哈工大电力系统分析短路及潮流计算实验上机程序_电力系统分析短路计算
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上机实验
实验一
节点导纳阵生成和短路电流计算 实验二
简单系统的牛顿法潮流计算
姓名：
班级：
141班 学号：
实验说明：本程序的电路结构来自翁增银、何仰赞主编的《电力系统分析》的例题
实验一
节点导纳阵生成和短路电流计算
一、实验目的根据所给的电力系统，编制短路电流计算程序，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加深对电力系统分析的理解，同时加强计算机实际应用能力。
二、实验内容
1、编写数据输入、形成导纳阵程序
2、电力系统短路计算实用公式的计算程序及编制和调试
三、实验过程
1、程序代码及说明
%清屏 clear %读数据
fid=fopen('node5.txt','r');A=fscanf(fid,'%d',2);B=fscanf(fid,'%f',[5,A(2,1)]);fclose(fid);B=B';%求节点导纳矩阵
Y=zeros(A(1,1));
% 形成5×5的0阵
%%%%%====== %导纳阵元素计算 for a=1:1:A(2,1)
m=B(a,1);
n=B(a,2);
if B(a,5)>0
Y(m,m)=Y(m,m)+1/(B(a,3)+j*B(a,4));
Y(n,n)=Y(n,n)+1/(B(a,3)+j*B(a,4))/(B(a,5)^2);
Y(m,n)=-1/(B(a,3)+j*B(a,4))/B(a,5);
Y(n,m)=Y(m,n);
elseif B(a,5)
Y(m,m)=Y(m,m)+1/(B(a,3)+j*B(a,4))-j*B(a,5);
Y(n,n)=Y(n,n)+1/(B(a,3)+j*B(a,4))-j*B(a,5);
Y(m,n)=-1/(B(a,3)+j*B(a,4));
Y(n,m)=Y(m,n);
end end %%%%%========= Y(2,2)=Y(2,2)+j*0.01;Z=inv(Y);If=1/Z(3,3);
%接金属短路，Zf=0 for i=1:1:5
V(1,i)=1-Z(i,3)/Z(3,3);
end %%%========== %计算各支路电流 for a=1:1:A(2,1)
m=B(a,1);
n=B(a,2);
if B(a,5)>0
I(m,n)=(B(a,5)*V(1,m)-V(1,n))/(B(a,3)+j*B(a,4));
elseif B(a,5)
I(m,n)=(V(1,m)-V(1,n))/(B(a,3)+j*B(a,4));
end end %%%=========
fid=fopen('ans.txt','w');fprintf(fid,'Y_matrixn');
%%%========= %输出导纳阵 for i=1:1:5
for j=1:1:5
k=Y(i,j);
re=real(k);
fprintf(fid,'%8.4f',re);
im=imag(k);
if im
fprintf(fid,'%8.4fjt',im);
elseif im>=0
fprintf(fid,'+%8.4fjt',im);
end
end
fprintf(fid,'n');end %%%============
%%%============ %输出阻抗阵，导纳阵求逆 fprintf(fid,'Z_matrixn');for i=1:1:5
for j=1:1:5
k=Z(i,j);
re=real(k);
fprintf(fid,'%8.4f',re);
im=imag(k);
if im
fprintf(fid,'%8.4fjt',im);
elseif im>=0
fprintf(fid,'+%8.4fjt',im);
end
end
fprintf(fid,'n');end %%%===========
%%%=========== %打印输出短路电流
fprintf(fid,'If=');
re=real(If);
fprintf(fid,'%8.4f',re);
im=imag(If);
if im
fprintf(fid,'%8.4fjt',im);
elseif im>=0
fprintf(fid,'+%8.4fjt',im);
end fprintf(fid,'nVn');%%%==========
%%%========== %打印输出节点电压 for i=1:1:5
fprintf(fid,'Note%d:V%d=',i,i);
k=V(1,i);
re=real(k);
fprintf(fid,'%8.4f',re);
im=imag(k);
if im
fprintf(fid,'%8.4fjt',im);
elseif im>=0
fprintf(fid,'+%8.4fjt',im);
end
fprintf(fid,'n');end %%%==========
%%%========== %输出打印支路电流 fprintf(fid,'Ibrn');for i=1:1:5
for j=1:1:4
k=I(i,j);
re=real(k);
im=imag(k);
