电力系统短路故障分析的MATLAB辅助程序设计短路计算程序Word下载.docx
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,1）;
nr=linedata（:
2）;
R=linedata（:
3）;
X=linedata（:
4）;
nbr=length（linedata（:
1））;
nbus=max（max（nl）,max（nr））;
fork=1:
nbr
ifR（k）==inf|X（k）==inf
R（k）=999999999;
X（k）=999999999;
%无穷
else,end
end
ZB=R+j*X;
Zbus=zeros（nbus,nbus）;
tree=0;
%从参考总线0上添加一个分支
forI=1:
ntree（I）=1;
ifnl（I）==0|nr（I）==0
ifnl（I）==0n=nr（I）;
elseifnr（I）==0n=nl（I）;
end
ifabs（Zbus（n,n））==0Zbus（n,n）=ZB（I）;
tree=tree+1;
%%new
elseZbus（n,n）=Zbus（n,n）*ZB（I）/（Zbus（n,n）+ZB（I））;
ntree（I）=2;
else,end
%添加一个新总线分支到现有总线上
whiletree<
nbus
forn=1:
nbus
nadd=1;
ifabs（Zbus（n,n））==0
ifnadd==1;
ifnl（I）==n|nr（I）==n
ifnl（I）==nk=nr（I）;
elseifnr（I）==nk=nl（I）;
ifabs（Zbus（k,k））~=0
form=1:
ifm~=n
Zbus（m,n）=Zbus（m,k）;
Zbus（n,m）=Zbus（m,k）;
Zbus（n,n）=Zbus（k,k）+ZB（I）;
tree=tree+1;
nadd=2;
end
%增加两个原有总线间的支路阻抗
ifntree（I）==1
DM=Zbus（n,n）+Zbus（k,k）+ZB（I）-2*Zbus（n,k）;
forjj=1:
AP=Zbus（jj,n）-Zbus（jj,k）;
forkk=1:
AT=Zbus（n,kk）-Zbus（k,kk）;
DELZ（jj,kk）=AP*AT/DM;
Zbus=Zbus-DELZ;
（2）Zbuildpi.m程序代码：
%Thisprogramformsthecomplexbusimpedancematrixbythemethod
%ofbuildingalgorithm.Buszeroistakenasreference.
%Thisprogramiscompatiblewithpowerflowdata.
function[Zbus,linedata]=zbuildpi（linedata,gendata,yload）
ng=length（gendata（:
nlg=gendata（:
nrg=gendata（:
zg=gendata（:
2）+j*gendata（:
nc=length（linedata（1,:
））;
ifR（k）==inf|X（k）==inf
R（k）=99999999;
X（k）=99999999;
ifnc>
4
BC=linedata（:
5）;
yc（n）=0;
nlc（n）=0;
nrc（n）=n;
fork=1:
ifnl（k）==n|nr（k）==n
yc（n）=yc（n）+j*BC（k）;
elseifnc==4yc=zeros（1,nbr）;
nlc=nlc'
;
nrc=nrc'
yc=yc.'
ifexist（'
yload'
）==1
yload=yload.'
yc=yc+yload;
else,end
m=0;
forn=1:
ifabs（yc（n））~=0
m=m+1;
nlcc（m）=nlc（n）;
nrcc（m）=nrc（n）;
zc（m）=1/yc（n）;
nlcc=nlcc'
nrcc=nrcc'
zc=zc.'
nl=[nlg;
nlcc;
nl];
nr=[nrg;
nrcc;
nr];
ZB=[zg;
zc;
ZB];
linedata=[nlnrreal（ZB）imag（ZB）];
nbr=length（nl）;
%%从参考总线0上添加一个分支
%%添加一个新总线分支到现有总线上
ifnadd==1
（3）symfault.m程序代码：
%此程序用来计算电网的三相对称故障
%计算前需要用户生成节点阻抗矩阵
%节点阻抗矩阵可由函数Zbus=zbuild（zdata）生成
%此程序需要用户按提示输入短路节点编号和过度电阻Zf
%向量V是可选参数，包含节点编号和复数电压
%V可由潮流程序lfgauss,lfnewton,decouple自动生成.
