电力系统分析 实验报告 南昌大学
电力系统分析实训报告
一、实训背景随着我国经济的快速发展，电力需求日益增长，电力系统分析在电力系统规划、设计、运行和管理等方面发挥着至关重要的作用。
为了提高电力系统分析人员的专业素质，我们组织了一次电力系统分析实训。
本次实训旨在使学员掌握电力系统分析的基本原理和方法，提高实际操作能力，为今后从事电力系统相关工作打下坚实基础。
二、实训目的1. 熟悉电力系统分析的基本原理和常用方法；2. 掌握电力系统潮流计算、短路计算和稳定计算等基本技能；3. 培养学员的实际操作能力，提高解决实际问题的能力；4. 激发学员对电力系统分析的兴趣，为今后从事相关工作奠定基础。
三、实训内容1. 电力系统基本知识（1）电力系统组成及功能；（2）电力系统运行基本规律；（3）电力系统元件特性及参数。
2. 电力系统潮流计算（1）潮流计算基本原理；（2）潮流计算方法；（3）潮流计算实例分析。
3. 电力系统短路计算（1）短路计算基本原理；（2）短路计算方法；（3）短路计算实例分析。
4. 电力系统稳定计算（1）稳定计算基本原理；（2）稳定计算方法；（3）稳定计算实例分析。
5. 电力系统仿真软件应用（1）仿真软件简介；（2）仿真软件操作及参数设置；（3）仿真实例分析。
四、实训过程1. 理论学习实训前，学员进行了为期一周的理论学习，系统学习了电力系统分析的基本原理、常用方法和仿真软件应用。
2. 实践操作（1）潮流计算：学员利用仿真软件对给定的电力系统进行潮流计算，分析系统运行状态，掌握潮流计算方法。
（2）短路计算：学员根据给定故障情况，利用仿真软件进行短路计算，分析故障对系统的影响，掌握短路计算方法。
（3）稳定计算：学员通过仿真软件对电力系统进行稳定计算，分析系统稳定性，掌握稳定计算方法。
3. 案例分析实训过程中，学员针对实际问题进行分析，提出解决方案，提高解决实际问题的能力。
五、实训成果1. 学员掌握了电力系统分析的基本原理和方法；2. 学员的实际操作能力得到提高；3. 学员对电力系统分析的兴趣得到激发；4. 学员为今后从事相关工作奠定了基础。
电力系统分析实验报告
电力系统分析实验报告电力系统分析实验报告引言：电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，它为我们的生活提供了稳定的电力供应。
为了确保电力系统的可靠性和安全性，对电力系统进行分析是非常重要的。
本实验旨在通过对电力系统的分析，探讨电力系统的性能和效能，以及可能存在的问题和改进措施。
一、电力系统的基本原理电力系统由发电厂、输电网和配电网组成。
发电厂负责将化学能、机械能等转化为电能，输电网将发电厂产生的电能输送到各个地区，配电网将电能供应给终端用户。
电力系统的基本原理是通过电压和电流的传输，实现电能的转换和分配。
二、电力系统的分析方法1. 潮流计算潮流计算是电力系统分析中最基本的方法之一。
通过潮流计算，可以确定电力系统中各节点的电压和电流分布情况，从而评估系统的稳定性和负载能力。
潮流计算需要考虑各个节点的功率平衡和电压平衡，以及各个元件的参数和状态。
2. 短路分析短路分析是评估电力系统安全性的重要手段。
通过短路分析，可以确定电力系统中各个节点和支路的短路电流，从而评估设备的额定容量和保护措施的有效性。
短路分析需要考虑系统的拓扑结构、设备参数和保护装置的动作特性。
3. 阻抗分析阻抗分析是评估电力系统稳定性和负载能力的重要方法。
通过阻抗分析，可以确定电力系统中各个节点和支路的阻抗，从而评估系统的电压稳定性和电力传输能力。
阻抗分析需要考虑系统的拓扑结构、设备参数和负载特性。
三、实验结果与讨论在本实验中，我们选取了一个具体的电力系统进行分析。
通过潮流计算，我们确定了系统中各个节点的电压和电流分布情况。
通过短路分析，我们评估了系统的安全性，并确定了保护装置的动作特性。
通过阻抗分析，我们评估了系统的稳定性和负载能力。
实验结果显示，系统中存在一些节点电压偏低的问题，可能会影响设备的正常运行。
