南昌大学电力系统分析实验报告..

南昌大学实验报告

实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：一、实验项目名称

电力网数学模型模拟实验

二、实验目的与要求：

本实验通过对电力网数学模型形成的计算机程序的编制与调试，获得形成电力网数学模型：节点导纳矩阵的计算机程序，使数学模型能够由计算机自行形成，即根据已知的电力网的接线图及各支路参数由计算程序运行形成该电力网的节点导纳矩阵。通过实验教学加深学生对电力网数学模型概念的理解，学会运用数学知识建立电力系统的数学模型，掌握数学模型的形成过程及其特点，熟悉各种常用应用软件，熟悉硬件设备的使用方法，加强编制调试计算机程序的能力，提高工程计算的能力，学习如何将理论知识和实际工程问题结合起来。

三、主要仪器设备及耗材

计算机、软件（已安装，包括各类编程软件C语言、C++、VB、VC等、应用软件MATLAB等）、移动存储设备（学生自备，软盘、U盘等）

四、实验步骤

1、将事先编制好的形成电力网数学模型的计算程序原代码由自备移动存储设备导入计算机。

（1）编程思想

I 无变压器支路的节点导纳矩阵计算方法。

以下语句用于输入题目已知节点之间的导纳和阻抗值：

z=input('请输入由节点号对应的阻抗形成的矩阵：z=');

y=input('请输入由节点号对应导纳形成的矩阵：y=');

%其中，即为i节点对地导纳，两节点之间无直接相连的通路则输入为0，输入为inf（即无穷大），也输入为inf。

以下语句用于计算无变压器支路的节点导纳矩阵：for(i=1:n)

for(j=1:n)

Y(i,i)=sum(y(i,:),2)+sum(1./z(i,:),2);

if j==i

Y(i,j)=Y(i,i);

else

Y(i,j)=-1/z(i,j);

end

end

end

%其中，对角线元素

=

+=+

非对角线元素

II变压器支路的等值电路

1:k 当节点a，b间接有变压器支路时（见图

1），当然可以用∏型等值电路，然后按照

上述原则形成导纳矩阵。但在实际应用程

序中，往往直接计算变压器支路对导纳矩

阵的影响。根据图1-5-1可以写出节点a，b

的自导纳和节点间的互导纳增量分别如

下：

节点a的自导纳改变量式（I-1）：

图1 变压器支路的∏型等值电路

kz

k*kz/(1-k)

kz/(k-1)

j

j

i

z

i

（I-1）节点j的自导纳改变量式（I-2）：

（I-2）增加节点i，j间的互导纳式（I-3）：

（I-3）

注意：在输入电路已知参数时，将k以矩阵形式输入，若i、j两节点之间无变压器，则=1,（=1），若i、j之间有变压器则将靠近变压器的一端记为节点j，

靠近阻抗的一端记为节点i，输入人员将输入为变压器变比，而以1输入。

程序段中

for(i=1:n)

for(j=1:n)

if k(i,j)~=1

y(j,i)=(1-k(i,j))/(k(i,j)*k(i,j)*z(i,j));

y(i,j)=(k(i,j)-1)/(k(i,j)*z(i,j));

z(i,j)=k(i,j)*z(i,j);

z(j,i)=z(i,j);

end

end

end

%判断两个节点之间是否有变压器，如果k则对节点之间的导纳和阻抗矩阵进行修改，得到新的和

（2）源代码如下：

clc

clear

n=input('请输入节点数：n=');

z=input('请输入由节点号对应的阻抗形成的矩阵：z='); y=input('请输入由节点号对应导纳形成的矩阵：y='); k=input('请输入变比：k=');

Y=zeros(n);

for(i=1:n)

for(j=1:n)

if k(i,j)~=1

y(j,i)=(1-k(i,j))/(k(i,j)*k(i,j)*z(i,j));

y(i,j)=(k(i,j)-1)/(k(i,j)*z(i,j));

z(i,j)=k(i,j)*z(i,j);

z(j,i)=z(i,j);

end

end

end

for(i=1:n)

for(j=1:n)

Y(i,i)=sum(y(i,:),2)+sum(1./z(i,:),2);

if j==i

Y(i,j)=Y(i,i);

else

Y(i,j)=-1/z(i,j);

end

end

end

2、在相应的编程环境下对程序进行组织调试。

3、应用计算例题验证程序的计算效果。

将例题中的已知条件如下依次输入:

n=5

z=[inf 0.105i inf inf inf;0.105i inf 0.024+0.065i 0.03+0.08i inf;inf 0.024+0.065i inf 0.018+0.05i inf;inf 0.03+0.08i 0.018+0.05i inf 0.184i;inf inf inf 0.184i inf]

y=[0 0 0 0 0 ;0 0 0+0.0160i 0+0.0200i 0;0 0+0.0160i 0 0+0.0130i 0;0 0+0.0200i 0+0.0130i 0 0;0 0 0 0 0]

k=[1.0000 1.0500 1.0000 1.0000 1.0000;1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000;1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000;1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000;1.0000 1.0000 1.0000 0.9600 1.0000]

4、对调试正确的计算程序进行存储、打印。

5、完成本次实验的实验报告。

五、实验数据及处理结果

运行自行设计的程序，把结果与手工计算结果相比较，验证所采用方法及所编制程序运行的正确性。

1手算节点导纳矩阵：

详细计算过程见课本P73例4-1

其结果为：

2用matlab程序计算节点导纳矩阵实验结果：