辽宁工业大学《电力系统分析》课程设计（论文）题目：电力系统单相断线计算与仿真（1）
院（系）：工程技术学院
专业班级:电气工程及
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起止时间：15-06-15至15-06-26
原始资料：系统如图
摘要
电力系统的设计和运行中，需要考虑到可能发生的故障和不正常的运行情况，防止其破坏对用户的供电和电气设备的正常工作。轻则造成电流增大，电压下降，从而危及设备的安全或使设备无法正常运行；重则将导致电力系统对用户的正常供电局部甚至全部遭到破坏，从而对国民经济造成重大损失
本论文主要介绍有关电力系统故障的基本概念及故障计算中标幺值的特点，并通过断线计算对电力系统的运行状态有一个初步的认识，同时对电力系统进行不对称故障的分析计算，主要内容为单相断线的分析计算，最后，通过Matlab软件对单相断线故障进行仿真，观察仿真后的波形变化，将单相断线运行计算结果与各时刻线路的仿真结果进行分析比较，得出结论。
关键词：单相断线；潮流计算；Matlab仿真
目录
第1章绪论 (1)
1.1电力系统概况 (1)
1.2本设计研究内容 (2)
第2章潮流计算 (3)
2.1潮流计算的意义 (3)
2.2等值电路图 (3)
2.3潮流计算 (4)
2.4A相断线时各电压与电流 (5)
第3章 MATLAB仿真 (10)
3.1MATLAB仿真电路图 (10)
3.2仿真结果分析比较 (11)
第4章课程设计总结 (13)
参考文献 (14)
第1章绪论
1.1电力系统概况
在电力系统的运行过程中，不可避免地会出现故障，尽管故障出现的几率很小，持续的时间也不长，但产生的后果却往往十分的严重。电力系统发生故障时，运行状态将经历剧变化，轻则造成电流增大，电压下降，从而危及设备的安全或使设备无法正常运行；重则将导致电力系统对用户的正常供电局部甚至全部遭到破坏，从而对国民经济造成重大损失，因此对电力系统故障应以高度重视。
作为电力系统三大计算之一，电力系统的故障计算主要计算电力系统的故障所引起的电磁暂态过程，即电参量（电压、电流）和磁参量（磁链）的变化情况，分析故障发生的原因及其产生的后果，从而为防止故障的发生和尽可能减少故障产生的损害提出有效措施。电力系统故障属暂态范围，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，而是采用一定工具（如拉普拉斯变换）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加复杂，此时常用的分析方法是尽量避开对不对称故障直接求解，而采用一定的工具（如对称分量变换）将不对称问题转化为对称问题的迭加进行处理，即把“不对称问题对称化”。这就是电力系统故障计算方法的特点。
凡造成电力系统运行不正常的任何连接或情况均称为电力系统的故障。电力系统的故障有多种类型，如短路、断线或它们的组合。短路称为横向故障，而断线故障又称为纵向故障。三相断线如同开断一条支路，一般不作为故障处理。断线又称为非全相运行，也是一种不对称故障。大多数情况下在电力系统中一次只有一处故障，称为简单故障或单重故障，但有时可能有两处或两处以上故障同时发生，称为复杂故障或多重故障。造成断线原因有很多，如导线因机械负荷过载或因质量事故断开，或某处发生单相接地后断路器将故障相断开等。电力系统发生不对称纵向故障时，虽然不像不对称短路那样引起超大的短路电流和电压的急剧下降，但会产生大的负序和零序电流。负序电流使发电机绕组过热，零序电流对通讯系统产生干扰，它们引起的电压电流不对称可能使某些继电保护误动作。因此必须掌握非全相运行的分析方法。
对故障端口进行戴维南等值，得到各序网络故障口电压方程式，式中故障端口电压和电流的各序分量之间的关系则由具体的边界条件确定。本文单相故障发生在a相，单相故障时的故障和两相故障时的非故障相通常称为特殊相。所谓特殊相，是指该相的状态有别于另外两相。我们把a相当作特殊相，同选取a相作为对称分量的基准相是一致的。在这种条件下，用对称分量表示的边界条件最为简单。
1.2本设计研究内容
电力系统故障总的来说可以分为两大类：横向故障和纵向故障。横向故障是指各种类型的短路，包括三相短路、两相短路、单相接地短路及两相接地短路。而我们这次研究的课题属于纵向故障。通过数据对系统进行分析比较，从而可以看出单相断线对电力系统的影响。本文通过对给定的系统进行潮流计算、求支路单相断线的各相电压和电流、计算各条支路电压和电流和对系统进各种不同A相断。最后将断线运行计算结果与各时刻断线的仿真结果进行分析比较，得出结论。而且通过对内容设计过程中的计算研究，我们将得到的数据记录并运用在Matlab 仿真中。最后仿真与我们研究的内容对照呼应，相互验证。得出最后的结论。
第2章潮流计算
2.1潮流计算的意义
电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、各支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。
潮流计算也是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。
2.2等值电路图
图2.1等值电路图
2.3潮流计算
各元件参数标幺值如下（各元件及电源的各序阻抗均相同）：
T1：电阻0，电抗0.2，k=1.05，标准变比侧Y N 接线，另一侧Δ接线； L24: 电阻0.03，电抗0.08，对地容纳0.04； L23: 电阻0.023，电抗0.068，对地容纳0.03； L34: 电阻0.02，电抗0.06，对地容纳0.032；
G1：电阻0，电抗0.15，电压1.05；负荷功率：S1=0.45+j0.2，S2=0.5+j0.1 1.计算由发电机输出的功率：
3节点的运算负荷：
165.045.0018.0017.02.045.0342313j j j j Q j Q j S S +=--+=?+?+= 4节点的运算负荷
061.05.0022.0017.01.05.0242324j j j j Q j Q j S S +=--+=?+?+= 计算闭式网络的功率分布：
验算：
j S S 0217.0107.03423+=+
j S S 0226.0095.043+=+
017
.005.103.0212122
2323-=??-=-=?N V B Q 018
.005.1032.02
12122
3434-=??-=-=N V B Q 022
.005.104.0212122
2424-=??-=-=?N V B Q ()()()()j
j j j j j j j j Z Z Z Z S Z Z S S 13.10394.007
.003.007.0025.008.003.007.003.069.05.007.0025.008.003.0119.05.0)(24
342324
43423323+=++++++?+++++?+=
++++=()()()()j
j j j j j j j j Z Z Z Z S Z Z S S 103.1287.007.003.007.0025.008.003.008.003.0119.05.007.0025.007.003.069.005.0)(24
342323
33424434
--=++++++?+++++?+=
++++=
2.4 A相断线时各电压与电流
正序网络除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。
图2.2正序等效电路图
图2.3正序转化图
星角变换公式：
()()()()()02
.015
.015.02.0068.015
.0068.009.015.015.02.0068.015.015.02.004.015.015.02.0068.015.02.0068.0321213321312321321=+++?=++=
=+++?+=
++==++++?=++=X X X X X X X X X X X X X X X X X X
对正序电路图进行星角变换：
图2.4.星角转换图
由戴维南定理，对系统的正序、负序和零序网络进行化简，可得系统的等值电抗为：
()()18.007.004.009.01.0//04.008.0)1(j j j j j j j JX FF =++++= 根据上图所示 通过分流分压汇总计算得：
19.129.09.0=+=eq E
从故障口看正序网络，它是一个有源网络，可以用戴维南定理简化如下图的形式。
图2.5.正序化简图
负序电流能流通的元件与正序电流相同，但所有电源的负序电势为零。
因此，可以把正序网络中的各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在路分点引入代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得负序网络
图2.6负序等效电路图
在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三相零序电流大小相位及相位相同，它们必须经过大地（或架空地线、电缆包皮等）才能构成通路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的接法有密切的关系。
2.7零序等效电路图
故障处的边界条件为：
?