%如果V不存在，程序将默认故障前所有的节点电压标幺值为1.0
%程序可得到总的故障电流,节点电压幅值及输电线路的电流
functionsymfaul（zdata,Zbus,V）
nl=zdata（:
nr=zdata（:
R=zdata（:
X=zdata（:
nc=length（zdata（1,:
ifnc>
BC=zdata（:
elseifnc==4,BC=zeros（length（zdata（:
1））,1）;
nbr=length（zdata（:
V'
iflength（V）==nbus
V0=V;
else,V0=ones（nbus,1）+j*zeros（nbus,1）;
fprintf（'
\Three-phasebalancedfaultanalysis\n'
）
ff=999;
whileff>
0
nf=input（'
EnterFaultedBusNo.->
'
）;
rtn=isempty（nf）;
ifrtn==1;
nf=-1;
whilenf<
=0|nf>
nbus
fprintf（'
FaultedbusNo.mustbebetween1&
%g\n'
nbus）
nf=input（'
rtz=1;
whilertz==1
\nEnterFaultImpedanceZf=R+j*Xin'
Zf=input（'
complexform（forboltedfaultenter0）.Zf='
rtz=isempty（Zf）;
\n'
Balancedthree-phasefaultatbusNo.%g\n'
nf）
If=V0（nf）/（Zf+Zbus（nf,nf））;
Ifm=abs（If）;
Ifmang=angle（If）*180/pi;
Totalfaultcurrent=%8.4fperunit\n\n'
Ifm）
%fprintf（'
p.u.\n\n'
BusVoltagesduringfaultinperunit\n\n'
BusVoltageAngle\n'
No.Magnitudedegrees\n'
ifn==nf
Vf（nf）=V0（nf）*Zf/（Zf+Zbus（nf,nf））;
Vfm=abs（Vf（nf））;
angv=angle（Vf（nf））*180/pi;
else,Vf（n）=V0（n）-V0（n）*Zbus（n,nf）/（Zf+Zbus（nf,nf））;
Vfm=abs（Vf（n））;
angv=angle（Vf（n））*180/pi;
%4g'
n）,fprintf（'
%13.4f'
Vfm）,fprintf（'
%13.4f\n'
angv）
LinecurrentsforfaultatbusNo.%g\n\n'
FromToCurrentAngle\n'
BusBusMagnitudedegrees\n'
forn=1:
ifnl（I）==nk=nr（I）;
ifk==0
Ink=（V0（n）-Vf（n））/ZB（I）;
Inkm=abs（Ink）;
th=angle（Ink）;
ifreal（Ink）>
G'
）,fprintf（'
%7g'
n）,fprintf（'
%12.4f'
Inkm）
%12.4f\n'
th*180/pi）
elseifreal（Ink）==0&
imag（Ink）<
Ign=Ink;
elseifk~=0
Ink=（Vf（n）-Vf（k））/ZB（I）+BC（I）*Vf（n）;
%10g'
k）,
Inkm）,fprintf（'
F'
Ifmang）
resp=0;
whilestrcmp（resp,'
n'
）~=1&
strcmp（resp,'
N'
y'
Y'
）~=1
resp=input（'
Anotherfaultlocation?
Enter'
'
or'
withinsinglequote->
ifstrcmp（resp,'
\nIncorrectreply,tryagain\n\n'
）,end
ifresp=='
|resp=='
nf=999;
elseff=0;
二、不对称短路故障
不对称故障包括单相接地短路（singleline-to-groundfault），两相短路（line-to-linefault），和两相接地短路（doubleline-to-groundfault）。
这里介绍三个程序来分析不对称短路故障：
单相接地lgfault（zdata0,zbus0,zdata1,zbus1,zdata2,zbus2,V）
两相短路llfault（zdata1,zbus1,zdata2,zbus2,V）
两相接地短路dlgfault（zdata0,zbus0,zdata1,zbus1,zdata2,zbus2,V）
对于lgfault和dlgfault需要输入正序、零序、负序节点阻抗矩阵Zbus1、Zbus0和Zbus2，而llfault只需输入正序和负序节点阻抗矩阵Zbus1、Zbus2，最后参数V是可以选择的。
如果用户未输入V，程序则默认所有故障前的电压为1.0pu。
如果用户输入参数V，则需要输入节点编号以及节点电压的复数值。
变量V可由潮流计算程序获得。
零序网络和正序网络的节点阻抗矩阵分别通过函数Zbus0=zbuild（zdata0）和Zbus1=zbuild（zdata1）获得。
参数zdata1包含正序网络阻抗，参数zdata0包含零序网络阻抗。
参数zdata1、zdata2、zdata0均为e×
4阶矩阵，e为元件的个数。
第一列和第二列是节点编号，第三列和第四列分别是线路电阻和电抗（均为标幺值）。
节点0为参考节点，发电机节点到节点0的阻抗为发电机阻抗，可以是发电机的次暂态电抗、暂态电抗或者同步电抗，而且矩阵还包括并联电容和负荷阻抗等。
负序网络和正序网络有同样的拓扑结构。
线路和变压器的负序阻抗等于正序阻抗，而发电机的负序阻抗不等于正序阻抗，但在大型电力系统故障分析中通常按相等来计算。
零序网络的拓扑结构不同于正序网络，零序网络的构建取决于变压器的绕组连接方式，除了两侧中性点都接地的Y-Y连接的变压器，对于其他连接方式的变压器，一次侧和二次侧的零序网络都是隔离开的。
在这样的连接方式的零序网络中,，用inf填写对应的电阻和电抗列。
对于Y-△（中性点接地）连接的变压器，Y侧的阻抗到节点0的数据需要填写。
当中性点接地阻抗为Xn时，需要填写为3Xn。
在不对称故障计算时，还需要一个函数用来求节点阻抗矩阵，Zbus=zbuildpi（linedata，gendata，yload），函数与潮流计算程序是相容的。
第一个参数linedata与潮流程序所需要的数据相同。
第一列和第二列是节点编号；
第三列到第五列分别是线路的电阻、电抗、1/2线路电纳（均为标幺值，以指定的MVA为基准功率）；
最后一列为变压器分接头位置，对于线路，在这一列中必须填写1。
在潮流计算程序中，发电机电抗不包含在参数linedata中，而是包含在参数gendata中。
参数ge
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