电力系统潮流及短路电流计算程序.docx
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电力系统潮流及短路电流计算程序
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姓名：
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1、作业要求
编写程序计算图1所示算例系统的潮流及三相短路电流。
潮流计算：
方法不限，计算系统的节点电压和相角。
短路电流：
4号母线发生金属性三相短路时（zf=0），分别按照精确算法和近似算法计算短路电流、系统中各节点电压以及网络中各支路的电流分布，并对两种情况下的计算结果进行比较。
2、电路图及参数
图13机9节点系统
表19节点系统支路参数
支路
R（.）
X（.）
B/2（TK）（.）
1~4
0
2~7
0
3~9
0
4~5
4~6
5~7
6~9
7~8
8~9
表29节点系统发电机参数
发电机编号
节点类型
PG（.）
VG（.）
（.）
（.）
1
平衡
2
PV
3
PV
表39节点系统负荷参数
节点编号
节点类型
Pi（.）
Qi（.）
4
PQ
0
0
5
PQ
6
PQ
7
PQ
0
0
8
PQ
1
9
PQ
0
0
3、计算步骤
（1）进行系统正常运行状态的潮流计算，求得
（2）形成不含发电机和负荷的节点导纳矩阵YN；
（3）将发电机表示为电流源
（
）和导纳
（
）的并联组合；节点负荷用恒阻抗的接地支路表示；形成包括所有发电机支路和负荷支路的节点导纳矩阵Y，即在YN中的发电机节点和负荷节点的自导纳上分别增加发电机导纳
和负荷导纳
（
）；
（4）利用
，计算节点阻抗矩阵，从而得到阻抗矩阵中的第f列；
（5）利用公式（6-7）或（6-10）计算短路电流；
（6）利用公式（6-8）或（6-11）计算系统中各节点电压；
（7）利用公式（6-9）计算变压器支路的电流；对输电线路利用П型等值电路计算支路电流。
4、计算结果
节点导纳矩阵Yn：
Columns1through5
0000+0
00000
00000
0+00+
000+
000+0
00+00+
00000
000+00
Columns6through9
0000
00+00
0000+
+000
0+00
00+
0+0
0++
+0+
电压幅值：
电压相角：
0
节点有功：
节点无功：
修正后的节点导纳矩阵Y：
Columns1through5
0000+0
00000
00000
0+00+
000+
000+0
00+00+
00000
000+00
Columns6through9
0000
00+00
0000+
+000
0+00
00+
0+0
0++
+0+
节点阻抗矩阵Z的第4列：
+
+
+
+
+
+
+
+
+
精确计算结果：
短路电流：
模值：
相角：
节点电压模值：
支路电流：
ijIij
14795+
46+
57+
69+
78+
89+
近似计算结果：
短路电流：
模值：
相角：
节点电压模值：
五、程序流程图
六、程序及输入文件
文件：
Sheet1
9节点系统支路参数
首节点编号i
尾节点编号j
R（.）
X（.）
B/2（.）
1
4
0
0
2
7
0
0
3
9
0
0
4
5
4
6
5
7
6
9
7
8
8
9
Sheet2
9节点系统发电机及负荷参数
节点编号
节点类型
P（.）
Q（.）
U（.）
Xd（.）
E（.）
1
平衡
2
PV
3
PV
4
PQ
0
0
5
PQ
6
PQ
7
PQ
0
0
8
PQ
-1
9
PQ
0
0
文件：
l=9;%支路数
n=9;%节点数
m=6;%PQ节点数
Yn=zeros（n）;%初始化节点导纳矩阵Y
DATA1=xlsread（'',1）;
%计算节点导纳矩阵Y
fork=1:
l
i=DATA1（k,1）;
j=DATA1（k,2）;
R=DATA1（k,3）;
X=DATA1（k,4）;
B2=DATA1（k,5）;
Yn（i,i）=Yn（i,i）+1i*B2+1/（R+1i*X）;
Yn（j,j）=Yn（j,j）+1i*B2+1/（R+1i*X）;
Yn（i,j）=Yn（i,j）-1/（R+1i*X）;
Yn（j,i）=Yn（j,i）-1/（R+1i*X）;
end
disp（'节点导纳矩阵Yn：
'）;
disp（Yn）;
G=real（Yn）;
B=imag（Yn）;
DATA2=xlsread（'',2）;
P=zeros（1,n）;
Q=zeros（1,n）;
U=ones（1,n）;
P（2:
n）=DATA2（2:
n,3）;
Q（4:
n）=DATA2（4:
n,4）;
U（1:
3）=DATA2（1:
3,5）;
%设置节点电压初值
e
（1）=DATA2（1,5）;
e（2:
n）=;
f（1:
n）=;
%设置迭代次数
t=0;
tmax=10;
whilet<=tmax
%计算f（x）
a（1:
n）=;
c（1:
n）=;
fori=2:
n
forj=1:
n
a（i）=a（i）+G（i,j）*e（j）-B（i,j）*f（j）;
c（i）=c（i）+G（i,j）*f（j）+B（i,j）*e（j）;
end
end
fori=2:
n