if(re~=0||im~=0)
fprintf(fid,'Branch%d--%d:I%d%d=',i,j,i,j);
fprintf(fid,'%8.4f',re);
if im
fprintf(fid,'%8.4fjn',im);
elseif im>=0
fprintf(fid,'+%8.4fjn',im);
end
end
end end %%%============
fclose(fid);
%关闭文件
附：'node5.txt'
2、程序输出结果 节点导纳阵：
节点阻抗阵：
短路电流：
If= 0.0001+ 0.1082j 节点电压：
各支路电流：
四、实验总结
这是我的第一次上机实验，感觉稍微有点难，主要还是在工具软件—C语言或者MATLAB的运用上，但是我相信，以后学习中，我会努力掌握的，这是我把理论应用于实际中的必要桥梁！
实验二
简单系统的牛顿法潮流计算
一、实验目的根据所给的电力系统，编制牛顿法潮流计算程序，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加深对电力系统分析的理解，同时加强计算机实际应用能力。
二、实验内容
电力系统潮流计算的计算程序设计及编制和调试。
三、程序框图
四、实验过程
1、实验程序及说明 clear fid=fopen('node4.txt','r');
%打开输入数据 A=fscanf(fid,'%f',8);
%读8个数 B=fscanf(fid,'%f',[5,A(2,1)]);C=fscanf(fid,'%f',[3,(A(1,1)-1)]);fclose(fid);B=B';C=C';B(2,5)=1/B(2,5);Y=zeros(A(1,1));
%得4×4的0阵
%%%================= %与前一实验同法求导纳阵 for a=1:1:A(2,1)
m=B(a,1);
n=B(a,2);
if B(a,5)>0
Y(m,m)=Y(m,m)+1/(B(a,3)+j*B(a,4));
Y(n,n)=Y(n,n)+1/(B(a,3)+j*B(a,4))/(B(a,5)^2);
Y(m,n)=-1/(B(a,3)+j*B(a,4))/B(a,5);
Y(n,m)=Y(m,n);
else if B(a,5)
Y(m,m)=Y(m,m)+1/(B(a,3)+j*B(a,4))-j*B(a,5);
Y(n,n)=Y(n,n)+1/(B(a,3)+j*B(a,4))-j*B(a,5);
Y(m,n)=-1/(B(a,3)+j*B(a,4));
Y(n,m)=Y(m,n);
end
end end %%%===================
%%%=================== %节点电压赋初值
Q=zeros(2*A(1,1),1);
for i=1:1:(A(1,1)-1)
if C(i,3)>0
Q(2*i-1,1)=C(i,3);
Q(2*i,1)=0;
else
Q(2*i-1,1)=1;
Q(2*i,1)=0;
end
Q(2*A(3,1)-1,1)=A(4,1);
Q(2*A(3,1),1)=0;end
fid=fopen('answer.txt','w');fprintf(fid,'====================节点电压V=============================n');fprintf(fid,'迭代计数tt V1=e1+jf1tttt V2=e2+jf2ttttV3=e3+jf3ttn');%%%=======================求W阵=================================== W=zeros(2*(A(1,1)-1),50);
for x=1:1:50
%设置迭代次数为50次
for i=1:1:A(7,1)
k=C(i,1);
p=0;
q=0;
m=0;
n=0;
for j=1:1:A(1,1)
g=real(Y(k,j));
b=imag(Y(k,j));
e=Q(2*j-1,1);
f=Q(2*j,1);
p=p+g*e-b*f;
q=q+g*f+b*e;
m=m+g*e-b*f;
n=n+g*f+b*e;
end
W(2*k,x)=C(k,2)-Q(2*k-1,1)*p-Q(2*k)*q;
W(2*k-1,x)=C(k,3)-Q(2*k)*m+Q(2*k-1,1)*n;End %%%=========================PQ节点=================================
%%%=========================PV节点================================= for l=1:1:A(8,1)
k=C(l+A(7,1),1);
p=0;
q=0;
m=0;
n=0;
for j=1:1:A(1,1)
g=real(Y(k,j));
b=imag(Y(k,j));
e=Q(2*j-1,1);
f=Q(2*j,1);
p=p+g*e-b*f;
q=q+g*f+b*e;
end
W(2*k,x)=C(k,2)-Q(2*k-1,1)*p-Q(2*k)*q;
W(2*k-1,x)=(C(k,3))^2-(Q(2*k-1,1)^2+Q(2*k)^2);
End %%%==================
