l1,k）-Z（l1,m+1）*Z（m+1,k）./Z（m+1,m+1）;
end
Z（l1,m+1）=0;
end
fork=1:
m+1
Z（m+1,k）=0;
end
end
elseifq>m%追加不接地树支
fork=1:
m
Z（k,q）=Z（k,p）*l;Z（q,k）=Z（p,k）*l;
end
Z（q,q）=l^2*Z（p,p）+l^2*B（k1,3）;
m=m+1;
else
fork=1:
m%追加不接地连支
Z（k,m+1）=l*Z（k,p）-Z（k,q）;
Z（m+1,k）=l*Z（p,k）-Z（q,k）;
end
Z（m+1,m+1）=l^2*Z（p,p）+Z（q,q）-2*l*Z（p,q）+l^2*B（k1,3）;
forl1=1:
m
fork=1:
m
Z（l1,k）=Z（l1,k）-Z（l1,m+1）*Z（m+1,k）./Z（m+1,m+1）;
end
Z（l1,m+1）=0;
end
fork=1:
m+1
Z（m+1,k）=0;
end
end
end
end
Z=Z（1:
n,1:
n）;
disp（'阻抗矩阵Z='）;
disp（Z）
运行结果：
阻抗矩阵Z=
0+1.4124i0+0.9605i0+1.0734i
0+0.9605i0+1.8531i0+1.1299i
0+1.0734i0+1.1299i0+3.6158i
六、讨论
昆明理工大学电力工程学院学生实验报告
实验课程名称：
《电力系统计算机辅助分析》上机实验
开课实验室：
七号楼计算机中心机房2009年11月2日
年级、专业、班
电自061
学号
姓名
成绩
实验项目名称
电力系统故障的计算机算法
指导教师
宋琪
教师评语
教师签名：
宋琪
年月日
一、上机实验目的
1、掌握电力系统对称故障计算的基本原理及算法
2、掌握电力系统简单不对称故障计算的基本原理及算法
3、读懂课本中相应算法的实际例程
二、算法功能与原理
三、程序流程图
四、过程记录
例18.2图18.6电力系统，负荷全部略去，简化后的各电抗标么值注于等值网络中。
试计算f点三相短路时的短路电流及网络中的电流分布。
例18.3如图18.5所示的网络，母线3发生三相直接短路,试作下列计算:
①故障后0秒、2秒、4秒时母线3的短路电流;
②故障后2秒、4秒时电源与故障点间的支路电流。
各元件的参数如下:
发电机:
：
100MVA;：
200MVA。
额定电压均为10.5KV，次暂态电抗均为0.2。
变压器：
：
100MVA;：
200MVA。
变比均为10.5/115KV，短路电压百分数均为10。
电力线路：
三条电力线路参数均为115KV,60Km，
电抗=0.44Ω/Km，
电容
负荷：
，50MW，cosΦ=0.985;，100MW，cosΦ=1。
例18.4在例题18.1的系统中，已知下列情况：
二台发电机中性点均不接地；二台变压器均为Y0/△-11接线，发电机侧为△接，Y0侧中性点直接接地；三条电力线路的零序电抗均为0.20（以50MVA为基准值）。
要求计算节点3处a相接地短路，b、c两相短路，以及b、c两相接地短路时，故障点的短路电流。
（Zf=Zg=0）
五、源码
1.用节点导纳矩阵计算三相短路电流
clc;
clearall;
NF=1;
n=4;
nl=5;
B=[010.2i010;024i010;130.51i010;230.59i010;341.43i010];
V0=[1;1;1;1];
D=[4,0];
m=0;Z=zeros（n）;V=zeros（n）;I=zeros（nl）;
fork1=1:
nl
p=B（k1,1）;q=B（k1,2）;
ifB（k1,6）==0%变压器支路首端是低压侧
l=1./B（k1,5）;
elsel=B（k1,5）;%变压器支路首端是高压侧
end
ifp==0
ifq>m%追加接地树支
Z（q,q）=B（k1,3）;m=m+1;
else%追加接地连支
fork=1:
m,
Z（k,m+1）=-Z（k,q）;Z（m+1,k）=-Z（q,k）;
end
Z（m+1,m+1）=Z（q,q）+B（k1,3）;
forl1=1:
m
fork=1:
m
Z（l1,k）=Z（l1,k）-Z（l1,m+1）*Z（m+1,k）./Z（m+1,m+1）;
end
Z（l1,m+1）=0;
end
fork=1:
m+1
Z（m+1,k）=0;
end
end
elseifq>m%追加不接地树支
fork=1:
m
Z（k,q）=Z（k,p）*l;Z（q,k）=Z（p,k）*l;
end
Z（q,q）=l^2*Z（p,p）+l^2*B（k1,3）;
m=m+1;
else