为了解决这个问题，我们建议采取增加变压器容量、调整负载分配和优化配电网结构等措施。
此外，我们还发现系统中某些支路的短路电流超过了设备的额定容量，可能导致设备的损坏和安全事故。
电力系统分析实验报告
电力系统分析实验报告本文主要介绍电力系统分析实验报告的相关内容，包括实验目的、实验原理、实验结果及分析等。
实验目的：本次实验旨在掌握电力系统的基本理论和分析方法，通过对电力系统的模拟和实验，深入理解电力系统的构成和工作原理，并提高对电力系统的分析和调试能力。
实验原理：电力系统是由发电机、变电站、电网和负载等组成的，其中发电机将燃料等能源转换为电能，经变电站进行升压变换后，输往各个地方的电网上，供相应的用户使用。
而电量的传输和分配过程中，会受到各种因素的影响，如短路故障、过流保护、功率因数等。
因此，在电力系统的设计、建设和维护过程中，需要对其进行详尽分析和性能评估。
主要实验器材：1. 变压器模型2. 电感器、电容器、电阻器等模型3. 处理器、仿真软件等实验过程：1. 构建电力系统模型，包括发电机、变电站、输电线路、配电站和负载等。
2. 对不同模型参数进行设置和调整，如线路长度、阻抗等。
3. 进行各种测试和实验，如短路故障测试、过流保护测试、功率因数测试等，并记录实验数据。
4. 使用仿真软件，对电力系统进行分析和模拟，得出相关结论。
5. 对实验数据和仿真结果进行分析和比较，并提出改进建议。
实验结果及分析：通过实验和仿真，我们得出了以下结论：1. 线路长度和阻抗大小会对电力系统的稳定性和传输效率产生影响。
2. 不同短路故障类型的处理方式不同，需要根据实际情况进行应对。
3. 过流保护的设置和参数调整需要根据负载情况和线路容量进行优化。
4. 功率因数的影响因素包括谐波、电路阻抗等，需要进行综合考虑。
总结：本次实验通过对电力系统的模拟和实验，深入了解了电力系统的构成和工作原理，并掌握了电力系统的分析和调试方法。
同时，也发现了在实际工作中需要注意的问题和改进方向。
在今后的工作中，我们将进一步加强对电力系统的学习和研究，提高自己专业能力和技能水平。
南昌大学电力系统分析实验报告1
南昌大学实验报告学生姓名：李开卷学号：6100312199 专业班级：电力系统124班实验类型：□ 验证 □ 综合■ 设计□ 创新 实验日期： 11.28 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。
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。
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。
实验程序：clear clc;z=[inf,0.10+0.40i,0.3i,0.12+0.50i;0.10+0.40i,inf,inf,0.08+0.40j;0.3i,inf,inf,inf;0.12+0.50i,0.08+0.40i,inf,inf]; （各支路的阻抗）y=[0,0.01528i,0,0.01920j;0.01528i,0,0,0.01413j;0,0,0,0;0.01920i,0.01413i,0,0]; （各支路的导纳）Y=zeros(4,4);for(i=1:4),for(j=1:4),if i==jY(i,j)=Y(i,j)elseY(i,j)=-1.0/z(i,j)endendendfor (i=1:4),for(j=1:4),Y(i,i)=Y(i,i)+y(i,j)+1.0/z(i,j)endendY(1,1)=Y(1,1)-1.0/z(3,1)+1.1*1.1/z(3,1) （对变压器支路的两个节点进行修正）Y(1,3)=Y(1,3)*1.1Y(3,1)=Y(3,1)*1.1运行结果，实验结果导纳截图：手工计算结果：Y11=y140+y120+1/z12+1/z14+1.1*1.1/z13=j0.01920+j0.01528+1/(0.10+j0.40)+1/(0.12+j0.50)+ 