%%%================= %比较是否符合条件
Max=0;for i=1:1:2*(A(1,1)-1)
Max=max(abs(W(i,x)),Max);end if Max
break;end %%%===================
%%%=================== %求雅克比行列式 for i=1:1:A(1,1)-1
%===========================================
for j=1:1:A(1,1)-1
%===========================i~=j
if i~=j
k=C(i,1);
g=real(Y(k,j));
b=imag(Y(k,j));
e=Q(2*k-1,1);
f=Q(2*k,1);
J(2*k-1,2*j-1)=-(g*e+b*f);
J(2*k-1,2*j)=b*e-g*f;
if i~=3
J(2*k,2*j)=-J(2*k-1,2*j-1);
J(2*k,2*j-1)=J(2*k-1,2*j);
else
J(2*k,2*j-1)=0;
J(2*k,2*j)=0;
end
end %===============================
i=j
==================
if i==j
k=C(i,1);
p=0;
q=0;
m=0;
n=0;
g=real(Y(k,k));
b=imag(Y(k,k));
J(2*k-1,2*j-1)=-g*Q(2*i-1,1)-b*Q(2*i,1);
J(2*k-1,2*j)=b*Q(2*i-1,1)-g*Q(2*i,1);
if k~=3
J(2*k,2*j-1)=b*Q(2*i-1,1)-g*Q(2*i,1);
J(2*k,2*j)=g*Q(2*i-1,1)+b*Q(2*i,1);
end
for r=1:1:A(1,1)
g=real(Y(k,r));
b=imag(Y(k,r));
e=Q(2*r-1,1);
f=Q(2*r,1);
p=p+g*e-b*f;
q=q+g*f+b*e;
end
J(2*k-1,2*j-1)=-p+J(2*k-1,2*j-1);
J(2*k-1,2*j)=-q+J(2*k-1,2*j);
if i~=3
J(2*k,2*j-1)=q+J(2*k,2*j-1);
J(2*k,2*j)=-p+ J(2*k,2*j);
else
J(2*k,2*j-1)=-2*Q(2*i-1,1);
J(2*k,2*j)=-2*Q(2*i,1);
end
end
end end %%%================
%%%================ %解修正方程得修正量Q0
for i=1:2:5
J0(i+1,:)=J(i,:);
J0(i,:)=J(i+1,:);
end
J=J0;
Q0=-inv(J)*W(:,x);
for i=1:1:6
Q(i,1)=Q(i,1)+Q0(i,1);
End
fprintf(fid,'t%dtt',x);for i=1:A(1,1)-1
k=C(i,1);
if Q(2*k,1)>=0
fprintf(fid,'%8.4f+%8.4fjtt ',Q(2*k-1,1),Q(2*k,1));
else
fprintf(fid,'%8.4f%8.4fjtt',Q(2*k-1,1),Q(2*k,1));
end end fprintf(fid,'n');end %%%===================
%%%==================================平衡点功率======================
k=A(3,1);
v=0;
j=sqrt(-1);
for b=1:A(1,1)
m=conj(Y(k,b));
p=Q(2*b-1,1)+Q(2*b,1)*j;
n=conj(p);
v=v+m*n;
end
Wp=(Q(2*k-1,1)+j*Q(2*k,1))*v;
end
%%%===========================节点电压V=========================== %fid=fopen('answer.txt','w');fprintf(fid,'节点电压Vn');for i=1:A(1,1)-1
k=C(i,1);
if Q(2*k,1)>=0
fprintf(fid,'node%d:%8.4f+%8.4fjn',k,Q(2*k-1,1),Q(2*k,1));
else
fprintf(fid,'node%d:%8.4f%8.4fjn',k,Q(2*k-1,1),Q(2*k,1));
end end fprintf(fid,'平衡点功率P+jQ=%8.4f+%8.4fj',real(Wp),imag(Wp));
fclose(fid);
附注：node4.txt
%输入数据
2、程序输出结果
五、实验总结
本次实验是我把应用理论知识的重要实践，经过实验，我有两点感想，首先，作为一名工科学生，应该能熟练运用C语言和MATLAB等工具，其次，理论如果不用于实践，就永远不知道理论是用来干什么的，学到头一直是满脑子的浆糊，所以，以我的切身经历建议，把这门实验放在跟课程平行的时间上进行，这样不仅有利于实验开展，也有利于学生更加深刻地学习！
