电力系统的潮流计算讲解

课程设计
（ 2012级本科）
题目：给定电力系统的潮流分析
学院：物理与机电工程学院
专业：电气工程及其自动化
作者姓名：李凤朋
指导教师：刘永科职称：副教授
完成日期： 2015 年 6 月 25 日
二〇一五年六月二十五日
表5. 负荷数据表
节点号有功负荷（MW）无功负荷（MVA）
5 125 50
6 90 30
8 100 35
三、要求：
1、完成调试潮流计算与短路计算程序调试；
计算程序以《电力系统计算机辅助分析》所用教材中的例程为基础，要求掌握算法原理，建议进行适当改写以利于本次设计应用。

2、根据设计资料准备计算数据；
整理原始数据，使其符合计算程序的输入条件。

要求比较采用变压器Π型模型前后两种情况的差异。

3、为指定电网安排合理的稳态运行方式；
合理设置目标电网中的控制变量，以1号机为平衡机，将潮流分布调整为可行的运行方式（要求所有节点的电压不得低于1.0 p.u.，也不能高于1.05p.u.）绘制潮流分布图。

分析该运行方式的特点，提出进一步降低网损的改进的措施，并利用计算结果简单证明之。

具体内容参考设计资料所附思考题。

4、列表分析节点7发生各种短路故障时的短路电流，以及运行方式对故障电流的影响；
5、完成设计说明书。

要求结构清晰，即从电网模型建立，到初态潮流分布计算，到问题分析，再到调整后的方案计算。

故障电流计算也类似。

三、论文(设计)进度安排
阶段论文（设计）各阶段名称起止日期
1 熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料 5.20～5.25
2 查阅有关资料 5.26～5.27
3 阅读设计要求必读的参考资料 5.28～5.29
4 书写设计说明书 5.30～6.15
摘要
潮流计算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。

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。

关键字：潮流暂态稳定短路计算
Abstract
Power flow calculation is very important to analyze the calculation of power system, the various issues raised in order to study the system planning and operation. Including the analysis of power flow calculation and static security analysis of power system steady state. This paper mainly use the thing flow calculation, power flow calculation is the most basic operation design and operation of the power network, the power network of various design schemes and different operation mode for power flow calculation, can get the voltage of each node of the power system, power loss and power flow and network elements in the obtained, then obtain the electric energy loss. Standard is the use of power flow calculation of specific analysis.
《电力系统分析》课程设计
目录
目录 (2)
一、电网模型的建立 (1)
1.1元件参数计算 (1)
1.2系统等值电路的绘制 (3)
二、潮流计算 (4)
2.1系统参数的设置 (4)
2.2迭代过程及结果 (5)
2.3潮流分布图： (11)
2.4对运行结果的分析 (11)
三、故障电流计算 (12)
3.1三相短路电流的计算 (12)
3.2单相短路电流的计算 (13)
3.3两相短路电流的计算 (21)
3.4两相接地短路电流的计算 (25)
3.5结果分析 (32)
四、总结 (33)
五、参考文献 (34)
一、电网模型的建立
1.1元件参数计算
设计中，采用精确计算算法，选取B S =100MVA ，B U =220KV ，将所有支路的参数都折算到220KV 电压等级侧，计算过程及结果如下: （1）线路参数
计算公式如下： 2B B
R rl
s U
= 2B B
X xl
s U
= 2
2B B
B
bl U s =
各条线路参数的结果： 4-5： 0101.0220100
047.01042*=⨯
⨯=R 0860.0220100
4.01042
*=⨯⨯=X 0896.0100
2201078.1104226
*=⨯⨯⨯=-B 4-6： 0107.0220100
074.01102*=⨯
⨯=R 0909.0220100
4.01102
*=⨯⨯=X 0783.0100
2201047.1110226
*=⨯⨯⨯=-B 5-7： 0160.0220100
079.0982*=⨯
⨯=R 0810.0220100
4.0982
*=⨯⨯=X 0759.0100
2201060.198226
*=⨯⨯⨯=-B 6-9： 0310.0220100
092.01632*=⨯
⨯=R 1347.0220100
4.01632
*=⨯⨯=X 1420.0100
2201080.1163226
*=⨯⨯⨯=-B
7-8： 0085.0220100
047.0882*=⨯
⨯=R 0727.0220
100
4.0882
*=⨯⨯=X 0758.0100
2201078.188226
*=⨯⨯⨯=-B 8-9： 0118.0220100
047.01222*=⨯
⨯=R 1008.0220
100
4.01222
*=⨯⨯=X 1051.0100
2201078.1122226
*=⨯⨯⨯=-B （2）变压器参数的计算：
0555.022010024024210011100%222
2
k *
T14
=⨯⨯==B B N N U S S U U X
0550.022010022024210010100%2
222k *
T27
=⨯⨯==B B N N U S S U U X
0605.02201001202421006100%2
22
2
k *T39
=⨯⨯==B B N N U S S U U X
（3）发电机参数的计算：
024.0220
100
)5.17242(0608.0U 2
22N 2'1*1=⨯⨯==B dG dG S K
X X 036.0220100
)20242(0.1198U 222N 2
'2*2=⨯⨯==B dG dG S K
X X 097.0220
100
)15242(0.1813U 2
22N 2
'3*3=⨯⨯==B dG dG S K
X X （4）负荷节点的计算
0.2759 j + 0.6897)50125(50125100)(222*
5
=+⨯+=+=j jQ P S S Z B L j0.3333 + 1.0000)3090(3090100)(2
22*
6=+⨯+=+=j jQ P S S Z B L j0.3118 + 0.8909)35100(35100100)(2
22*
8=+⨯+=+=j jQ P S S Z B L
（5）计算负荷标幺值：
*5S L =B S S 5L =100
50
125j +=1.25+j0.5 *6S L =B S S L6=1003090j +=0.9+j0.3 *8S L =
B S S 8L =100
35100j +=1+j0.35 1.2系统等值电路的绘制
二、潮流计算
2.1系统参数的设置
设计中要求所有结点电压不得低于1.0p.u.，也不得高于1.05p.u.，若电压不符合该条件，可采取下面的方法进行调压（逆调压）：
1、改变发电机的机端电压
2、改变变压器的变比（即改变分接头）
3、在电压不符合要求的结点处增加无功补偿
结点的分类：
根据电力系统中各结点性质的不同，将结点分为三类：PQ结点、PV结点和平衡结点，在潮流计算中，大部分结点属于PQ结点，小部分结点属于PV结点，一般只设一个平衡结点。