Fa I =0，0=?=??
?Fc Fb V V
这些条件相同的两相短路接地条件完全相似。若用对称分量表示则得：
?)1(F I +?)2(F I +?
)0(F I =0 ?
?)1(F V =?
?)2(F V =?
?)0(F V
故障处的各序电流为：
?
)1(F I =
)
//()0()2()1()0('
FF FF FF ff X X X j V
+?
?
)2(F I =?
+-
)1()
0()2()0(F FF FF FF I X X X
?
)0(F I =?
+-
)1()
0()2()2(F FF FF FF I X X X
非故障相电流：
?Fb I =?
???
? ?
?++-
)1()0()2()
0()2(2F FF FF FF FF I X X aX X a ?
Fc
I =?
???
? ??++-)1()0()2()0(2)2(F FF FF FF FF I X X X a X a 故障相的断口电压：
?
?F V =?
?)1(3F V =?
+)1()
0()2()0()2(3F FF FF FF FF I X X X X j
由正序2.1图可知：
=)1(FF X 1.6j
由负序图2.2可知：
=)2(FF X 1.55j
由零序2.7图可知：
16.0/3423124)0(j JX JX JX JX JX L L T L FF =++=
故障处各序电流为：
(
)
()
96.116.0//17.017.049
.0//)
0()2()1()
1()1(j j X X X j V I FF FF FF FF F -=+=
+=
?
?
()95.096.116
.017.016
.0)1()
0()2()
0()2(j j I X X X I F FF FF FF F =-?+-
=+-
=?
?
()01.196.116
.017.017
.0)1()
0()2()
2()0(j j I X X X I F FF FF FF F =-?+-
=+-
=?
?
非故障相电流为：
故障相断口电压为：
(
)(
)
()()
()
51
.152.296.116.017.0216.0217.0317.032233)
1()
0()2()
0()2()2(j j j I
X X X X j X I F FF FF FF FF FF Fc --=-?+??+?+?-=
+++-=??
(
)(
)
()()
()
51.152.296.116.017.0216.0217.0317.032233)
1()
0()2()
0()2()2(j j j I
X X X X j X I F FF FF FF FF FF Fb +-=-?+??+?-?-=
++--=
??
()25
.096.116
.017.016
.017.0333)1()
0()2()0()2()1(=-?+??=+=?=??
?
?j j
I X X X X j
V V F FF FF FF FF F F
第3章 Matlab仿真
3.1Matlab仿真电路图
系统仿真图如图3.1，图中断线故障是用三相故障元件来模拟的，在该模块的参数设置中选择A相断线，并将故障电阻设为100k（无穷大近似断线）。故障时间段可通过Transition times来安排故障起始时间和切除时间分别为0.13和0.25。其余模块的参数设置都要根据系统要求进行适当修改，设置后，就可以对系统开始仿真。
图3.1 Matlab仿真电路图
3.2仿真结果分析比较
断线故障是用三相故障元件来模拟的，在该模块的参数设置中选择A相断线，并将故障电阻设为100k（无穷大近似断线）。故障时间段可通过Transition times 来安排故障起始时间和切除时间分别为0.13和0.25。其余模块的参数设置都要根据系统要求进行适当修改，在此不再作过多叙述。对上述模型进行仿真前，需要选择仿真步长的算法，由于电力系统是带发电机的刚性系统，因此算法ode15s，ode23tb适合采用，仿真停止时间设定为0.4秒。经过一系列选择，设置后，就可以对系统开始仿真了。
仿真结果如图：
图3.2 故障点A相电压波形图
图3.3 故障点B相电压波形图
图3.4 故障点C相电压波形图
本文对小电流接地系统单相断线故障时负序电流的分布进行了研究,提出了基于负序电流和故障相电压的能量测度保护。并对单相断线故障产生的负序电流分布进行了详细的仿真分析。基于负序电流的能量测度断线保护具有如下特点:
(1) 单相断线故障产生的负序电流由故障点流向整个系统,其中绝大部分经故障线路流向电源。故障线路负序电流远大于非故障线路,方向与故障相电压相位和与流向系统的负序电流方向都相反。
(2) 单相断线故障产生的负序电流在系统中的分配不受中性点接地方式的影响,能量测度保护原理可以适合各种中性点接地方式。
(3) 故障线路的能量测度和非故障线路的能量测度正负相反，大小相差很大。故障线路的能量测度是整个系统最小负值，所提保护方案能可靠动作。
(4) 单相断线故障和单相接地故障的能量测度相差很大，在接地故障时所提保护方案不会误动。
(5) 此保护具有很高的可靠性和灵敏度。
本文首次对基于负序电流馈线断线保护进行了理论分析。该技术有待于进一步研究,以满足现场实际运行要求。
第4章课程设计总结
在电力系统的运行过程中，不可避免地会出现故障，尽管故障出现的几率很小，持续的时间也不长，但产生的后果却往往十分的严重。电力系统发生故障时，运行状态将经历剧变化，轻则造成电流增大，电压下降，从而危及设备的安全或使设备无法正常运行；重则将导致电力系统对用户的正常供电局部甚至全部遭到破坏，从而对国民经济造成重大损失，因此对电力系统故障应以高度重视电力系统故障计算是电力系统基本计算中的第二大计算。本文内容分为三章：第一章主要介绍电力系统故障的分类以及主要介绍本文要求的单相断线的基本情况。第二章主要对电路进行正序、负序、零序等效电路。用潮流计算等方法计算出L34处A相断线的各节点的电压电流和各支路的电压电流。第三章主要用Matlab 仿真进行进一步的分析单相断线对电力系统的影响。
从电力工程实验角度讲，由于现代电力系统是一个超高压、大容量、跨区域的巨大联合动力系统，许多大型电力实验一则实际条件难以满足，二则系统的安全运行也不允许进行实验。将Matlab仿真引入，可以改变脱离实际工程的困难。用了Matlab的模块的图形可视化和交互功能。通过仿真电路，改变关键参数观察该参数对整个系统的影响过程，使我们对知识印像深刻。
参考文献
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社.2003.12
华中科技大学 信息工程学院课程设计报告书题目: 电力系统潮流计算 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年 11 月 10 日
2015年11月12日
信息工程学院课程设计成绩评定表
摘要 电力系统稳态分析包括潮流计算和静态安全分析。本文主要运用的事潮流计算，潮流计算是电力网络设计与运行中最基本的运算，对电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到各种电网各节点的电压，并求得网络的潮流及网络中的各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。本位就是运用潮流计算具体分析，并有MATLAB仿真。 关键词：电力系统潮流计算 MATLAB仿真
