电力系统分析课程设计-电力系统短路故障计算机算法程序设计.docx

电力系统分析课程设计 电力系统短路故障的计算机 算法程序设计 姓 名____刘佳琪___ 学 号_2014409436__ 班 级___ 指导教师___鲁明芳____  目录 1 目的与原理 ……………………………………………………………………………1 1.2 关于电力系统短路故障的计算机算法程序设计目的 ……………………………1 1.2 设计原理 ……………………………………………………………………………1 1.2.1计算机计算原理 ………………………………………………………………1 1.2.2电力系统短路计算计算机算法 ………………………………………………2 2 计算机编程环境及编程语言的选择 ………………………………………………2 2.1 优势特点 ……………………………………………………………………………2 2.1.1编程环境 ………………………………………………………………………3 2.1.2简单易用 ………………………………………………………………………3 2.1.3强处理能力 ……………………………………………………………………3 2.1.4图形处理 ………………………………………………………………………3 2.1.5模块集和工具箱 ………………………………………………………………4 2.1.6程序接口 ………………………………………………………………………4 2.1.7应用软件开发 …………………………………………………………………4 3 对称故障的计算机算法 ……………………………………………………………5 3.1 用阻抗矩阵计算三相短路电流 …………………………………………………7 3.2 用节点导纳矩阵计算三相短路电流 ………………………………………………9 4 附录 程序清单 ………………………………………………………………………14 4.1 形成节点导纳矩阵 ………………………………………………………………14 4.2 形成节点阻抗矩阵 ………………………………………………………………15 4.2 对称故障的计算 …………………………………………………………………17  1 目的与原理 1.1 关于电力系统短路故障的计算机算法程序设计目的 电力系统正常运行的破坏多半是由于短路故障引起的，发生短路时，系统从一种状态剧变成另一种状态，并伴随复杂的暂态现象。所谓短路故障，是指一切不正常的相与相之间或相与地发生通路的情况。 本文根据电力系统三相对称短路的特点，建立了合理的三相短路的数学模型，在此基础上， 形成电力系统短路电流实用计算方法；节点阻抗矩阵的支路追加法。编制了对任意一个电力系统在任意点发生短路故障时三相短路电流及其分布的通用计算程序，该办法适用于各种复杂结构的电力系统。从一个侧面展示了计算机应用于电力系统的广阔前景。 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使同学对电力系统分析有进一步理解，同时加强计算机实际应用能力的训练。 电力系统的短路故障是严重的，而又是发生几率最多的故障，一般说来，最严重的短路是三相短路。当发生短路时， 其短路电流可达数万安以至十几万安，它们所产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破环。为此，当发生短路时，继电保护装置必须迅速切除故障线路，以避免故障部分继续遭受危害，并使非故障部分从不正常运行情况下解脱出来，这要求电气设备必须有足够的 机械强度和热稳定度，开关电气设备必须具备足够的开断能力，即必须经得起可能最大短路的侵扰而不致损坏。因此，电力系统短路电流计算是电力系统运行分析，设计计算的重要环节，许多电业设计单位和个人倾注极大精力从事这一工作的研究。由于电力系统结构复杂，随着生产发展，技术进步系统日趋扩大和复杂化，短路电流计算工作量也随之增大，采用计算机辅助计算势在并行。 1.2 设计原理 1.2.1 计算机计算原理 应用计算机进行电力系统计算，首先要掌握电力系统相应计算的数学模型；其次是运用合理的计算方法；第三则是选择合适的计算机语言编制计算程序。 建立电力系统计算的相关数学模型，就是建立用于描述电力系统相应计算的有关参数间的相互关系的数学方程式。该数学模型的建立往往要突出问题的主要方，即考虑影响问题的主要因素，而忽略一些次要因素，使数学模型既能正确地反映实际问题，又使计算不过于复杂。 运用合理的计算方法，就是要求所选用的计算方法能快速准确地得出正确结果，同时还应要求在解算过程中占用内存少，以利于提高计算机的解题规模。 选择合适的语言编写程序，就是首先确定用什么计算机语言来编制程序；其次是做出计算的