对于平衡结点，给定其电压的幅值和相位，整个系统的功率平衡由这一点承担。

本设计中，选1号节点为平衡节点；2、3号节点为P、U节点；4、5、6、7、8、9号结点为P、Q节点。

采用PQ分解法进行潮流的计算和分析。

设计中，节点数:n=9，支路数:nl=9，平衡母线节点号:isb=1，误差精度:pr=0.00001。

支数参数形成的矩阵：
矩阵B1的每行是由下列参数构成的：
1、某支路的首段号p；
2、末端号q，且p<q;
3、支路的阻抗（R+Xj）；
4、支路的对地导纳；
5、支路的变比；
6、折算到哪一侧的标志（支路首段p处于高压侧则输入“1”，否则为“0”）；
支数参数形成的矩阵：
B1=
1.0000 4.0000 0+0.0555j 0 1.0000 0
2.0000 7.0000 0+0.0550j 0 1.0000 0
3.0000 9.0000 0+0.0605j 0 1.0000 0
4.0000
5.0000 0.0101+0.0860j 0+0.0896j 1.0000 0
4.0000 6.0000 0.0168+0.0909j 0+0.0783j 1.0000 0
5.0000 7.0000 0.0160+0.0810j 0+0.0759j 1.0000 0
6.0000 9.0000 0.0310+0.1347j 0+0.1420j 1.0000 0
7.0000 8.0000 0.0085+0.0727j 0+0.0758j 1.0000 0
8.0000 9.0000 0.0118+0.1008j 0+0.1051j 1.0000 0 矩阵B2的每行是由下列参数构成的：
1、节点所接发电机的功率SC；
2、节点负荷功率Sl;
3、节点电压初始值；
4、PU节点电压U的给定值；
5、节点所接的无功补偿设备容量；
6、节点分类标号（1—平衡节点；2—PQ节点；3—PU节点）
各节点参数形成的矩阵：
B2=
2.0000+1.2395j 0 1.0500 1.0000 0 1 1.8000+1.1155j 0 1.0000 1.0000 0 3 1.0000+0.6197j 0 1.0000 1.0000 0 3 0 0 1.0000 0 0 2 0 1.2500+0.5000j 1.0000 0 0 2 0 0.9000+0.3000j 1.0000 0 0 2 0 0 1.0000 0 0 2 0 1.0000+0.3500j 1.0000 0 0 2 0 0 1.0000 0 0 2 由节点号及其对地阻抗形成的矩阵:
X=[1 0;2 0;3 0;4 0;5 0;6 0;7 0;8 0;9 0];
本文采用的是自动筛选法，利用matlab选出合理的数据组成，然后验证合理性。