Abstract Electric power system steady flow calculation and analysis of the static safety analysis. This paper, by means of the calculation, flow calculation is the trend of the power network design and operation of the most basic operations of electric power network, various design scheme and the operation ways to tide computation, can get all kinds of each node of the power grid voltage and seek the trend of the network and the network of the components of the power loss, and getting electric power. The standard is to use the power flow calculation and analysis, the specific have MATLAB simulation. Key words: Power system; Flow calculation; MATLAB simulation
单相断线故障的分析 一、单相断线运行的理论分析 电力系统在非全相运行时，在一般情况下，没有危险的大电流和高电压产生（在某些情况下，例如带有并联电抗器的超高压线路，在一定条件下会产生工频谐振过电压）。但是，负序电流和零序电流可能引起某些继电保护误动作。下面简单介绍非全相运行的方法。 110kV断路器操作机构均采用三相机构,开关本体基本不会 出现非全相运行;同时110kV线路杆塔相对于35kV线路杆塔要高,出现单相断线的概率同样很小,运 行值班人员很少遇见110kV线路单相断线故障。 110kV配电网发生单相断线时故障分析在电力系统实际运行中，线路断线故障发生的概率较小，故110 kV及以下电压等级的线路保护在整定计算时不考虑断线故障的影响，这就造成当小概率的断线故障发生时，电力系统继电保护及自动装置往往会出现不可预料的动作情况，因此，总结并分析断线故障发生时的相关规律，对电力系统运行人员（特别是调度员）分析判断并迅速处理故障具有十分重要的意义。 有没有故障相别显示？无测距参数？ 发生断线的T接线路负荷电流，根据仿真系统相电流有效值为1.06kA，(一般110kV输电线路600－1200A)辛村变电站间隙过电流保护动作，整定值为100A。 当220 kV线路发生单相一侧断线故障后,220 kV线路电流和末端变电站变压器各侧电压的大小,与变压器中性点接地方式及断线前所带负荷均有关系, 对单侧供电的220 kV变电站,当220 kV线路发生单相(A相)一侧断线故障后(1) 220 kV 线路健全相电流将增大,增大的幅度与变压器220 kV中性点是否接地运行有关,变压器220 kV中性点不接地运行,健全相电流增幅更大。变压器220 kV中性点不接地运行时,220 kV线路负序电流稳态值超过了断线前的负荷电流。断线相A相及变压器110 kV和10 kV侧相电压都将降低。健全相三侧相电压降低与否,与变压器所带负荷的大小及变压器220 kV中性点是否接地运行有关,变压器所带负荷越大,三侧相电压降幅越大,变压器220 kV中性点不接地运行时,相电压降幅更大。
目录 摘要 (1) 1.任务及题目要求 (2) 2.计算原理 (3) 2.1牛顿—拉夫逊法简介 (3) 2.2牛顿—拉夫逊法的几何意义 (7) 3计算步骤 (7) 4.结果分析 (9) 小结 (11) 参考文献 (12) 附录：源程序 (13) 本科生课程设计成绩评定表 (32)
摘要 电力系统的出现，使高效，无污染，使用方便，易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生率第二次技术革命。电力系统的规模和技术水准已经成为一个国家经济发展水平的标志之一。 电力系统稳态分析包括潮流计算和静态安全分析。电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。 在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。 关键词：电力系统潮流计算牛顿-拉夫逊法
课程设计报告 学生:学号： 学院: 班级: 题目: 电力系统潮流计算课程设计
课设题目及要求 一 .题目原始资料 1、系统图：两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。 2、发电厂资料： 母线1和2为发电厂高压母线，发电厂一总装机容量为（ 300MW ），母线3为机压母线，机压母线上装机容量为（ 100MW ），最大负荷和最小负荷分别为50MW 和20MW ；发电厂二总装机容量为（ 200MW ）。 3、变电所资料： (一) 变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为：35KV 10KV 35KV 10KV (二) 变电所的负荷分别为： 60MW 40MW 40MW 50MW (三) 每个变电所的功率因数均为cos φ=0.85； 变电所1 变电所母线 电厂一 电厂二
(四) 变电所1和变电所3分别配有两台容量为75MVA 的变压器，短路损 耗414KW ，短路电压（%）=16.7；变电所2和变电所4分别配有两台容 量为63MVA 的变压器，短路损耗为245KW ，短路电压（%）=10.5； 4、输电线路资料： 发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为Ω17.0，单位长度的电抗为Ω0.402，单位长度的电纳为S -610*2.78。 二、 课程设计基本容： 1. 对给定的网络查找潮流计算所需的各元件等值参数，画出等值电路图。 2. 输入各支路数据，各节点数据利用给定的程序进行在变电所在某一负荷 情况下的潮流计算，并对计算结果进行分析。 3. 跟随变电所负荷按一定比例发生变化，进行潮流计算分析。 1) 4个变电所的负荷同时以2%的比例增大； 2) 4个变电所的负荷同时以2%的比例下降 3) 1和4号变电所的负荷同时以2%的比例下降，而2和3号变电所的 负荷同时以2%的比例上升； 4. 在不同的负荷情况下，分析潮流计算的结果，如果各母线电压不满足要 求，进行电压的调整。（变电所低压母线电压10KV 要求调整围在9.5-10.5 之间；电压35KV 要求调整围在35-36之间） 5. 轮流断开支路双回线中的一条，分析潮流的分布。（几条支路断几次） 6. 利用DDRTS 软件，进行绘制系统图进行上述各种情况潮流的分析，并进 行结果的比较。 7. 最终形成课程设计成品说明书。 三、课程设计成品基本要求： 1. 在读懂程序的基础上画出潮流计算基本流程图 2. 通过输入数据，进行潮流计算输出结果 3. 对不同的负荷变化，分析潮流分布，写出分析说明。 4. 对不同的负荷变化，进行潮流的调节控制，并说明调节控制的方法，并 列表表示调节控制的参数变化。 5. 打印利用DDRTS 进行潮流分析绘制的系统图，以及潮流分布图。
