昆工《电力系统计算机辅助分析》上机实验指导书

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

二〇〇七年一月

目录

前言 ................................................................................... I I 实验一MATLAB软件的基本操作 (1)

实验二MATLAB 程序的基本结构 (2)

实验三电力系统计算中常用的数值算法 (4)

实验四电力网络的数学模型 (5)

实验五潮流计算 (6)

实验六短路电流计算 (7)

实验七静态稳定和暂态稳定计算 (8)

附录：学生实验报告表头格式 (9)

前言

《电力系统计算机辅助分析》是电气工程及自动化专业的专业必修核心课程，是《电力系统分析基础》的后续课程。其主要任务是：使学生深入学习电力系统潮流、短路、稳定计算的计算机算法，提高学生应用计算机对电力系统进行分析和计算的能力。

《电力系统计算机辅助分析》课程教学的难点在于如何让学生掌握将《电力系统分析基础》中所学的各种电力系统元件的数学模型用网络方程联系起来并转化为程序代码的方法，进而用相应的数值算法求解之。这要求学生学好先修课程《电力系统分析基础》、《计算方法》和《程序设计基础》。但由于后两门课程开设较早，学生掌握情况差异也很大，所以极不利于教学。因此，我们结合选用的《电力系统分析》教材，以MATLAB作为软件工具来实现各种电力系统计算程序。这样可以利用MATLAB软件强大的数值计算能力和相对简单的编程语言，以减少教学过程中的不利因素，在促进学生掌握《电力系统计算机辅助分析》核心内容的同时，也让学生初步学习了MATLAB这个在科学和工程领域应用十分广泛的软件。

作为《电力系统计算机辅助分析》课程的辅助教学材料，其内容从MATLAB 软件的基本操作，到电力系统三大基本计算，共由七个上机实验组成。所有七个实验均为课程教学过程中必做的基本实验。下一步将考虑加入初步制订电力系统运行方式的综合实验，可供课程设计时选做。每一个实验中均附有相应的思考题，学生可通过其拓展思路，或围绕思考题完成实验报告。

本材料系仓促中形成的初稿，难免存在错误和不妥之处。敬请各位使用该材料的老师和同学提出宝贵的意见和建议。

编者

实验一MATLAB软件的基本操作

上机实验目的

1、了解MATLAB软件的基本构成；

2、熟悉集成界面菜单命令与各工作窗口；

3、掌握MATLAB的两种运行方式；

4、掌握获取联机帮助的手段；

5、通过联机帮助系统了解MATLAB的强大功能，学习程序编辑器的使用。

预习要求

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。

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）。

2、在用户盘上以自己的学号建立一个文件夹，并将该文件夹设置为当前工作路

径。在命令窗口中可以执行与Dos命令一样的文件操作。

3、在命令窗口中执行“helpdesk”命令，仔细阅读MATLAB的联机帮助，了解

该帮助系统的使用方法。从Demos中找到Basic Matrix Operations的m文件，将其复制到当前工作路径下，并运行之。

4、从主界面中的start出发，打开程序编辑器（Editor），用该编辑器打开工作路

径下的m文件。在求A阵特征值的代码行设置断点，在调试状态下运行该文件，并单步运行断点后的代码。运行结束后，清除断点，将工作区中的变量存入数据文件，然后利用Array Editor读出矩阵B的值。

5、阅读帮助文档中自己感兴趣的部分，并尝试运行Demos的相关代码。

思考题及说明

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 软件可能给自己的学习带来哪些帮助？

5、与实验二合并提交上机报告。

实验二 MATLAB 程序的基本结构

上机实验目的

1、掌握常用数据类型与运算符；

2、掌握m 文件的两种格式：脚本与函数；

3、掌握顺序结构、循环结构、分枝结构和程序流程控制语句；

4、掌握用M 文件编辑器进行简单调试的方法。

5、掌握用MATLAB 绘制二维图形的基本方法。

预习要求

1、阅读MATLAB 程序设计语言的相关书籍，与学习过的高级语言进行类比；

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、上机求解下面的电路问题，的脚本文件已经给出。

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，试绘制电压的波型。提示：在MATLAB 的M 文件编辑器中键入以下命令语句，并保存为ex2_1.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

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 然后，再在MATLAB 的命令窗口中键入：ex2_1。注意工作路径的设置。