首先采用只调节发电机，结果没有可选值。

加上变压器后通过限制初次迭代值和节点电压值最终筛选出了结果。

2.2迭代过程及结果
经过改变电压范围最终确定了下面两组数据
第一组数据：
节点数：9
节点支路数：9
平衡节点： 1
B1=
1.0000 4.0000 0+0.0555j 0 1.0000 0
2.0000 7.0000 0+0.0550j 0 1.0000 0
3.0000 9.0000 0+0.0605j 0 1.0000 0
4.0000
5.0000 0.0101+0.0860j 0+0.0896j 1.0000 0
4.0000 6.0000 0.0168+0.0909j 0+0.0783j 1.0000 0
5.0000 7.0000 0.0160+0.0810j 0+0.0759j 1.0000 0
6.0000 9.0000 0.0310+0.1347j 0+0.1420j 1.0000 0
7.0000 8.0000 0.0085+0.0727j 0+0.0758j 1.0000 0
8.0000 9.0000 0.0118+0.1008j 0+0.1051j 1.0000 0 B2=
2.0000+1.2395j 0 1.0500 1.0000 0 1 1.8000+1.1155j 0 1.0000 1.0300 0 3 1.0000+0.6197j 0 1.0000 1.0300 0 3 0 0 1.0000 0 0 2 0 1.2500+0.5000j 1.0000 0 0 2 0 0.9000+0.3000j 1.0000 0 0 2 0 0 1.0000 0 0 2 0 1.0000+0.3500j 1.0000 0 0 2 0 0 1.0000 0 0 2 迭代次数：4
没有达到精度要求的个数：
16 16 1 0
各节点的实际电压标幺值E为(节点号从小到大排列)：
1.0500 1.0176+0.1595j 1.0241+0.1100j
1.0402-0.0213j 1.0065-0.0274j 1.0062-0.0383j
1.0299+0.0617j 1.0072+0.0163j 1.0116+0.0510j
各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列)：
1.050 1.0300 1.0300 1.0404 1.0069 1.0070 1.0317 1.0073 1.0129 各节点的电压角O为(节点号从小到大排列)：
0 8.9093 6.1298 -1.1722 -1.5602 -2.1784 3.4298 0.9292 2.8886 各节点的功率S为(节点号从小到大排列)：
0.3928+0.6657j 1.8000+0.5248j 1.0000-0.1229j
0.0000+0.0000j -1.2500-0.5000j -0.9000-0.3000j
-0.0000+0.0000j -1.0000-0.3500j 0
各条支路的首段功率 Sj为(顺序同B1)：
0.3928+0.6657j 1.8000+0.5248j 1.0000-0.1229j
0.1284+0.3424j 0.2644+0.2933j -1.1232-0.0772j
-0.6384+0.0600j 0.6569+0.2433j -0.3472-0.0628j
各条支路的末段功率 Sj为(顺序同B1)：
-0.3928-0.6356j -1.8000-0.3426j -1.0000+0.1808j
-0.1268-0.4228j -0.2616-0.3600j 1.1431+0.0992j
0.6514-0.1484j -0.6528-0.2872j 0.3486-0.0324j
各条支路的功率损耗DS为(顺序同B1)：
0.0000+0.0301j 0+0.1822j -0.0000+0.0579j
0.0016-0.0805j 0.0028-0.0667j 0.0199+0.0220j
0.0130-0.0884j 0.0041-0.0438j 0.0014-0.0953j
以下是各节点每次迭代后的电压值（如图所示）
第二组数据：
节点数：9
节点支路数：9
平衡节点： 1
B1=
1.0000 4.0000 0+0.0555j 0 1.0000 0
2.0000 7.0000 0+0.0550j 0 1.0000 0
3.0000 9.0000 0+0.0605j 0 1.0000 0
4.0000
5.0000 0.0101+0.0860j 0+0.0896j 1.0000 0
4.0000 6.0000 0.0168+0.0909j 0+0.0783j 1.0000 0
5.0000 7.0000 0.0160+0.0810j 0+0.0759j 1.0000 0
6.0000 9.0000 0.0310+0.1347j 0+0.1420j 1.0000 0
7.0000 8.0000 0.0085+0.0727j 0+0.0758j 1.0000 0
8.0000 9.0000 0.0118+0.1008j 0+0.1051j 1.0000 0
B2=
2.0000+1.2395j 0 1.0500 1.0000 0 1 1.8000+1.1155j 0 1.0000 1.0300 0 3 1.0000+0.6197j 0 1.0000 1.0300 0 3 0 0 1.0000 0 0 2 0 1.2500+0.5000j 1.0000 0 0 2 0 0.9000+0.3000j 1.0000 0 0 2 0 0 1.0000 0 0 2 0 1.0000+0.3500j 1.0000 0 0 2 0 0 1.0000 0 0 2 迭代次数：4
没有达到精度要求的个数
16 16 1 0
各节点的实际电压标幺值E为(节点号从小到大排列)：
1.0500 1.0177+0.1589j 1.0343+0.1086j
1.0418-0.0212j 1.0083-0.0275j 1.0101-0.0385j
1.0317+0.0613j 1.0112+0.0158j 1.0186+0.0499j
各节点的电压大小V为(节点号从小到大排列)：
1.050 1.0300 1.040 1.042 1.0086 1.0108 1.0335 1.0113 1.0198 各节点的电压相角为(节点号从小到大排列)：
0 8.8729 5.9939 -1.1681 -1.5623 -2.1817 3.4029 0.8959 2.8057 各节点的功率S为(节点号从小到大排列)：
0.3921+0.6364j 1.8000+0.4921j 1.0000-0.0747j
-0.0000+0.0000j -1.2500-0.5000j -0.9000-0.3000j
0.0000+0.0000j -1.0000-0.3500j 0
各条支路的首段功率 Si为(顺序同B1))：
0.3921+0.6364j 1.8000+0.4921j 1.0000-0.0747j
0.1298+0.3405j 0.2623+0.2678j -1.1218-0.0786j
-0.6402+0.0365j 0.6584+0.2118j -0.3456-0.0928j
各条支路的末段功率 Sj为(顺序同B1))：
-0.3921-0.6083j -1.8000-0.3116j -1.0000+0.1310j
-0.1282-0.4214j -0.2598-0.3365j 1.1416+0.0998j
0.6530-0.1273j -0.6544-0.2572j 0.3470-0.0037j
各条支路的功率损耗DS为(顺序同B1))：
0.0000+0.0281j -0.0000+0.1805j 0+0.0562j
0.0016-0.0809j 0.0026-0.0687j 0.0198+0.0212j
0.0128-0.0908j 0.0040-0.0454j 0.0014-0.0965j
以下是各节点每次迭代后的电压值（如图所示）
DS1=0.0428-0.0825j
DS2=0.0422-0.0813j
以上两组数据均满足要求，从减小线路损耗的角度看，选择了第二组数据。