============================================================ 电网互联技术可以合理利用能源资源，具有显著的经济效益，因而得到了十分迅速的发展，但它同时也带来了一些新的问题。 随着电力网络互联程度的不但提高，系统越来越庞大，运行方式越来越复杂，保证系统安全可靠运行的难度也越来越大，使电网的安全稳定问题越来越突出。在现代大电网中，各区域、各部分互相联系、密切相关、在运行过程中互相影响。如果电网结构不完善，缺少必要的安全措施，一个局部的小扰动或异常运行也可能引起全系统的连锁反应，甚至造成大面积的系统瓦解。 电力系统受干扰后，凭借系统本身固有能力和控制设备的作用，在有限的时 才会稳定，只要时间间隔略大，其解就会不稳定。目前很难去精确地去定义哪些微分方程是刚性方程，但是大体的想法是：这个方程的解包含有快速变化的部分。 目前，电力系统暂态稳定分析方法基本分为两种。 1、数值积分方法 又称间接法，其基本思想是用数值积分方法求出描述受扰运动微分方程组的时间解，然后用各发电机转子之间相对角度的变化判断系统的稳定性。数值积分法由于可以适应各种不同详细程度的元件数学模型，且分析结果准确、可靠，所以得到了广泛的实际应用，并一直作为一种标准方法来考察其他分析方法的正确性和精度。 2、直接法 不需要求解微分方程组，而是通过构造一个类似于“能量”的标量函数，即李雅普诺夫函数，并通过检查该函数的时变性来确定非线性系统的稳定性质，它是一种定性的方法。由于构造李雅普诺夫函数比较困难，因此目前电力系统暂态稳定分析的直接法仅限于比较简单的数学模型，或用暂态能量函数近似李雅普诺夫函数，其分析结果尚不能令人完全满意。 ?1、微分方程： 在暂态稳定计算程序中，一般对发电机、励磁系统、原动机、调速系统和感应电动机负荷等元件分别设置一些典型的数学模型。这些典型的数学模型既考虑类型的区别(例如汽轮机和水轮机的区别)，又考虑不同的精度要求(例如考虑或不考虑阻尼绕组等)。 ?2、代数方程： 代数方程式的形成与所采用的计算方法有关。当采用交替求解法时，代数方程通常只含网络方程，其中各节点的注人电流由发电机定子电压平衡方程、负荷功率或感应电动机定子电流电压方程决定。
题目：潮流计算与matlab 教学单位电气信息学院姓名 学号 年级 专业电气工程及其自动化指导教师 职称副教授
摘要 电力系统稳态分析包括潮流计算和静态安全分析。本文主要运用的事潮流计算，潮流计算是电力网络设计与运行中最基本的运算，对电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到各种电网各节点的电压，并求得网络的潮流及网络中的各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。本位就是运用潮流计算具体分析，并有MATLAB仿真。 关键词：电力系统潮流计算 MATLAB Abstract Electric power system steady flow calculation and analysis of the static safety analysis. This paper, by means of the calculation, flow calculation is the trend of the power network design and operation of the most basic operations of electric power network, various design scheme and the operation ways to tide computation, can get all kinds of each node of the power grid voltage and seek the trend of the network and the network of the components of the power loss, and getting electric power. The standard is to use the power flow calculation and analysis, the specific have MATLAB simulation. Key words: Power system; Flow calculation; MATLAB simulation
电力系统暂态稳定实验 一、实验目的 1 ?通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。 2?学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 3?用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。 二、原理与说明 电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 正常运行时发电机功率特性为：P1=( Eo x Uo)x sin S i/X1 ; 短路运行时发电机功率特性为：P2=( Eo x Uo)x sin S 2X2 ; 故障切除发电机功率特性为：P3 =( Eo x Uo)x sin S 3/X3 ; 对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件 是切除故障角S c小于S max S max可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，S max也不同，使对故障切除的时间要求也不同。 同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使S max增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重 合闸，使系统进入正常工作状态。这二种方法都有利于提高系统的稳定性。 三、实验项目与方法 (一)短路对电力系统暂态稳定的影响 1 ?短路类型对暂态稳定的影响 本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相间短路，两相接 地短路和三相短路试验。 固定短路地点，短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一回线发生某种类型短路，经一定时间切除故障成单回线运行。短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切。 在手动励磁方式下通过调速器的增 (减)速按钮调节发电机向电网的出力，测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率，并进行比较，分析不同故障类型对暂态稳定的影响。将实验结果与理论分析结果进行分析比较。P max为系统可以稳定输出的极限，注意观察有功表 的读数，当系统出于振荡临界状态时，记录有功表读数，最大电流读数可以从YHB-川型微机保护 装置读出，具体显示为： GL- 三相过流值 GA- A相过流值
