电力系统分析实验指导书南京理工大学第页共NUMPAGES17页1电力系统分析计算实验1．1实验目的根据所给的电力系统，编制短路电流计算程序或潮流计算程序，通过计算机进行调试，最后完成一个切实可行的电力系统计算应用程序。通过自己设计电力系统计算程序使同学对电力系统分析有进一步理解，同时加强计算机实际应用能力的训练。1．2内容１.电力系统故障的计算程序设计及编制和调试2.电力系统潮流计算程序设计及编制和调试1．3原理１.计算机计算原理应用计算机进行电力系统计算，首先要掌握电力系统相应计算的数学模型；其次是运用合理的计算方法；第三则是选择合适的计算机语言编制计算程序。建立电力系统计算的相关数学模型，就是建立用于描述电力系统相应计算的有关参数间的相互关系的数学方程式。该数学模型的建立往往要突出问题的主要方面，即考虑影响问题的主要因素，而忽略一些次要因素，使数学模型既能正确地反映实际问题，又使计算不过于复杂。运用合理的计算方法，就是要求所选用的计算方法能快速准确地得出正确结果，同时还应要求在解算过程中占用内存少，以利提高计算机的解题规模。选择合适的语言编写程序，就是首先确定用什么计算机语言来编制程序；其次是作出计算的流程图；第三根据流程图用选择的语言编写计算程序。然后上机调试，直到语法上无错误。所编制的程序难免存在逻辑错误，因此先用一个已知结果的系统作为例题进行计算。用程序计算的结果和已知结果相比较，如果结果相差甚远就要逐步分析程序的计算步骤，查出问题的出处；如果结果比较接近，则逐步分析误差来源；直到结果正确为止。最后将所编制出的正确计算程序，用于电力系统的实际计算。2.电力系统短路计算计算机算法一般在电力系统短路计算中，多数情况下只要计算短路电流、电压的周期分量起始值。因此，电力系统短路电流计算的数学模型，可归结为求解短路故障初始状态下的等值电路稳态解的问题。对于三相对称短路，可建立一相等值电路的计算模型，对于不对称短路，则可应用对称分量法建立系统的正、负、零序网络，从而建立故障计算的序网模型。（1）对称短路计算有关数学模型和原理框图参见《电力系统分析（上册）》第6章6-1节。常用的计算方法为节点导纳矩阵法或节点阻抗矩阵法，其形成方法参见《电力系统分析（上册）》第4章。（2）简单不对称短路计算有关数学模型参见《电力系统分析（上册）》第8章8－4。常用的计算方法为节点导纳矩阵法或节点阻抗矩阵法，其形成方法参见《电力系统分析（上册）》第4章。根据对称短路计算原理框图格式试作出简单不对称短路计算原理框图。3．电力系统潮流计算计算机算法电力系统潮流计算是计算电力系统稳定运行状况，它根据已知的运行条件如节点负荷，电源情况及网络结线和各元件参数等来确定电力系统的运行状态，即各节点电压和支路电流。潮流计算是确定电力系统运行方式的基本计算，也是电力系统规划、设计及运行管理的基础。电力系统潮流计算的数学模型参见《电力系统分析（下册）》第十一章11-3节。常用的计算方法有牛顿－拉夫逊法或P-Q分解法，其方法的原理框图分别参见第十二章11-4节、11-5节。1．4实验要求1．在对称短路计算、简单不对称短路计算、潮流计算这三种计算中任选一种计算作为实验计算。计算机语言自选。2．设计、编制、调试出相关的通用计算程序。3．输入／输出数据一律以文件格式形成。4．对称短路计算（1）对称短路计算的输入／输出数据输入数据可考虑为以下两个部分：数据1：节点数、支路数、故障节点数据2：支路参数即支路首端号、支路末端号、支路电抗值输出数据为：节点导纳矩阵或阻抗矩阵、故障点电流、支路电流、各节点电压。（2）已知结果的例题参见《电力系统分析（上册）》第6章中例6－1。5．简单不对称短路计算（1）简单不对称短路计算的输入／输出数据输入数据可考虑为以下两个部分：数据1：节点数、支路数、故障节点数据2：支路参数即支路首端号、支路末端号、支路正序电抗值、负序电抗值、零序电抗值输出数据为：故障点电流、各支路电流、各节点电压的序分量和相分量。（2）已知结果的例题参见《电力系统分析（上册）》第8章中例8－5。6．潮流计算（１）潮流计算的输入／输出数据输入数据可考虑为以下三个部分：数据1：支路总数、节点总数、收敛精度、平衡节点号、平衡节点电压数据2：支路参数，每行为一条支路的参数，其中有：线路支路参数：支路首端节点号、支路末端节点号、线路电阻、线路电抗、1/2线路电纳变压器支路参数：支路首端节点号、支路末端节点号、支路电阻、支路电抗、非标准度变比数据3：节点参数即：PQ节点：有功给定值、无功给定值、节点号（>0）（功率以注入为正）PV节点：有功给定值、电压给定值、节点号（<0）