2.3潮流分布图：
2.4对运行结果的分析
线路有功功率总是从电压相位超前的结点流向滞后的结点，无功功率的总是从电压幅值高的结点流向电压幅值低的结点。

功率数值前的符号若为正表示和箭头的方向一致，若为负则表示和箭头的方向相反。

在潮流分布图中，3号发电机发出的无功功率为负值，说明3号发电机从系统吸收无功。

由于电网运行时负荷等的变化，引起系统中各节点电压的变化。

由于发电机容量有限，而电压的调整又必须服从对电压质量的要求，调整的幅度不能太大，另一方面从电网运行经济性和安全等方面考虑，网络中的潮流往往需要控制。

在实际的网络潮流控制中主要采用：串联电容（作用以容抗抵偿线路感抗）；串联电抗（作用在于限流）；附加串联加压器（作用在于产生一环流或强制循环功率，使强制循环功率与自然分布功率的叠加可达到理想值）等手段控制潮流。

三、故障电流计算
3.1三相短路电流的计算
利用结点阻抗矩阵和导纳矩阵都可以计算短路电流，其算法有所不同。

利用结点阻抗阵时，只要形成了阻抗阵，计算网络中任意一点的对称短路电流和网络中电流、电压的分布非常方便，计算工作量小，但是，形成阻抗阵的工作量大，网络变化时的修改也比较麻烦，而且结点阻抗矩阵是满阵，需要计算机存储量较大。

利用结点导纳矩阵计算短路电流，实质是先用它计算出与指定的短路点有关的结点阻抗矩阵的相应列的元素，然后利用公式（ij Z 为连接节点j 和j 的支路阻抗）进行短路电流的计算。