第四章 电力系统潮流分析与计算 电力系统潮流计算是电力系统稳态运行分析与控制的基础，同时也是安全性分析、稳定性分析电磁暂态分析的基础（稳定性分析和电磁暂态分析需要首先计算初始状态，而初始状态需要进行潮流计算）。其根本任务是根据给定的运行参数，例如节点的注入功率，计算电网各个节点的电压、相角以及各个支路的有功功率和无功功率的分布及损耗。 潮流计算的本质是求解节点功率方程，系统的节点功率方程是节点电压方程乘以节点电压构成的。要想计算各个支路的功率潮流，首先根据节点的注入功率计算节点电压，即求解节点功率方程。节点功率方程是一组高维的非线性代数方程，需要借助数字迭代的计算方法来完成。简单辐射型网络和环形网络的潮流估算是以单支路的潮流计算为基础的。 本章主要介绍电力系统的节点功率方程的形成，潮流计算的数值计算方法，包括高斯迭代法、牛顿拉夫逊法以及PQ 解藕法等。介绍单电源辐射型网络和双端电源环形网络的潮流估算方法。 4-1 潮流计算方程--节点功率方程 1. 支路潮流 所谓潮流计算就是计算电力系统的功率在各个支路的分布、各个支路的功率损耗以及各个节点的电压和各个支路的电压损耗。由于电力系统可以用等值电路来模拟，从本质上说，电力系统的潮流计算首先是根据各个节点的注入功率求解电力系统各个节点的电压，当各个节点的电压相量已知时，就很容易计算出各个支路的功率损耗和功率分布。 假设支路的两个节点分别为k 和l ，支路导纳为kl y ，两个节点的电压已知，分别为k V 和l V ，如图4-1所示。 图4-1 支路功率及其分布 那么从节点k 流向节点l 的复功率为（变量上面的“－”表示复共扼）： )]([l k kl k kl k kl V V y V I V S (4-1) 从节点l 流向节点k 的复功率为： )]([k l kl l lk l lk V V y V I V S (4-2) 功率损耗为： 2)()(kl kl l k kl l k lk kl kl V y V V y V V S S S (4-3)
电力系统单相断线计算与仿真(4) 辽宁工业大学 《电力系统分析》课程设计（论文）题目：电力系统单相断线计算与仿真（4） 院（系）：工程技术学院 专业班级：电气工程及 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间： 15-06-15至15-06-26
课程设计（论文）任务及评语 课程设计（论文）任务原始资料：系统如图 各元件参数标幺值如下（各元件及电源的各序阻抗均相同）： T1、T2：电阻0，电抗0.02，k=1.08，标准变比侧Y N接线，另一侧Δ接线； L24: 电阻0.03，电抗0.07，对地容纳0.03； L23: 电阻0.03，电抗0.08，对地容纳0.03； L34: 电阻0.025，电抗0.07，对地容纳0.032； G1、 G2：电阻0.01，电抗0.09，电压1.00； 负荷功率：S1=0.5+j0.15，S2=0.5=j0.1； 任务要求： 1 对系统进行潮流计算； 2 当L34支路发生A相断线时，计算系统中各节点的各相电压和电流； 3 计算各条支路各相的电压和电流； 4 在系统正常运行方式下，对各种不同时刻A相断线进行Matlab仿真； 5 将断线运行计算结果与各时刻断线的仿真结果进行分析比较，得出结论。 指导教师评 语及成绩 平时考核：设计质量：论文格式： 总成绩：指导教师签字： 年月日G1 T1 2 L24 4 S2 1:k L23 L34 3 S1
摘要 电力系统的设计和运行中，需要考虑到可能发生的故障和不正常的运行情况，防止其破坏对用户的供电和电气设备的正常工作。轻则造成电流增大，电压下降，从而危及设备的安全或使设备无法正常运行；重则将导致电力系统对用户的正常供电局部甚至全部遭到破坏，从而对国民经济造成重大损失。 本课设主要介绍有关电力系统故障的基本概念及故障计算中标幺值的特点，并通过断线计算对电力系统的运行状态有一个初步的认识，同时对电力系统进行不对称故障的分析计算，主要内容为单相断线的分析计算，最后，通过Matlab软件对单相断线故障进行仿真，观察仿真后的波形变化，将单相断线运行计算结果与各时刻线路的仿真结果进行分析比较，得出结论。 关键词：单相断线；潮流计算；Matlab仿真
10 电力系统暂态稳定性 10. 1习题 1) 什么是电力系统暂态稳定性？ 2）电力系统大扰动产生的原因是什么？ 3）为什么正常、短路、短路切除三种状态各自的总电抗不同？对单机无限大供电系统为什么Ⅰ＜Ⅲ＜Ⅱ？PⅠ·max＞PⅢ·max＞PⅡ·max？ 4）短路情况下Ⅱ如何计算？ 5）什么是加速面积？什么是减速面积？什么是等面积定则？ 6）单机无限大供电系统，设系统侧发生三相短路，试问短路时功率极限是多少？ 7）什么是极限切除角？ 8）若系统发生不对称短路，短路切除后最大可能减速面积大于短路切除前的加速面积，系统能否暂态稳定？若最大可能减速面积小于加速面积发生什么不稳定？ 9）分段法中t=0时和故障切除时过剩功率如何确定？ 10）写出分段法的计算步骤。 11）为什么说欧拉法是折线法？每段折线如何确定？ 12）改进欧拉法在何处做了改进？ 13）写出改进欧拉法的计算步骤。 14）用图解说明单相自动重合闸为什么可以提高暂态稳定性？ 15）试说明快关汽轮机汽门、连锁切机有何相同与不同？ 16）提高电力系统暂态稳定的具体措施有哪些种？原理是什么？ 17）提高电力系统暂态稳定的措施在正常运行时是否投入运行？ 18）解列点的选择应满足什么要求？ 19）异步运行时为什么系统需要有充足的无功功率？什么是振荡中心？ 设已知系统短路前、短路时、短路切除后三种情况的以标幺值表示的功角特性曲线：=2、=0.5、=1.5及输入发电机的机械功率=1。 求极限切除角。 20）供电系统如图10- 1所示，各元件参数： 发电机G：P N=240MW，U N=10.5kV,，，X2=0.44，T J =6S，发 电机G电势以E‘表示；变器T1的S N为300MVA，U N为10.5/242kV，X T1=0.14 T2的S N为 280MVA，U N为220/121kV，X T2=0.14电力线路长l=230km每回单位长度的正序电抗X1= 0.42Ω/km，零序电抗X0=4X1。 P=220MW
电力系统单相缺相故障分析 发表时间：2018-11-11T12:05:49.390Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：谷剑峰何寅 [导读] 摘要：确保电力系统运行安全始终是确保电能运输安全、合理的基础保障。 （国网浙江安吉县供电有限公司 313300） 摘要：确保电力系统运行安全始终是确保电能运输安全、合理的基础保障。然而，电力系统在实际运行过程中，较容易受到自身因素或者人为操作因素的影响，而出现不同程度的隐患问题，如电力系统单相缺相故障等，亟待相关人员结合具体情况进行及时解决。针对于此，文章主要以电力系统单相缺相故障为例，分析基于不同运行方式下，电力系统在出现单相缺相故障时，零序网络的变化情况。结合具体变化情况，提出异常处置防范措施，以供参考。 关键词：电力系统；单相缺相故障；短路故障 一般来说，当电力系统出现缺相故障时，往往会伴随零序电压的出现。而一旦出现零序电压往往会对电力系统的正常运行造成一定程度的影响，需要运维人员采取切实可行的预防措施予以解决。结合以往实践经验来看，隔离故障时往往需要重点考虑零序网络与零序电流的变化情况。运维人员要根据零序网络与零序电流的实际情况，采取合理的预防措施。