fork=1:
m%追加不接地连支
Z（k,m+1）=l*Z（k,p）-Z（k,q）;
Z（m+1,k）=l*Z（p,k）-Z（q,k）;
end
Z（m+1,m+1）=l^2*Z（p,p）+Z（q,q）-2*l*Z（p,q）+l^2*B（k1,3）;
forl1=1:
m
fork=1:
m
Z（l1,k）=Z（l1,k）-Z（l1,m+1）*Z（m+1,k）./Z（m+1,m+1）;
end
Z（l1,m+1）=0;
end
fork=1:
m+1
Z（m+1,k）=0;
end
end
end
end
fork=1:
NF
I（D（k,1）,D（k,1））=V0（D（k,1）,1）./（Z（D（k,1）,D（k,1））+D（k,2））;
ft=num2str（D（k,1））;
ts1=（'点短路时'）;
ts2=（'电流的标幺值If='）;
dn=strcat（ft,ts1,ts2）;
disp（dn）;
disp（I（D（k,1）,D（k,1）））;
fori=1:
n
V（i,i）=V0（i,1）-I（D（k,1）,D（k,1））*Z（i,D（k,1））;
end
fori=1:
nl
ifB（i,6）==0
k=B（i,5）;
elsek=1./B（i,5）;
end
p=B（i,1）;q=B（i,2）;
ifp==0
e=0;b=B（i,3）;
I（i,i）=（e-V（q,q）./k）./b;
else
I（i,i）=（V（p,p）-V（q,q）./k）./B（i,3）;
end
end
disp（'各节点的电压标幺值U为（节点号从小到大排）:
'）;
fori=1:
n
disp（V（i,i））;
end
disp（'各支路短路电流的标幺值I为（顺序同您输入B时一样）:
'）
fori=1:
nl
disp（I（i,i））;
end
end
运行结果：
4点短路时电流的标幺值If=
0-0.4890i
各节点的电压标幺值U为（节点号从小到大排）:
0.9153
0.7380
0.6993
0
各支路短路电流的标幺值I为（顺序同您输入B时一样）:
0+4.5765i
0+0.1845i
0-0.4235i
0-0.0655i
0-0.4890i
2.用计算曲线计算三相短路电流
clc;
clearall;
NF=1;
n=3;
nl=5;
Sb=100;
D=[30];
vb=[115115115];
V0=[1;1;1];
B=[010.15i01010011;020.075i01020011;120.1i010002;130.1i010002;230.1i010002];
N=6;
m=0;Z=zeros（n）;sq3=sqrt（3）;s=zeros（N,1）;
fork1=1:
nl
p=B（k1,1）;q=B（k1,2）;
ifB（k1,6）==0%变压器支路首端是低压侧
l=1./B（k1,5）;
elsel=B（k1,5）;%变压器支路首端是高压侧
end
ifp==0
ifq>m%追加接地树支
Z（q,q）=B（k1,3）;m=m+1;
else%追加接地连支
fork=1:
m,
Z（k,m+1）=-Z（k,q）;Z（m+1,k）=-Z（q,k）;
end
Z（m+1,m+1）=Z（q,q）+B（k1,3）;
forl1=1:
m
fork=1:
m
Z（l1,k）=Z（l1,k）-Z（l1,m+1）*Z（m+1,k）./Z（m+1,m+1）;
end
Z（l1,m+1）=0;
end
fork=1:
m+1
Z（m+1,k）=0;
end
end
elseifq>m%追加不接地树支
fork=1:
m
Z（k,q）=Z（k,p）*l;Z（q,k）=Z（p,k）*l;
end
Z（q,q）=l^2*Z（p,p）+l^2*B（k1,3）;
m=m+1;
else
fork=1:
m%追加不接地连支
Z（k,m+1）=l*Z（k,p）-Z（k,q）;
Z（m+1,k）=l*Z（p,k）-Z（q,k）;
end
Z（m+1,m+1）=l^2*Z（p,p）+Z（q,q）-2*l*Z（p,q）+l^2*B（k1,3）;
forl1=1:
m
fork=1:
m
Z（l1,k）=Z（l1,k）-Z（l1,m+1）*Z（m+1,k）./Z（m+1,m+1）;
end
Z（l1,m+1）=0;
end
fork=1:
m+1
Z（m+1,k）=0;
end
end
end
end
Vb=zeros（1,n）;V=zeros（1,n）;Vd=zeros（1,n）;
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