然而，导纳阵是对称、稀疏阵，极易形成，且网络结构变化时也易于修改。

公式： ij j i ij f ik i i f kk k f Z U U I I Z U U Z Z U I -=-=+=
,,)0()0(
B =
1.0000 4.0000 0+0.0555j 0 1.0000 0
2.0000 7.0000 0+0.0550j 0 1.0000 0
3.0000 9.0000 0+0.0605j 0 1.0000 0
4.0000
5.0000 0.0101+0.0860j 0+0.0896j 1.0000 0 4.0000
6.0000 0.0168+0.0909j 0+0.0783j 1.0000 0 5.0000
7.0000 0.0160+0.0810j 0+0.0759j 1.0000 0 6.0000 9.0000 0.0310+0.1347j 0+0.1420j 1.0000 0 7.0000
8.0000 0.0085+0.0727j 0+0.0758j 1.0000 0 8.0000
9.0000 0.0118+0.1008j 0+0.1051j 1.0000 0
V0 =
1.0500
1.0300
1.0400
1.0420
1.0086
1.0108
1.0335
1.0113
1.0198
D = 7 0
7点短路时电流的标幺值
Jf=0.5504-4.6361j
各节点的电压标幺值U为(节点号从小到大排):
1.0500
1.0300
1.0400
1.0420
0.3594-0.0296j
1.0108
0.3878-0.0017j
-0.0222+0.0000j
-0.0137+0.0000j
各支路短路电流的标幺值J为(顺序同B1):
0 - 0.6021j
-0.0000 -18.7273j
-0.0000 -17.4223j
1.2588 -7.7890j
0.0613 -0.3319j
0.4920 -4.3402j
1.6624 -7.2232j
0.0352 -0.3012j
-0.0097 +0.0832j
3.2单相短路电流的计算
短路类型(单相接地短路为1，两相短路为2，两相短路接地为3): 正序、负序、零序节点数为：
n1 =9
n2 =9
n0 =9
正序、负序、零序支路数为：
nl1 =9
nl2 =9
nl0 =9
短路节点号: f=7
纵横故障标志: Jf=0
接地阻抗: zf= 0
接地阻抗: zg= 0
正序支路参数:
B1=
1.0000 4.0000 0+0.0555j 0 1.0000 0
2.0000 7.0000 0+0.0550j 0 1.0000 0
3.0000 9.0000 0+0.0605j 0 1.0000 0
4.0000
5.0000 0.0101+0.0860j 0+0.0896j 1.0000 0
4.0000 6.0000 0.0168+0.0909j 0+0.0783j 1.0000 0
5.0000 7.0000 0.0160+0.0810j 0+0.0759j 1.0000 0
6.0000 9.0000 0.0310+0.1347j 0+0.1420j 1.0000 0
7.0000 8.0000 0.0085+0.0727j 0+0.0758j 1.0000 0
8.0000 9.0000 0.0118+0.1008j 0+0.1051j 1.0000 0
负序支路参数
B2 =
1.0000 4.0000 0+0.0555j 0 1.0000 0
2.0000 7.0000 0+0.0550j 0 1.0000 0
3.0000 9.0000 0+0.0605j 0 1.0000 0
4.0000
5.000 0.0101+0.0860j 0+0.0896j 1.0000 0
4.0000 6.0000 0.0168+0.0909j 0+0.0783j 1.0000 0
5.0000 7.0000 0.0160+0.0810j 0+0.0759j 1.0000 0
6.0000 9.0000 0.0310+0.1347j 0+0.1420j 1.0000 0
7.0000 8.0000 0.0085+0.0727j 0+0.0758j 1.0000 0
8.0000 9.0000 0.0118+0.1008j 0+0.1051j 1.0000 0 零序支路参数
B0 =
1.0000 4.0000 0+0.0555j 0 1.0250 0
2.0000 7.0000 0+0.0550j 0 1.0250 0
3.0000 9.0000 0+0.0605j 0 0.9750 0
4.0000
5.0000 0.0101+0.2580j 0+0.1792j 1.0000 0
4.0000 6.0000 0.0168+0.2727j 0+0.1566j 1.0000 0
5.0000 7.0000 0.0160+0.2430j 0+0.1518j 1.0000 0
6.0000 9.0000 0.0310+0.4041j 0+0.2840j 1.0000 0
7.0000 8.0000 0.0085+0.2181j 0+0.1516j 1.0000 0
8.0000 9.0000 0.0118+0.3024j 0+0.2102j 1.0000 0 X1 =X2=
1.0000 0+0.0270j
2.0000 0+0.0447j
3.0000 0+0.1152j
4.0000 0
5.0000 0.6897+0.2759j
6.0000 1.0000+0.3333j
7.0000 0
8.0000 1.0000+0.3333j
9.0000 0
X0 =
1.0000 0
2.0000 0
3.0000 0
4.0000 0
5.0000 0.6897+0.2759j
6.0000 1.0000+0.3333j
7.0000 0
8.0000 1.0000+0.3333j
9.0000 0
不对称系数:
A1=
1.0000 1.0000 1.0000
1.0000 -0.5000-0.8660j -0.5000+0.8660j
1.0000 -0.5000+0.8660j -0.5000-0.8660j 由各节点的初始电压标幺值形成的列矩阵
Vcs =
1.0500
1.0300
1.0400
1.0420
1.0086
1.0108
1.0335
1.0113
1.0198
故障点处的正序电流标么值为:
0.6178-6.6193j
故障点处的负序电流标么值为:
0.6178-6.6193j
故障点处的零序电流标么值为:
0.6178-6.6193j
各节点的正序电压标么值为(节点号从小到大排):
1.0057+0.0004j
0.8566+0.0027j
0.9211+0.0040j
0.9034+0.0012j
0.8603+0.0096j