与此同时，针对验收、操作等环节，提出安全、可靠的防范措施，以达到规避防继电保护误动的情况，为电力系统的稳定运行提供坚实保障。 1 关于电力系统故障问题的概述 电力系统不对称故障的一种表现类型为短路故障，而短路故障往往被称为横向故障。主要是指网络的某个节点位置出现相与相或者相与零电位点之间存在不正常接通情况，因此造成该节点位置与地形成故障端口。在分析不对称短路故障过程中，我们往往在故障端口处，插入一组不对称电源，以用来代替现实存在的不对称情况。并将不对称电源合理分解成为正序、负序以及零序分量。以此为基础，结合叠加原理，分别进行分析与计算[1]。 电力系统不对称故障另一种类型被称作纵向故障。主要是指网络中的两个相邻节点之间存在不正常断开情况，或者出现明显三项阻抗不平衡情况，主要表现为断路器分合三相不同期、导线单相断线等情况。如此一来，这两个相邻节点之间会形成故障端口。与横向故障分析方法类似，基本上也需要在故障端口间放置一组不对称电源，利用对称分量法特性进行分析与研究，得出具体的故障类型，采取对应的方法进行及时解决。 2 电力系统正常运行方式概述 文章主要以德安-湖安接线为主要研究对象。220KV系统为合环运行模式，而110KV为开环运行模式。110KV系统接地点位置都设置在220KV站附近[2]。需要注意的是，110KV站必须确保中性点不接地。正常运行方式可大致分为以下步骤：（1）除中性点刀闸K1及K5在合位之外，下图1中其它的中性点刀闸必须确保分位状态。 （2）德安母断路器600、500应处于合位状态。 （3）龙夏线带湖安变全站负荷，主要针对母联隔离开关5001与5002而言，必须确保其处于合位状态。与此同时，龙夏B热备用。需要注意的是，湖安侧502断路器必须处于分位状态，必须配置进线备自投使用。 3 基于不同运行方式下的电力系统缺相故障分析 假设德安变龙夏线508A相缺相运行，等效复合序网的运行会发生一定变化，具体如图。 注：X1—X4 为等效电抗；f1—f2 为故障端口；（0）-（2）为分别代表零序、正序、负序；U为故障端口的对称电源；E为系统电源； 图1 系统结构图 3.1 检修方式下故障分析（508 缺相） 倘若德安变508断路器在送电过程中，A相位置未合到位，且操作人员并未及时发现，很容易造成A相缺相运行。如果此时继续对湖安110KVII母与2号实行主变送电模式，很容易出现508缺相问题，并造成以下影响： 首先，处于零序网络状态时，湖安变受到缺相问题的影响，5001与5002会出现分位情况。且零序电流在回路I中无法形成有效的通路，多会在回路II位置处形成有效的通路。倘若此时合上2号主变520断路器，势必会在回路II中形成零序电流通路模式。在连续不断地运行条件下，德安变1号极大可能会出现主变零序电流保护误动情况，不利于电力系统的平稳运行。 其次，如果处于德安变508断路器A相未合到位情况时，湖安侧存在带上负荷情况，极有可能造成A相动静触头间放电问题。尤为注意的是，如果线路出现相间短路且存在叠加故障的时候，稍有不慎，很容易造成断路器爆炸事故，不但会对人身安全造成不利影响，同时也会对电网运行安全带来危害影响，造成无法估量的经济损失。 最后，受到德安1号主变110KV中性点接地的相关影响，德安110KV涉及到的I、II母电压基本上不会受到任何影响，多处于平衡状态。因此，对于此时的德安2号主变中性点而言，几乎不存在电位变化。 3.2 正常运行方式下故障分析（508 缺相） 保持正常运行状态不变，倘若线路出现断线等故障问题，很有可能造成龙夏线508A相处于缺相运行状态。
电力系统分析潮流计算报告
目录 一．配电网概述 (3) 1.1 配电网的分类 (3) 1.2 配电网运行的特点及要求 (3) 1.3 配电网潮流计算的意义 (4) 二．计算原理及计算流程 (4) 2.1 前推回代法计算原理 (4) 2.2 前推回代法计算流程 (7) 2.3主程序清单： (9) 2.4 输入文件清单： (11) 2.5计算结果清单： (12) 三．前推回代法计算流程图 (13) 参考文献 (14)
一．配电网概述 1.1 配电网的分类 在电力网中重要起分配电能作用的网络就称为配电网； 配电网按电压等级来分类，可分为高压配电网（35—110KV），中压配电网（6—10KV，苏州有20KV的），低压配电网（220/380V）； 在负载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。 按供电区的功能来分类，可分为城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。 在城市电网系统中,主网是指110KV及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压（220KV及以上）电网的作用。 配电网是指35KV及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源。 从投资角度看，我国与国外先进国家的发电、输电、配电投资比率差异很大，国外基本上是电网投资大于电厂投资，输电投资小于配电投资。我国刚从重发电轻供电状态中转变过来，而在供电投资中，输电投资大于配电投资。从我国城网改造之后，将逐渐从输电投资转入配电建设为主。 本文是基于前推回代法的配电网潮流分析计算的研究，研究是是以根节点为10kV的电压等级的配电网。 1.2 配电网运行的特点及要求 配电系统相对于输电系统来说，由于电压等级低、供电范围小，但与用户直接相连，是供电部门对用户服务的窗口，因而决定了配电网运行有如下特点和基本要求：
《电力系统潮流上机》课程设计报告 院系：电气工程学院 班级：电088班 学号： 0812002221 学生姓名：刘东昇 指导教师：张新松 设计周数：两周 日期：2010年 12 月 25 日
一、课程设计的目的与要求 目的：培养学生的电力系统潮流计算机编程能力，掌握计算机潮流计算的相关知识 要求：基本要求： 1.编写潮流计算程序； 2.在计算机上调试通过； 3.运行程序并计算出正确结果； 4.写出课程设计报告 二、设计步骤： 1.根据给定的参数或工程具体要求（如图），收集和查阅资料；学习相关软件（软件自选：本设计选择Matlab进行设计）。 2.在给定的电力网络上画出等值电路图。 3.运用计算机进行潮流计算。 4.编写设计说明书。 三、设计原理 1．牛顿-拉夫逊原理 牛顿迭代法是取x0 之后，在这个基础上，找到比x0 更接近的方程的跟，一步一步迭代，从而找到更接近方程根的近似跟。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f(x) = 0 的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、复根。电力系统潮流计算，一般来说，各个母线所供负荷的功率是已知的，各个节点电压是未知的（平衡节点外）可以根据网络结构形成节点导纳矩阵，然后由节点导纳矩阵列写功率方程，由于功率方程里功率是已知的，电压的幅值和相角是未知的，这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。为了便于用迭代法解方程组，需要将上述功率方程改写成功率平衡方程，并对功率平衡方程求偏导，得出对应的雅可比矩阵，给未知节点赋电压初值，一般为
