新版电力系统暂态上机计算课程设计报告完整无误版

1/26课程设计报告(2014—2015年度第二学期)名称：电力系统暂态上机计算院系：电气与电子工程学院班级：电气1211学号：1121210205学生姓名：郝阳指导教师：陈艳波设计周数：两周成绩：日期：2015年7月4日1/26一、课程设计的目的与要求巩固电力系统暂态分析理论知识，使学生掌握采用计算机对电力系统电磁暂态过程和机电暂态过程进行计算的基本方法，并进一步巩固计算机编程能力，为将来从事相关的技术工作打下必要的基础。二、设计正文（详细内容见附录,用A4纸，页数不限）1．对称短路计算过程流程图和计算结果2．不对称短路计算过程流程图和计算结果3．静态稳定性计算过程流程图和计算结果4．暂态稳定性计算过程流程图和计算结果5．思考题三、课程设计总结或结论本次电力系统暂态上机主要讨论了计算各种类型短路故障下系统网络中的电压电流分布以及电力系统的静态稳定、暂态稳定问题。通过本次课程设计，本人对电力系统故障分析有了更深刻的理解，电力系统的故障时，大部分电磁量将随时间变化，描述其特性的是微分方程，这给分析计算带来一定困难。在分析过程中通常尽量避免对微分方程直接求解，而是采用一定的工具和假设使问题得以简化，即把“微分方程代数化，暂态分析稳态化”。在分析不对称故障时，各相之间电磁量的耦合使问题的分析更为复杂，此时常用的分析方法是采用对称分量法将不对称问题转化为对称问题来求解。同时我对用来分析电力系统静态稳定的试探法，用来分析电力系统暂态稳定的改进欧拉法有了一些使用心得。这与手算系统短路电流时使用的网络化简方法大大不同。在学习中，参照潮流程序，我加深了对节点导纳矩阵建立方法的理解与学习，巩固了不同类型短路的短路电流计算方法，和序电压、序电流，相电压、相电流基于matlab软件的计算。利用小干扰分析法判别静态稳定可以使用劳斯判据，也可以使用特征根判别的方法。二者都能够判断，在书中的例题中使用的是劳斯判据，但是，特征根判别放法更适合在matlab软件的环境下使用，因为该软件提供了计算矩阵特征根的函数，使用起来简便易懂。利用改进欧拉法计算最大切除角或切除时间虽然比较方便，但是由于计算机有效位数的限制而引起的舍入误差随步长的减小以及运算次数的增多而增大。在上机编程中体会比较深的是自己犯的几个错误，比如说在算短路电流时，发电机之路的电流和电压是否要经过相位的变换，在静态稳定计算中的角度是弧度制，在计算中使用的都是标幺值等等，这些看似细微的地方，往往考验的就是自己对电力系统分析中的知识的基础，虽然小但是也非常的重要，往往就是这些错误会令程序得不到正确的结果，值得我注意和反思。总的来说，结合我们上学期潮流上机编程的经验，虽然这次用的是matlab，但是明显感觉到对计算机处理电力系统问题的简便，程序的编写也显得更加的轻松和得心应手，体会到matlab软件的强大。经过两个星期的回顾与学习，我巩固了电力系统暂态分析理论知识，在编程的过程中很深刻的感受到要想得出正确的结果，就必须认真地理解课本上对应的例题，知道这些原理，不能仅仅照着书抄公式；同时我也初步掌握了采用计算机对电力系统电磁暂态过程和机电暂态过程进行计算的基本方法，并进一步巩固计算机编程能力，为将来从事相关的技术工作打下必要的基础，更好地建设我国的电力系统。四、参考文献1.《电力系统暂态过程》，常鲜戎、赵书强编，机械工业出版社，2010年1月，第一版；2.《电力系统分析基础》，李庚银，机械工业出版社，2011年，第一版；2/26附录（设计流程图、计算结果、思考题答案）1.对称短路计算过程流程图和计算结果流程图：输入数据选择故障类型用节点导纳阵求逆得到节点阻抗矩阵计算各节点的序电压、相电压根据故障类型计算故障点序电流、相电流计算各支路的序电流、相电流计算发电机节点的序电压、相电压形成节点导纳矩阵选择短路点开始计算发电机支路的序电流、相电流结束3/26计算结果：（1）导纳矩阵：正序阻抗：10.0000-40.0000i0.0000+10.0000i0.0000+10.0000i0.0000+20.0000i0.0000+0.0000i0.0000+10.0000i0.0000-60.0000i0.0000+10.0000i0.0000+0.0000i0.0000+40.0000i0.0000+10.0000i0.0000+10.0000i0.000Y0-20.0000i0.0000+0.0000i0.0000+0.0000i0.0000+20.0000i0.0000+0.0000i0.0000+0.0000i0.0000-30.0000i0.0000+0.0000i0.0000+0.0000i0.0000+40.0000i0.0000+0.0000i0.0000+0.0000i0.0000-60.0000i负序阻抗：20.0000-40.0000i0.0000+10.0000i0.0000+10.0000i0.0000+20.0000i0.0000+0.0000i0.0000+10.0000i0.0000-60.0000i0.0000+10.0000i0.0000+0.0000i0.0000+40.0000i0.0000+10.0000i0.0000+10.0000i0.000Y0-20.0000i0.0000+0.0000i0.0000+0.0000i0.0000+20.0000i0.0000+0.0000i0.0000+0.0000i0.0000-30.0000i0.0000+0.0000i0.0000+0.0000i0.0000+40.0000i0.0000+0.0000i0.0000+0.0000i0.0000-60.0000i零序阻抗：00.0000-30.0000i0.0000+5.0000i0.0000+5.0000i0.0000+5.0000i0.0000-50.0000i0.0000+5.0000i0.0000+5.0000i0.0000+5.0000i0.0000-10.0000iY（2）节点3发生三相短路故障a.