1.1*1.1/j0.3=1.0241-j8.2429Y12=Y21=-1/z12=1/(0.10+j0.40)=-0.5882+j2.3529Y13==Y31=-1.1/z13=-1.1/j0.3=j3.667Y14=Y41=-1/z14=1/(0.12+j0.50)=-0.4539+j1.8911Y22=y210+y240+1/z21+1/z24=j0.01528+j0.01413+1/(0.10+j0.40)+1/(0.08+j0. j4.7274Y24=Y42=-1/z24=-1/(0.08+j0.40)=-0.4808+j2.4038Y33=1/z13=1/(j0.3)=-j3.333Y44=y410+y420+1/z14+1/z42=j0.01920+j0.01413+1/(0.12+j0.50)+1/(0.08+j0. j4.2616六、思考讨论题或体会或对改进实验的建议1．什么是输入阻抗？什么是转移阻抗？网络化简的方法有哪些？答: 输入阻抗就是指节点的自阻抗即节点i单独注入电流时，在节点i产生电压与电流之比；转移阻抗就是指节点i单独注入电势，与在短路点j产生的电流之比；网络化简方法有高斯消去法：也就是带有节点电流移置的星网变换；2.简述节点导纳矩阵的形成的过程，节点导纳矩阵的阶数与系统的节点数有什么关系？节点导纳矩阵的互导纳y ij在数值上等于什么？举例说明当网络结构发生变化时，如何修改？答：（1）节点导纳矩阵的形成过程：列写节点电压方程：以零电位点为计算节点电压参考点，根据基尔霍夫电流定律，写出各独立节点电流平衡方程，经整理后形成矩阵方程：。
电力系统分析综合实验报告
电力系统分析综合实验报告本实验旨在通过对电力系统进行分析和综合实验，从而了解电力系统的基本工作原理、电力负荷的管理和电路的运行条件。
在本次实验中，我们将使用PSCAD软件进行电力系统的模拟，并最终得出分析结果。
第一部分：实验目的本实验的主要目的是使学生熟悉电力系统的基本概念、基本原理和基本分析方法，了解电路的运行条件和电力负荷的管理，通过实验来了解电力系统的基本运行流程和原理。
同时，实验中更加重视学生解决问题、创新思维、团队协作和实验数据记录。
第二部分：实验内容本实验的内容主要包括以下几个方面：1. 非线性电力系统的建模使用PSCAD软件来建立非线性电力系统的模型，包括电源、负载和传输线等组成部分。
通过一个简单的电路来进行模拟，检验电源、负载和传输线的正常工作状态。
2. 电力系统稳定性分析使用系统柔性和频率响应等分析方法，对电力系统进行稳定性分析。
通过仿真和实验搭建一个简单的电路来进行稳定性分析，只有在系统稳定的状态下才能进行正常的供电操作。
3. 电路负载管理和分析使用实际电路负载来进行各类负载管理和分析，包括负载均衡和负载优化。
通过对负载进行分析并进行优化调整，以达到电系统的最佳工作状态。
4. 设备运行条件分析通过对设备的状态进行分析，寻找设备的运行条件，以保证设备的正常运转。
在分析过程中，需要对各种设备产生的功率损失和电流负载进行考虑。
第三部分：实验步骤本实验的步骤大致如下：1. 建立非线性电力系统模型首先，需要在PSCAD软件中建立一个非线性电力系统模型，包括电源、负载和传输线等组成部分，并进行电路的初始化设置。
2. 进行电路的基本操作进行电路的基本操作，包括开关的合闭、电源的开启和负载的接入等，以检验电路的正常工作状态。
3. 进行电力系统稳定性分析通过进行仿真和实验来进行电力系统稳定性分析，只有在系统稳定的状态下才能进行正常的供电操作。
如果系统不稳定，则需要进行适当的调整。
4. 进行负载分析和负载管理通过对负载进行分析和管理，以达到电系统的最佳工作状态。
电力系统分析计算实验报告
电力系统分析计算实验报告实验报告：电力系统分析计算一、实验目的本次实验的目的是通过对电力系统的分析和计算，了解电力系统的性能指标以及计算方法，为电力系统的设计、运行和维护提供理论依据。