0.6370+0.0061j
0.7114+0.0169j
0.8430+0.0059j
各节点的负序电压标么值为(节点号从小到大排): -0.0443+0.0004j
-0.1734+0.0027j
-0.1189+0.0040j
-0.1386+0.0012j
-0.2634+0.0114j
-0.1505+0.0096j
-0.3965+0.0061j
-0.2999+0.0169j
-0.1768+0.0059j
各节点的零序电压标么值为(节点号从小到大排):
0.1340-0.0092j
-0.1452-0.0074j
0.1197+0.0304j
0.2785-0.0192j
0.0404-0.0926j
0.8589-0.0275j
-0.2404-0.0122j
-0.3002+0.0493j
0.1474+0.0374j
各支路的正序电流标幺值为(顺序同B1):
-0.0145-2.2413j
-0.0597-4.2749j
-0.0346-0.9339j
0.0962-1.8281j
-0.0039-0.4745j
0.0537-0.1163j
-0.2647+0.9934j
-0.0433+1.2998j
各支路负序电流的标幺值为(顺序同B1):
-0.0145-1.6393j
-0.0597-3.8802j
-0.0346-1.0322j
0.0512-1.4450j
-0.0653-0.1426j
0.3757-1.5692j
0.0683-0.1798j
-0.2999+1.2947j
-0.0336+1.2166j
各支路零序电流的标幺值为(顺序同B1):
0.1711+2.4809j
0.0824-1.6245j
-0.1319+0.5196j
0.3202-0.9103j
-0.1005+2.1223j
-0.2538-1.1723j
-0.0253-1.7627j
-0.2708-0.2846j
-0.0185+1.4794j
故障点处A相电流Jadl为:
1.8535 -19.8580j
故障点处B相电流Jbdl为:
-8.8818e-016
故障点处C相电流Jcdl为:
-8.8818e-016
各节点处A相电压Vajy分别为(节点号从小到大排):
1.0954-0.0085j
0.5379-0.0020j
0.9219+0.0384j
1.0432-0.0167j
0.5221-0.0698j
1.5687-0.0083j
0.0000-0.0000j
0.1114+0.0831j
0.8135+0.0493j
各节点处B相电压Vbjy分别为(节点号从小到大排): -0.3468-0.9190j
-0.4868-0.9020j
-0.2814-0.8743j
-0.1039-0.9228j
-0.2005-0.9775j
0.5040-0.9124j
-0.3607-0.9133j
-0.5060-0.8434j
-0.1857-0.8517j
各节点处C相电压Vcjy分别为(节点号从小到大排): -0.3468+0.8997j
-0.4868+0.8820j
-0.2814+0.9271j
-0.1039+0.8820j
-0.2005+0.7694j
0.5040+0.8384j
-0.3607+0.8767j
-0.5060+0.9082j
-0.1857+0.9147j
各支路A相电流Jazl分别为(顺序同B1):
0.1421-1.3997j
-0.0369-9.7796j
-0.2011-1.4465j
0.4676-4.1835j
-0.1697+1.5051j
0.4391-4.0148j
0.0968-2.0588j
-0.8354+2.0034j
-0.0954+3.9958j
各支路B相电流Jbzl分别为(顺序同B1): -0.3357+4.4212j
-0.1997+2.4530j
-0.0121+1.5026j
-0.0853+0.6873j
-0.3533+2.3777j
-0.3440+0.2996j
-0.0314-1.6020j
-0.2494-1.4592j
0.0920+0.2296j
各支路C相电流Jczl分别为(顺序同B1):
0.7071+4.4212j
0.4839+2.4530j
-0.1825+1.5026j
0.5783+0.7652j
0.2216+2.4840j
-0.8565+0.1984j
-0.1413-1.6273j
0.2724-1.3982j
-0.0521+0.2128j
3.3两相短路电流的计算
故障点处的正序电流标么值为:
0.9376-8.6118j
故障点处的负序电流标么值为:
-0.9376+8.6118j
故障点处的零序电流标么值为:
各节点的正序电压标么值为(节点号从小到大排):
0.9923-0.0004j
0.8040+0.0000j
0.8850+0.0028j
0.8614-0.0012j
0.6652+0.0096j
0.8145+0.0094j
0.5168
0.6203+0.0160j
0.7893+0.0042j
各节点的负序电压标么值为(节点号从小到大排):
0.0577+0.0004j
0.2260-0.0000j
0.1550-0.0028j
0.1806+0.0012j
0.3434-0.0096j
0.1963-0.0094j
0.5168
0.3910-0.0160j
0.2305-0.0042j
各节点的零序电压标么值为(节点号从小到大排):
各支路的正序电流标幺值为(顺序同B1):
0.0139-2.7381j
0.0000-5.4513j
-0.0244-1.2472j
0.1407-2.2648j
-0.0209-0.5190j
0.4625-1.7411j
0.0780-0.1694j
-0.3815+1.3795j
-0.0779+1.6676j
各支路负序电流的标幺值为(顺序同B1): -0.0139+2.1361j
-0.0000+5.0566j
0.0244+1.3455j
-0.0957+1.8817j
0.0822+0.1871j
-0.5209+2.0370j
-0.0926+0.2329j
0.4167-1.6808j
0.0681-1.5844j
各支路零序电流的标幺值为(顺序同B1):
故障点处A相电流Jadl为:
故障点处B相电流Jbdl为:
-14.9162-1.6240j
故障点处C相电流Jcdl为:
14.9162+1.6240j
各节点处A相电压Vajy分别为(节点号从小到大排):
1.0500
1.0300
1.0400
1.0420
1.0086
1.0108
1.0335
1.0113
1.0198
各节点处B相电压Vbjy分别为(节点号从小到大排): -0.5257-0.8094j
-0.5150-0.5005j
-0.5151-0.6322j
-0.5230-0.5895j