故障点三序电流、三相电流有效值：I1=0.0000-9.8592iIa=9.8592I2=0Ib=9.8592I0=0Ic=9.8592b.各节点三序电压、三相电压有效值：U1U2U0UaUbUc10.4507000.45070.45070.450720.5352000.53520.53520.535230.0000000.00000.00000.000040.63380－0.63380.63380.633850.69010－0.69010.69010.6901c.各支路三序电流、三相电流有效值：电压节点4/26I1I2I0IaIbIc1-20.0000+0.8451i000.84510.84510.84511-30.0000-4.5070i004.50704.50704.50702-30.0000-5.3521i005.35215.35215.35211-40.0000+3.6620i003.66203.66203.66202-50.0000+6.1972i006.19726.19726.1972G10.0000-3.6620i0—3.66203.66203.6620G20.0000-6.1972i0－6.19726.19726.19722.不对称短路计算过程流程图和计算结果（1）节点3发生A相短路接地故障：a.故障点三序电流、三相电流有效值：I1=0.0000-3.1167iIa=9.3500I2=0.0000-3.1167iIb=0.0000I0=0.0000-3.1167iIc=0.0000b.各节点三序电压、三相电压有效值：U1U2U0UaUbUc10.8264-0.1736-0.06860.58410.95180.951820.8531-0.1469-0.04360.66250.95260.952630.6839-0.3161-0.36780.00001.02681.026840.8842-0.1158－0.83241.00000.832450.9020-0.0980－0.85731.00000.8573c.各支路三序电流、三相电流有效值：电流支路节点电压5/26I1I2I0IaIbIc1-20.0000+0.2671i0.0000+0.2671i0.0000+0.1247i0.65890.14250.14251-30.0000-1.4248i0.0000-1.4248i0.0000-1.4960i4.34550.07120.07122-30.0000-1.6919i0.0000-1.6919i0.0000-1.6207i5.00450.07120.07121-40.0000+1.1576i0.0000+1.1576i0.0000+1.3713i3.68660.21370.21372-50.0000+1.9590i0.0000+1.9590i0.0000+1.7453i5.66340.21370.2137G10.0000-1.1576i0.0000-1.1576i—2.00500.00002.0050G20.0000-1.9590i0.0000-1.9590i－3.39320.00003.3932（2）节点3发生A相经10Ω电阻接地故障a.故障点三序电流、三相电流有效值：I1=0.9793-2.7705iIa=8.8154I2=0.9793-2.7705iIb=0.0000I0=0.9793-2.7705iIc=0.0000b.各节点三序电压、三相电压有效值：U1U2U0UaUbUc10.8456-0.0546i-0.1544-0.0546i-0.0610-0.0215i0.64370.92690.986720.8694-0.0462i-0.1306-0.0462i-0.0388-0.0137i0.70800.92810.986930.7190-0.0993i-0.2810-0.0993i-0.3269-0.1156i0.33331.03751.010040.8971-0.0364i-0.1029-0.0364i－0.81491.00000.8888节点电压支路电流6/2650.9129-0.0308i-0.0871-0.0308i－0.84321.00000.9043c.各支路三序电流、三相电流有效值：I1I2I0IaIbIc1-2-0.0839+0.2375i-0.0839+0.2375i-0.0392+0.1108i0.62130.13430.13431-30.4477-1.2665i0.4477-1.2665i0.4701-1.3298i4.09710.06720.06722-30.5316-1.5040i0.5316-1.5040i0.5093-1.4406i4.71830.06720.06721-4-0.3638+1.0290i-0.3638+1.0290i-0.4309+1.2190i3.47580.20150.20152-5-0.6156+1.7414i-0.6156+1.7414i-0.5484+1.5515i5.33960.20150.2015G10.3638-1.0290i0.3638-1.0290i—1.89040.00001.8904G20.6156-1.7414i0.6156-1.7414i－3.19920.00003.1992（3）节点3发生b、c两相相间短路故障a.故障点三序电流、三相电流有效值：I1=0.0000-4.9296iIa=0I2=0.0000+4.9296iIb=8.5383I0=0Ic=8.5383b.各节点三序电压、三相电压有效值：U1U2U0UaUbUc10.72540.274601.00000.63430.634320.76760.232401.00000.68180.681830.50000.500001.