二、实验原理1.电力系统的基本概念：电力系统由电源、输电线路、变电站以及用户组成，其主要功能是将发电厂产生的电能传输到用户处。
电力系统一般按照功率等级的不同分为高压、中压、低压电力系统。
2.电力系统的拓扑结构：电力系统的拓扑结构是指电源、变电站、输电线路等各个组成部分之间的连接关系。
常见的电力系统拓扑结构有环形、网状和辐射状等。
3.电力系统的性能指标：电力系统的性能指标包括电压、电流、功率因数、谐波等。
其中，电压是电力系统中最基本和最重要的性能指标之一，有着直接影响电力设备运行稳定性和用户用电质量的作用。
4.电力系统的计算方法：电力系统的计算方法主要包括短路电流计算、负荷流计算、电压稳定计算等。
通过这些计算方法可以了解电力系统的运行状态，为系统的运行和维护提供参考。
1.收集电力系统的基本信息：包括装置的类型、额定容量、接线方式等。
2.进行短路电流计算：根据电力系统的拓扑结构和装置参数，计算各个节点的短路电流。
3.进行负荷流计算：根据电力系统的负荷信息和装置参数，计算各个节点的负荷流值。
4.进行电压稳定计算：根据电力系统的电源参数、负载参数和线路参数，计算各个节点的电压稳定性。
5.分析计算结果，评估电力系统的性能，找出可能存在的问题。
6.根据分析结果，提出改进措施，优化电力系统的运行。
四、实验结果通过上述计算，我们得到了电力系统各节点的短路电流、负荷流值以及电压稳定性等指标。
通过对实验结果的分析，我们发现了电力系统中可能存在的问题，并提出了相应的改进方案。
五、实验结论通过本次实验，我们深入了解了电力系统的分析和计算方法，掌握了评估电力系统性能的指标和工具。
我们发现电力系统的设计和优化非常重要，可以提高系统的稳定性和可靠性，减少能源损失。
南昌大学电力系统分析实验报告2
南昌大学实验报告学生姓名：李开卷学号：6100312199 专业班级：电力系统124班实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：12.5 实验成绩：一、实验项目名称电力系统短路计算实验二、实验目的与要求：目的：通过实验教学加深学生的基本概念，掌握电力系统的特点，使学生通过系统进行物理模拟和数学模拟，对系统进行电力系统计算和仿真实验，以达到理论联系实际的效果。
通过电子计算机对电力系统短路等计算的数学模拟，分析电力系统的故障计算方法、实现工程计算的功能。
提高处理电力系统工程计算问题的实际能力，以及实现对电力系统仿真的过程分析。
要求：l、使学生掌握对电力系统进行计算、仿真试验的方法，了解实验对电力系统分析研究的必要性和意义。
2、使学生掌握使用实验设备计算机和相关计算软件、编程语言。
3、应用电子计算机完成电力系统的短路计算。
4、应用电子计算机及相关软件对电力系统进行仿真。
三、主要仪器设备及耗材1.每组计算机1台、相关计算软件1套四、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。
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。
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，把结果与例题的计算结果相比较，验证所采用的短路电流计算方法及程序运行的正确性。
如果采用的是近似计算方法，还需分析由于近似所产生的误差是否在运行范围内。
实验程序：clear clc;z=[0.2i,inf,0.51i,inf;inf,4i,0.59i,inf;0.51i,0.59i,inf,1.43i;inf,inf,1.43i,inf];y=[0,0,0,0;0,0,0,0;0,0,0,0;0,0,0,0];f=4;Y=zeros(4,4);for(i=1:4),for(j=1:4),if i==jY(i,j)=Y(i,j)elseY(i,j)=-1.0/z(i,j)endendendfor (i=1:4),for(j=1:4),Y(i,i)=Y(i,i)+y(i,j)+1.0/z(i,j)endendZ=inv(Y);If=1/Z(f,f);实验结果：If=0-0.48902i实验例题所给结果短路电流：If = - j0.4895，与程序运行结果在误差允许范围之内，故验证了该程序的正确性。
