《电力系统计算机辅助分析》上机实验指导书2013

昆明理工大学

《电力系统计算机辅助分析》上机实验

（指导书）

电力工程学院

二〇一三年十月

目录

实验一MATLAB软件的基本操作及程序的基本结构.2实验二电力系统计算中常用的数值算法及电力网络的数学模型 (5)

实验三短路电流计算 (8)

实验四潮流计算 (7)

实验五静态稳定和暂态稳定计算 (10)

附录：学生实验报告表头格式 (11)

实验一 MATLAB 软件的基本操作及程序的基本结构 上机实验目的

1、了解MATLAB 软件的基本构成并熟悉集成界面菜单命令与各工作窗口；

2、掌握MATLAB 的两种运行方式；

3、学习程序编辑器的使用，掌握常用数据类型与运算符；

4、掌握m 文件的两种格式：脚本与函数；

5、掌握顺序结构、循环结构、分枝结构和程序流程控制语句；

6、掌握用M 文件编辑器进行简单调试的方法。

7、掌握用MATLAB 绘制二维图形的基本方法。

预习要求

1、利用图书馆和互联网资源，了解MATLAB 软件的基本信息。列举出MATLAB 软件的主要特点和应用领域。

2、列出实现三种结构的和程序流程控制的关键字和语法规则；

3、学习MATLAB 函数的编写方法。

上机实验内容

1、启动MATLAB 软件，识别出常用的四个窗口――命令窗口（Command Window ）、历史命令窗口（Command History ）、工作空间浏览器（Workspace Browser ）。熟悉Matlab 工作环境。

2、上机求解下面的电路问题，脚本文件已经给出。

已知某个ＲＣ电路的端电压的表达式为：26,0~10t u e t -==区间时，试绘制电压的波形。提示：在MATLAB 的M 文件编辑器中键入以下命令语句，并保存为ex.m ：

％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％％

Clear,clc,close t=0:0.5:10; u=6*exp(-2*t);

plot(t,u);title(‘RC 电路的电压响应曲线’);xlabel(‘时间/s’);ylabel(‘电压/v’) grid

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

5、 对于如下电路图，已知()200cos(

90)o

s u t t ω=+V ，122R =Ω，50L mH =，233R =Ω，100C F μ=，自己编写程序，画出()c u t 和()s u t 的波形（四个周期）。

1

R

L

()

s u t ()

c t

提示：写出()s u t 的向量表达式用于()c u t 的计算（写出串联段和并联段的阻抗，利用分压公式），写出()s u t 和()c u t 的幅值和相角就能写出波形表达式，设定波形的长度（四个周波）和采样频率（两点间隔）后作图。注意画图时使用标题，横纵坐标及网格线等命令。

%%%%%%%%%%%%%%%%%

mUsm=200; %()s u t 的幅值 aUsm=(pi/180)*(+90); %()s u t 的相角 Usm=mUsm*exp(j*aUsm); %()s u t 用于计算 mUcm=abs(Ucm); %求幅值 aUcm=angle(Ucm); %求相角

T=4*2*pi/w; %用w 表示ω，T 表示四个周波 N=100; %画图的点数

dt=T/N; %两点间隔，即采样频率 t=0:dt:T;

for k=1:101 %画波形 us(k)=mUsm*cos(w*t(k)+aUsm); uc(k)=mUcm*cos(w*t(k)+aUcm); end

plot() %注意区分两条曲线的线型和颜色 grid on title(‘’)

xlabel(‘’,’fontsize’,16) % fontsize’,16表示横坐标的字体大小为16 ylabel(‘’)

legend(‘us’,’uc’) %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

思考题及说明（选作2题）

1、MATLAB软件是什么？有什么特点？

2、怎样在命令窗口中进行简单的计算？

3、如何获得命令或函数的帮助文档？

4、MATLAB的数据类型与其它高级语言相比有何特点？

5、什么时候用for循环、什么时候用while循环？

6、MATLAB函数必须遵循的规则有哪些？

报告要求及其它说明

1、按实验报告格式进行提交；

2、主要体现结果部分，不要求的部分不用给出源码；

3实验报告的页数控制在3页内

实验二电力系统计算中常用的数值算法及电力网络的数

学模型

上机实验目的

1、掌握高斯消去法、因子表法求解线性方程组的基本原理；

4、读懂课本中相应算法的实现例程；

5、掌握节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵的生成算法；

6、掌握电力系统计算所需原始数据的准备过程；

7、了解节点优化编号的基本原理和算法。

预习要求

1、回顾《计算方法》中的基本理论，准备上述算法的计算流程图；

2、阅读课本中的相应程序，将各算法改编为独立的函数文件。

3、读懂课本中的算法实现代码，将其改编为独立的函数文件；

4、整理课本例17.6的原始数据，设计成独立的数据文件；

5、查阅资料了解某一商用或开源电力系统仿真软件对原始数据文件的要求。上机实验内容

1、用因子表法求解电路方程中的节点电压；

15Ω

3

30Ω

2、将图2.1中的电压源分别改为2V、4V、6V、8V时，用因子表进行求解，体

会该算法带来的益处；