deltaP（i）=P（i）-e（i）*a（i）-f（i）*c（i）;
end
forj=4:
n
deltaQ（j）=Q（j）-f（j）*a（j）+e（j）*c（j）;
end
fork=2:
3
deltaU2（k）=U（k）*U（k）-e（k）*e（k）-f（k）*f（k）;
end
fx=[deltaP（2:
n）deltaQ（4:
n）deltaU2（2:
3）]';
%计算雅克比矩阵J
fori=2:
n
forj=2:
n
ifi~=j
H（i,j）=-（G（i,j）*e（i）+B（i,j）*f（i））;
N（i,j）=B（i,j）*e（i）-G（i,j）*f（i）;
else
H（i,j）=-a（i）-（G（i,i）*e（i）+B（i,i）*f（i））;
N（i,j）=-c（i）+（B（i,i）*e（i）-G（i,i）*f（i））;
end
end
end
fori=4:
n
forj=2:
n
ifi~=j
M（i,j）=B（i,j）*e（i）-G（i,j）*f（i）;
L（i,j）=G（i,j）*e（i）+B（i,j）*f（i）;
else
M（i,j）=c（i）+（B（i,i）*e（i）-G（i,i）*f（i））;
L（i,j）=-a（i）+（G（i,i）*e（i）+B（i,i）*f（i））;
end
end
end
fori=2:
3
forj=2:
n
ifi~=j
R（i,j）=0;
S（i,j）=0;
else
R（i,j）=-2*e（i）;
S（i,j）=-2*f（i）;
end
end
end
J=[H（2:
n,2:
n）N（2:
n,2:
n）;M（4:
n,2:
n）L（4:
n,2:
n）;R（2:
3,2:
n）S（2:
3,2:
n）];
ifmax（abs（fx））<
%输出结果
break;
else
%求解修正方程获得dx
dx=-J^（-1）*fx;
dx=dx';
e（2:
n）=e（2:
n）+dx（1:
n-1）;
f（2:
n）=f（2:
n）+dx（n:
2*（n-1））;
t=t+1;
end
end
ift>tmax
str='潮流计算不收敛';
disp（str）;
else
a（1:
n）=;
c（1:
n）=;
fori=1:
n
forj=1:
n
a（i）=a（i）+G（i,j）*e（j）-B（i,j）*f（j）;
c（i）=c（i）+G（i,j）*f（j）+B（i,j）*e（j）;
end
end
fori=1:
n
U（i）=e（i）+1i*f（i）;
amp（i）=abs（U（i））;
arg（i）=angle（U（i））;
P（i）=e（i）*a（i）+f（i）*c（i）;
Q（i）=f（i）*a（i）-e（i）*c（i）;
end
disp（'电压幅值：
'）;
disp（amp）;
disp（'电压相角：
'）;
disp（arg）;
disp（'节点有功：
'）;
disp（P）;
disp（'节点无功：
'）;
disp（Q）;
end
%计算短路电流
f=4;
zf=;
%修正节点导纳矩阵
Xd=DATA2（1:
3,6）;
E=DATA2（1:
3,7）;
fori=1:
3
Ii（i）=E（i）/（1i*Xd（i））;
end
Y=Yn;
fori=1:
3
Y（i,i）=Y（i,i）+1/（1i*Xd（i））;
end
forj=4:
n
Y（j,j）=Y（j,j）+（-P（j）+1i*Q（j））/（U（j）*U（j））;
end
disp（'修正后的节点导纳矩阵Y：
'）;
disp（Y）;
Z=Y^（-1）;
disp（'节点阻抗矩阵Z的第4列：
'）;
disp（Z（:
4））;
%精确计算
disp（'精确计算结果：
'）;
U0=U;
If=U0（f）/（Z（f,f）+zf）;
amp=abs（If）;
arg=atand（imag（If）/real（If））;
disp（'短路电流：
'）;
disp（'模值：
'）;
disp（amp）;
disp（'相角：
'）;
disp（arg）;
fori=1:
n
U（i）=U0（i）-Z（i,f）*If;
amp=abs（U）;
end
disp（'节点电压模值：
'）;
disp（amp）;
disp（'支路电流：
'）;
str=['i''j''Iij'];
disp（str）;
fork=1:
l
i=DATA1（k,1）;
j=DATA1（k,2）;
r=DATA1（k,3）;
x=DATA1（k,4）;
z=r+1i*x;
I=（U（i）-U（j））/z;
str=[num2str（i）''num2str（j）''num2str（I）];
disp（str）;
end
%近似计算
disp（'近似计算结果：
'）;
U0（1:
n）=;
If=U0（f）/（Z（f,f）+zf）;
amp=abs（If）;
arg=atand（imag（If）/real（If））;
disp（'短路电流：
'）;
disp（'模值：
'）;
disp（amp）;
disp（'相角：
'）;
disp（arg）;
fori=1:
n
U（i）=U0（i）-Z（i,f）*If;
amp=abs（U）;
end
disp（'节点电压模值：
'）;
disp（amp）;
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