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==iY(i,j)=Y(i,i);elseY(i,j)=-1/z(i,j);endendend%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。
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实验报告实验课程：电力系统分析学生姓名：***学号：**********专业班级：电气工程及其自动化132 指导老师：**2015年 12月日南昌大学实验报告学生姓名：李瑞欣学号：610113078 专业班级：电气132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。
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。
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。
实验数据见《电力系统分析》（上册）72页例4-1a)程序调试记录，逐条记录下程序调试过程中发现的问题及解决的方法。
1、程序调试过程出了几次错，例如在做复数矩阵的转置使错误使用了“’”命令(共轭转置)，应改正为“.’”(普通转置)。
在编程时尽量不使用i和j作为变量，因为在MATLAB里面它们也表示虚数。
上图演示了MATLAB对矩阵转置操作的效果2、考虑变压器支路的影响，修改原矩阵时要先修改Y（节点对地的导纳矩阵）再修改Z（节点之间的阻抗矩阵）否则会出错。
因为在本程序中在修改Y时要用到原来的Z。
3、程序的设计方法是：首先不考虑变压器支路的影响，手动化简变压器参数，然后编写程序，计算节点导纳矩阵，成功后再考虑变压器影响，修改源程序，最后把计算节点导纳矩阵部分做成函数文件，以便后续的实验调用。
本程序的算法见程序框图。
在数据结构方面，我采用的是用三个矩阵分别输入网络中阻抗、导纳和变压器情况。
b)程序框图。
c)所编程序清单。
函数文件：JDDN.m主函数：main.mclc; clear; close all;Z=input('请输入互阻抗矩阵的上三角部分:\n');Y=input('请输入地导纳矩阵:\n');T=input('请输入变压器矩阵:\n');Z=Z+Z.';N=length(Z);Y_jd=JDDN(Z,Y,T,N)%这里调用了求节点导纳矩阵函数d) 例题运行结果六、思考讨论题或体会或对改进实验的建议1．什么是输入阻抗？什么是转移阻抗？网络化简的方法有哪些？答：输入阻抗：在节点i 单独注入电流而所有其他节点的注入电流都等于0时，在节点i 产生的电压同注入电流之比，即等于节点i 的自阻抗，即输入阻抗。
转移阻抗：节点i 单独施加Ei 时，该电势与其在节点j 产生的短路电流Ij 之比即等于节点i 、j 之间的转移阻抗。
网络化简方法：星网变换法，高斯消去法。
2.简述节点导纳矩阵的形成的过程，节点导纳矩阵的阶数与系统的节点数有什么关系？节点导纳矩阵的互导纳y ij 在数值上等于什么？举例说明当网络结构发生变化时，如何修改？答：节点导纳矩阵分的形成两部分，一部分是对角线元素称为自导纳，其值等于节点i 所有支路的导纳之和；一部分是非对角线元素，称为互导纳它是直接连接在i,j 支路的导纳的负值。
阶数一般来说等于节点数。
y ij 在数值上等于直接连接在i,j 支路的导纳的负值。
