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《电力系统建模及仿真课程设计》

总结报告

姓名

学号

院系

班级

指导教师

目录

一、设计目的1

二、课程设计的基本要求1

三、电力系统仿真模型的建立与分析1

（一）电力系统故障分析和潮流计算的原理1

1、电力系统故障分析的原理1

2、电力系统潮流计算的原理2

（二）电力系统故障的仿真与分析5

1、短路故障5

2、电力网络潮流计算16

四、心得体会31

五、参考文献31

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一、设计目的

该课程设计是在完成《电力系统分析》的理论教学之后安排的一个实践教学

环节。其目的在于巩固和加深对电力系统潮流和短路电流计算基本原理的理解，

学习和掌握应用计算机进行电力系统设计和计算的方法，培养学生独立分析和解

决问题的能力。

二、课程设计的基本要求

（1）用Matlab中Simulink组件的SimPowerSystems工具箱构建设计要求所给

的电力系统模型，在所给电力系统中K处选取不同故障类型（三相短路、单相接

地短路、两相短路、两相接地短路进行仿真，比较仿真结果，给出自己的结论。

（2）基于Matlab/Simulink，搭建电力网络模型，并进行潮流计算。

三、电力系统仿真模型的建立与分析

（一）电力系统故障分析和潮流计算的原理

1、电力系统故障分析的原理

电力系统短路故障分为两类,横向不对称故障和纵向不对称故障，横向不对

称故障包括两相短路，单相接地短路以及两相接地短路三种类型，其特点是由电

力系统网络中的某一点（节点）和公共参考点（地接点）之间构成故障端口。该

端口一个是高电位点，另一个是零电位点。纵向不对称故障包括一相断相和两相

断相两种基本类型，其特点是由电力系统网络中的两个高电位之间构成故障端口。

目前实际中用的最多的和最基本的方法仍是对称分量法，应用对称分量法分析计

算简单不对称故障时，对于各序分量的求解一般有两种方法：一种是直接联立求

解三序的电动势方程和三个边界条件方程；另一种是借助于复合序网进行求解，

即根据不同故障类型所确定的边界条件，将三个序网络进行适当的链接，组成一

个复合序网，通过对复合序网的计算，求出电流、电压的各序对称分量。电力系

统继电保护故障对称分量变换三相电路中，任意一组不对称的三相相量都可以分解为三组

三相对称的分量，这就是所谓的三相相“量对称分量法”。对称分量法是将不对称的三相电流

和电压各自分解为三组对称分量，它们是：

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（1）正序分量：三相正序分量的大小相等，相位彼此相差2pi/3，相序与系统正常运

行方式下的相同；

（2）负序分量：三相负序分量的大小相等，相位彼此相差2pi/3，相序与正序相反；

（3）零序分量：三相零序分量的大小相等，相位相同。为了清楚起见，除了仍按习

惯用下标a、b和c表示三个相分量外。

不对称短路的分析：

不对称短路的各序等值网络

基本序网方程：再根据短路的类型写出边界条件，并用序分量表示，最

后求出短路处各相电压电流值。

2、电力系统潮流计算的原理

电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流

计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母

线电压、各支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可

以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，

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调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电

方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电

力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。根据电流周期分量的标幺值等于回

路总阻抗标幺值的倒数，计算出电流的周期分量，而容量的标幺