额定电压，将初值带入功率平衡方程，得到功率不平衡量，这样由功率不平衡量、雅可比矩阵、节点电压不平衡量（未知的）构成了误差方程，解误差方程，得到节点电压不平衡量，节点电压加上节点电压不平衡量构成新的节点电压初值，将新的初值带入原来的功率平衡方程，并重新形成雅可比矩阵，然后计算新的电压不平衡量，这样不断迭代，不断修正，一般迭代三到五次就能收敛。 牛顿—拉夫逊迭代法的一般步骤： （1）形成各节点导纳矩阵Y。 （2）设个节点电压的初始值U和相角初始值e 还有迭代次数初值为0。 （3）计算各个节点的功率不平衡量。 （4）根据收敛条件判断是否满足，若不满足则向下进行。 （5）计算雅可比矩阵中的各元素。 （6）修正方程式个节点电压 （7）利用新值自第（3）步开始进入下一次迭代，直至达到精度退出循环。 （8）计算平衡节点输出功率和各线路功率 2．网络节点的优化 １）静态地按最少出线支路数编号 这种方法由称为静态优化法。在编号以前。首先统计电力网络个节点的出线支路数，然后，按出线支路数有少到多的节点顺序编号。当由n 个节点的出线支路相同时，则可以按任意次序对这n 个节点进行编号。这种编号方法的根据是导纳矩阵中，出线支路数最少的节点所对应的行中非零元素也２）动态地按增加出线支路数最少编号在上述的方法中，各节点的出线支路数是按原始网络统计出来的，在编号过程中认为固定不变的，事实上，在节点消去过程中，每消去一个节点以后，与该节点相连的各节点的出线支路数将发生变化(增加，减少或保持不变)。因此，如果每消去一个节点后，立即修正尚未编号节点的出线支路数，然后选其中支路数最少的一个节点进行编号，就可以预期得到更好的效果，动态按最少出线支路数编号方法的特点就是按出线最少原则编号时考虑了消去过程中各节点出线支路数目的变动情况。 3．MATLAB编程应用 Matlab 是“Matrix Laboratory”的缩写，主要包括：一般数值分析，矩阵运算、数字信号处理、建模、系统控制、优化和图形显示等应用程序。由于使用Matlab 编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不像学习高级语言那样难于掌握，而且编程效率和计算效率极高，还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝，所以它的确为一高效的科研助手。 四、设计内容
电力系统分析课程设计 设计题目9节点电力网络潮流计算 指导教师 院（系、部）电气与控制工程学院 专业班级 学号 姓名 日期
电气工程系课程设计标准评分模板
目录 1 PSASP软件简介 (1) 1.1 PSASP平台的主要功能和特点 (1) 1.2 PSASP的平台组成 (2) 2 牛顿拉夫逊潮流计算简介 (3) 2.1 牛顿—拉夫逊法概要 (3) 2.2 直角坐标下的牛顿—拉夫逊潮流计算 (5) 2.3 牛顿—拉夫逊潮流计算的方法 (6) 3 九节点系统单线图及元件数据 (7) 3.1 九节点系统单线图 (7) 3.2 系统各项元件的数据 (8) 4 潮流计算的结果 (10) 4.1 潮流计算后的单线图 (10) 4.2 潮流计算结果输出表格 (10) 5 结论 (14)
电力系统分析课程设计任务书9节点系统单线图如下： 基本数据如下：
表3 两绕组变压器数据 负荷数据
1 PSASP软件简介 “电力系统分析综合程序”（Power System Analysis Software Package,PSASP）是一套历史悠久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序，是高度集成和开发具有我国自主知识产权的大型软件包。 基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，PSASP可进行电力系统（输电、供电和配电系统）的各种计算分析，目前包括十多个计算机模块，PSASP的计算功能还在不断发展、完善和扩充。 为了便于用户使用以及程序功能扩充，在PSASP7.0中设计和开发了图模一体化支持平台，应用该平台可以方便地建立电网分析的各种数据，绘制所需要的各种电网图形（单线图、地理位置接线图、厂站主接线图等）；该平台服务于PSASP 的各种计算，在此之外可以进行各种分析计算，并输出各种计算结果。 1.1PSASP平台的主要功能和特点 PSASP图模一体化支持平台的主要功能和特点可概括为： 1. 图模支持平台具备MDI多文档操作界面，是一个单线图图形绘制、元件数据录入编辑、各种计算功能、结果显示、报表和曲线输出的集成环境。用户可以方便地建立电网数据、绘制电网图形、惊醒各种分析计算。人机交互界面全部汉化，界面良好，操作方便。 2. 真正的实现了图模一体化。可边绘图边建数据，也可以在数据已知的情况下进行图形自动快速绘制；图形、数据自动对应，所见即所得。 3. 应用该平台可以绘制各种电网图形，包括单线图、地理位置接线图、厂站主接线图等。 ●所有图形独立于各种分析计算，并为各计算模块所共享； ●可在图形上进行各种计算操作，并在图上显示各种计算结果； ●同一系统可对应多套单线图，多层子图嵌套； ●单线图上可细化到厂站主接线结构；
课程设计论文 基于MATLAB的电力系统潮流计算 学院:电气工程学院 专业:电气工程及自动化 班级:电自0710班 学号:0703110304 姓名: 马银莎
内容摘要 潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压（幅值和相角），各支路流过的功率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。 潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法是数学上解非线性方程组的有效方法，有较好的收敛性。运用电子计算机计算一般要完成以下几个步骤：建立数学模型，确定解算方法，制订计算流程，编制计算程序。 关键词 牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson）变压器及非标准变比无功调节 高斯消去法潮流计算Mtlab
一 .电力系统潮流计算的概述 在电力系统的正常运行中，随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变，网络中的损耗也将发生变化。要严格保证所有的用户在任何时刻都有额定的电压是不可能的，因此系统运行中个节点出现电压的偏移是不可避免的。为了保证电力系统的稳定运行，要进行潮流调节。 随着电力系统及在线应用的发展，计算机网络已经形成，为电力系统的潮流计算提供了物质基础。电力系统潮流计算是电力系统分析计算中最基本的内容，也是电力系统运行及设计中必不可少的工具。根据系统给定的运行条件、网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线电压的幅值及相角、各元件中流过的功率、整个系统的功率损耗等。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节，因此潮流计算在电力系统的规划设计、生产运行、调度管理及科学研究中都有着广泛的应用。它的发展主要围绕这样几个方面：计算方法的收敛性、可靠性；计算速度的快速性；对计算机存储容量的要求以及计算的方便、灵活等。 常规的电力系统潮流计算中一般具有三种类型的节点：PQ 、PV 及平衡节点。一个节点有四个变量，即注入有功功率、注入无功功率，电压大小及相角。