-0.4877-0.2787j
-0.4890-0.5354j
-0.5168
-0.4779-0.1986j
-0.5027-0.4839j
各节点处C相电压Vcjy分别为(节点号从小到大排): -0.5243+0.8094j
-0.5150+0.5005j
-0.5249+0.6322j
-0.5190+0.5895j
-0.5209+0.2787j
-0.5218+0.5354j
-0.5168
-0.5334+0.1986j
-0.5171+0.4839j
各支路A相电流Jazl分别为(顺序同B1):
0-0.6021j
0-0.3947j
0+0.0983j
0.0450-0.3831j
0.0613-0.3319j
-0.0584+0.2959j
-0.0146+0.0635j
0.0352-0.3012j
-0.0097+0.0832j
各支路B相电流Jbzl分别为(顺序同B1):
-4.2212+0.2769j
-9.1001+0.1973j
-2.2454-0.0069j
-3.6134-0.0131j
-0.6422+0.2552j
-3.2427-0.9995j
-0.3411-0.1795j
2.6327+0.8419j
2.8212+0.0849j
各支路C相电流Jczl分别为(顺序同B1):
9.1001+0.1973j
2.2454-0.0914j
3.5684+0.3962j
0.5809+0.0767j
3.3011+0.7037j
0.3557+0.1161j
-2.6679-0.5406j
-2.8115-0.1680j
3.4两相接地短路电流的计算
故障点处的正序电流标么值为:
1.2201 -1
2.5161j
故障点处的负序电流标么值为:
-0.6552+4.7076j
故障点处的零序电流标么值为:
-0.5649+7.8085j
各节点的正序电压标么值为(节点号从小到大排):
0.9663+0.0004j
0.7019+0.0037j
0.8150+0.0066j
0.7798+0.0012j
0.5103+0.0196j
0.7261+0.0169j
0.2834+0.0085j
0.4440+0.0296j
0.6853+0.0098j
各节点的负序电压标么值为(节点号从小到大排):
0.0316+0.0011j
0.1240+0.0037j
0.0851+0.0010j
0.0990+0.0036j
0.1078-0.0020j
0.2834+0.0085j
0.2147-0.0024j
0.1265+0.0015j
各节点的零序电压标么值为(节点号从小到大排): -0.1575+0.0142j
0.1712+0.0051j
-0.1417-0.0328j
-0.3274+0.0295j
-0.0452+0.1100j
-1.0105+0.0534j
0.2834+0.0085j
0.3523-0.0654j
-0.1744-0.0404j
各支路的正序电流标幺值为(顺序同B1):
-0.0148-3.7030j
-0.0828-7.7348j
-0.0574-1.8544j
0.1531-3.1161j
-0.0610-0.6022j
0.6643-2.6695j
0.1161-0.2761j
-0.5421+2.1453j
-0.0827+2.3842j
各支路负序电流的标幺值为(顺序同B1):
-0.0426+1.1712j
-0.0828+2.7732j
-0.0086+0.7383j
-0.0833+1.0304j
0.0420+0.1040j
-0.0546+0.1262j
0.2560-0.9150j
0.0633-0.8678j
各支路零序电流的标幺值为(顺序同B1):
-0.2624-2.9167j
-0.0571+1.9147j
0.1425-0.6150j
-0.3546+1.0796j
0.0662-2.5012j
0.3276+1.3740j
0.0731+2.0747j
0.3258+0.3285j
-0.0146-1.7423j
故障点处A相电流Jadl为:
3.3307e-016
故障点处B相电流Jbdl为:
-15.7635 +10.0888j
故障点处C相电流Jcdl为:
14.0688 +13.3368j
各节点处A相电压Vajy分别为(节点号从小到大排):
0.8404+0.0157j
0.9970+0.0125j
0.7584-0.0252j
0.5515+0.0343j
0.6535+0.1300j
-0.1767+0.0684j
0.8502+0.0254j
1.0109-0.0381j
0.6373-0.0291j
各节点处B相电压Vbjy分别为(节点号从小到大排):
-0.2418-0.4991j
-0.5869-0.6688j
-0.7688-0.5625j
-0.3780-0.1786j
-1.4111-0.4895j
-0.0000+0.0000j
0.0507-0.2776j
-0.5731-0.5300j
各节点处C相电压Vcjy分别为(节点号从小到大排): -0.6558+0.8228j
-0.2418+0.5019j
-0.5966+0.5955j
-0.7647+0.6166j
-0.4112+0.3787j
-1.4438+0.5814j
0-0.0000j
-0.0048+0.1195j
-0.5875+0.4378j
各支路A相电流Jazl分别为(顺序同B1):
-0.3198-5.4485j
-0.2227-3.0469j
0.0765-1.7311j
-0.2848-1.0060j
0.0472-2.9994j
0.6729-0.1869j
0.1345+1.9248j
0.0397+1.5589j
-0.0340-0.2258j
各支路B相电流Jbzl分别为(顺序同B1):
-4.4549-1.6750j
-9.0745+4.3955j
-2.0698-0.0146j
-3.9805+1.9178j
-0.5358-2.1628j
-3.1170+1.3028j
-0.3060+2.0019j
3.1191+0.4045j
2.8115-2.3740j
各支路C相电流Jczl分别为(顺序同B1):
3.9875-1.6268j
9.1258+4.3955j
2.4210-0.0992j
3.2014+2.3271j
0.6873-2.3413j
3.4268+3.0060j
0.3908+2.2975j
-2.1814-0.9780j
-2.8212-2.6269j
正序图:
负序图: 零序图:
表1：各种短路情况下故障点和各支路各序电流标么值
表2：不对称短路情况下短路点处相电流
3.5结果分析
本设计中，在各种短路情况中：三相对称的短路的电流最大，标么值为1.9374 -18.6806j，其次分别是两相接地短路、两相短路、单相短路。

同一个网络同一点发生短路时，三相短路的等效阻抗最小，所以其短路电流最大，单相接地、两相短路和两相接地短路是的复合序网分别为三序串联、正负序并联和三序并联，短路电流受到负序和零序阻抗的限制。

两点接地短路时零序电流分量有通路；两相不接地短路时其零序电流没有通路，故而其值为0。

源程序中，单相接地为A-G，短路点处A相电流为: 10.8109-4.0481j，短路点处B，C相的电流近似为0；两相短路为B-C两相短路，A相电流为0，短路点处B相电流-16.1778-1.6778j，C相电流与其方向相反；两相接地短路为B-C-G，A相电流近似为0，B相电流为-19.3596-1.5197j，C相电流为12.9960+1.8359j，这反应了不同短路的特点。

综合程序运行结果和以上分析，当发生接地短路时，短路点有零序分量的流通，零序电流参与合成相电流，非故障相的电流为零，故障相的电流很大；两相短路时，没有零序分量流入大地，非故障相的电流同样为零，两故障相电流大小相等，方向相反。

三相短路时故障点处的短路电流最大，对系统的影响也最大，三相短路一般是由一相和两相短路发展而来的。

所以当系统发生三相短路时应最大可能减小电流对系统的影响，在实际的电力系统中可采用快速动作的继电保护和断路器，以及发电机装设自动调节励磁装置，合理选择电气主接线的形式或运行方式，以增大系统阻抗，减少短路电流值，采用分裂低压绕阻变压器等；在电力系统中主要通过装设电抗器增大短路阻抗，限制短路电流，减小电压波动。

四、总结
从本次电力系统潮流计算课程设计中，通过计算在不同的负荷下各支路节点潮流分布的变化，分析负荷变动时，对功率的影响，我们掌握了常用的调整电压的措施。

在本次课程设计过程当中，锻炼了自己实际操作分析能力，理论联系实际，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)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。

实际的情况远比我们计算的情况复杂，这让我深刻了解了潮流计算的重要性。

精准的潮流计算不仅可以使电网处于稳定且平衡的状态，这对电网的安全运行起到关键性的作用，还可以实现运行的经济性。

所以，要想在以后的工作岗位上有所成就，就必须打好基础，努力提高自己的专业素养。

五、参考文献
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[7]于永源，杨绮雯. 电力系统分析（第二版）[M]. 北京：中国电力出版社，2004.3
[8]刘前进，黎雄，孙元章．基于PSASP程序的FACTS潮流建模．电网技术，2000
电力系统稳态分析设计成绩评定表
指导教师签字：
年月日
35。