常规的潮流计算一般给定其中的二个变量：PQ 节点（注入有功功率及无功功率），PV 节点（注入有功功率及电压的大小），平衡节点（电压的大小及相角）。 1、变量的分类： 负荷消耗的有功、无功功率——1L P 、1L Q 、2L P 、2L Q 电源发出的有功、无功功率——1G P 、1G Q 、2G P 、2G Q 母线或节点的电压大小和相位——1U 、2U 、1δ、2δ 在这十二个变量中，负荷消耗的有功和无功功率无法控制，因它们取决于用户，它们就称为不可控变量或是扰动变量。电源发出的有功无功功率是可以控制的自变量，因此它们就称为控制变量。母线或节点电压的大小和相位角——是受控制变量控制的因变量。其中, 1U 、2U 主要受1G Q 、2G Q 的控制, 1δ、2δ主要受 1G P 、2G P 的控制。这四个变量就是简单系统的状态变量。 为了保证系统的正常运行必须满足以下的约束条件： 对控制变量 max min max min ;Gi Gi Gi Gi Gi Gi Q Q Q P P P <<<< 对没有电源的节点则为 0;0==Gi Gi Q P 对状态变量i U 的约束条件则是 m a x m i n i i i U U U <<
中南大学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 本科毕业论文(设计) 论文题目简单电力系统暂态稳定性计算与仿真 学生姓名李妞妞 指导老师 学院中南大学继续教育学院 专业班级电气工程及其自动化2014专升本 完成时间2016年5月1日
毕业论文（设计）任务书 函授站(点): 江西应用工程职业学院继续教育分院专业: 电气工程及其自动化 注：本任务书由指导教师填写并经审查后，一份由学生装订在毕业设计（论文）的封面之后，原件存函授站。
毕业设计（论文）成绩单
摘要 随着电力工业的迅速发展，电力系统的规模日益庞大和复杂，出现的各种故障，会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁，并有可能导致电力系统事故的扩大，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题，依据电网用电供电系统电路模型要求，因此，论文利用MATLAB 的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网可能遇到的多种故障方面运行的需要。 论文以MATLAB R2009b电力系统工具箱为平台，通过SimPowerSyetem 搭建了电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型，设计得到了在该系统发生各种短路接地故障并故障切除的仿真结果。 本文做的主要工作有： （1）Simulink下单机—无穷大仿真系统的搭建 （2）系统故障仿真测试分析 通过实例说明，若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中，快速实现故障的自动诊断、检测，对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的意义。 关键词:电力系统；暂态稳定；MATLAB；单机—无穷大；
辽宁工业大学《电力系统分析》课程设计（论文） 题目：电力系统两相断线计算与仿真（4） 院（系）：电气工程学院 专业班级：电气 学号： 学生姓名： 指导教师：孙丽颖 教师职称：教授 起止时间：15-07-06至15-07-17
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘要 本文研究的主要内容为电力系统两相断线，也就是对于我们日常所用的三相电其中的两相发生断路，并计算其断点处的三相的各项电压跟电流以及系统图中各个节点的三相中各项的节点电压跟支路电流。在设计中需要先计算各元件的参数，再用对称分量法将系统电路分解为正序、负序、零序三个电路，并运用戴维南等效电路画出三序电路的等值电路。再计算当线路L3发生B、C两相断线时，系统中断点处的各项的电压跟电流以及每个节点的各相的电压和电流。最后在系统正常运行方式下，对线路L3的B、C两相断线进行Matlab仿真，将断线运行计算的预期结果与仿真图进行比较。 关键词：两相断线；对称分量法；戴维南等效电路
目录 第1章绪论 (1) 1.1电力系统断线概述 (1) 1.2本文设计内容 (1) 第2章电力系统不对称故障计算原理 (2) 2.1对称分量法基本原理 (2) 2.2三相序阻抗及等值网络 (2) 2.3两相断线故障的计算步骤 (2) 第3章电力系统两相断线计算 (4) 3.1系统等值电路及元件参数计算 (4) 3.2系统等值电路及其化简 (7) 3.3两相断线计算 (10) 第4章两相断线的仿真 (14) 4.1仿真模型的建立 (14) 4.2仿真结果及分析 (14) 第5章总结 (16) 参考文献 (17)
3 简单电力系统潮流计算 3．1 思考题、习题 1）电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么？电力线路始、末端的电容功率表达式是什 么？ 2）电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？ 3）什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整及输电效率？ 5）对简单开式网络、变电所较多的开式网络和环形网络潮流计算的内容及步骤是什么？ 6）变压器在额定状况下，其功率损耗的简单表达式是什么？ 9）为什么要对电力网络的潮流进行调整控制？调整控制潮流的手段主要有哪些？ 10）欲改变电力网络的有功功率和无功功率分布，分别需要调整网络的什么参数？ 16）110kV 双回架空线路，长度为150kM ，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm ， 三相导线几何平均距离为5m 。已知电力线路末端负荷为30+j15MVA ，末端电压为106kV ，求 始端电压、功率，并作出电压向量图。 17）220kV 单回架空线路，长度为200kM ，导线型号为LGJ-300，导线计算外径为24.2mm ， 三相导线几何平均距离为7.5m 。已知电力线路始端输入功率为120+j50MVA ，始端电压为 240kV ，求末端电压、功率，并作出电压向量图。 18）110kV 单回架空线路，长度为80kM ，导线型号为LGJ-95，导线计算外径为13.7mm ，三 相导线几何平均距离为5m 。已知电力线路末端负荷为15+j10MVA ，始端电压为116kV ，求末 端电压和始端功率。 19）220kV 单回架空线路，长度为220kM ，电力线路每公里的参数分别为： kM S b kM x kM r /1066.2,/42.0,/108.06111-?=Ω=Ω=、 线路空载运行，当线路末端电压为205kV ，求线路始端的电压。 20）有一台三绕组变压器，其归算至高压侧的等值电路如图3-1所示，其中 ,68~,45~,8.3747.2,5.147.2,6547.232321MVA j S MVA j S j Z j Z j Z T T T +=+=Ω+=Ω-=Ω+=当变压器变比 为110/38.5（1+5%）/6.6kV ，U 3=6kV 时，试计算高压、中压侧的实际电压。 图3- 1 图3-2