假如有一个节点导纳矩阵Y ，在i 和j 节点之间增加一个导纳y ，则原矩阵应做如下修改：3.节点电压方程的求解方法有哪些？答：直接求解法和高斯消去法4.简述节点阻抗矩阵元素的物理意义及其形成。
答：表示在k 节点单独注入电流而其他节点都接地时在i 节点产生的电压同k 节点的注入电流之比，当k=i 时表示自阻抗，否则表示互阻抗。
节点阻抗矩阵的形成可以用支路追加法，和导纳矩阵求逆矩阵的两种方法。
用MATLAB 可以调用内部函数inv( )轻易求出逆矩阵。
ik Z ij ij Y Y y=-ii jj Y Y y==七、参考资料1.《电力系统分析》何仰赞华中科技大学出版社2.《电力系统稳态分析》陈珩中国电力出版社3.《电力系统暂态分析》李光琦中国电力出版社4.《电力系统计算》水利电力出版社南昌大学实验报告学生姓名：李瑞欣学号：6101113078 专业班级：电气132实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：实验成绩：一、实验项目名称电力系统短路计算实验二、实验目的与要求：目的：通过实验教学加深学生的基本概念，掌握电力系统的特点，使学生通过系统进行物理模拟和数学模拟，对系统进行电力系统计算和仿真实验，以达到理论联系实际的效果。
通过电子计算机对电力系统短路等计算的数学模拟，分析电力系统的故障计算方法、实现工程计算的功能。
提高处理电力系统工程计算问题的实际能力，以及实现对电力系统仿真的过程分析。
要求：l、使学生掌握对电力系统进行计算、仿真试验的方法，了解实验对电力系统分析研究的必要性和意义。
2、使学生掌握使用实验设备计算机和相关计算软件、编程语言。
3、应用电子计算机完成电力系统的短路计算。
4、应用电子计算机及相关软件对电力系统进行仿真。
三、主要仪器设备及耗材1.每组计算机1台、相关计算软件1套四、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。
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。
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，把结果与例题的计算结果相比较，验证所采用的短路电流计算方法及程序运行的正确性。
如果采用的是近似计算方法，还需分析由于近似所产生的误差是否在运行范围内。
实验数据：例题1：j0.2 1j0.33 j0.18 3j0.06 j0.53 2j4f j0.034j1.4节点导纳矩阵：- j6.961 0 j1.961 00 - j1.945 j1.695 0j1.961 j1.695 - j4.355 j0.6990 0 j0.699 - j0.699短路电流：I f = - j0.4895实验报告：1、程序调试记录，逐条记录下程序调试过程中发现的问题及解决的方法。
由于本次实验可以直接使用上一实验的成果，所以调试比较顺利，但是本实验中是做近似计算，无需考虑变压器变比的影响。
不需要输入变比矩阵。
所以我改进了节点导纳矩阵的计算函数，加入判断空矩阵语句，这样无需输入的矩阵只要吧输入参数写成“[]”即可。
下面给出调试中改进的部分：if isempty(Y)Y=zeros(N);endif isempty(T)T=zeros(N);endY_jddn=JDDN(Z,Y,[],N)在本实验的主函数当中，只需调用求逆矩阵函数Inv() 即可求得节点阻抗矩阵，让后套用公式求解短路电流。
右图是本程序的流程图。
2、所编程序清单。
主函数：main.m：JDDN.mfor n=1:Nif m==nYout(m,n)=sum(Zd(m,:))+sum(Y(m,:));elseYout(m,n)=-Zd(m,n);endendendend3、例题运行结果。
六、思考讨论题或体会或对改进实验的建议1. 理解课本上讲述的同步电机突然三相短路的物理分析。
答：同步电机稳态对称运行（包括稳态短路对称）时，电枢磁势大小不随时间变化，而在空间以同步转速旋转，同转自没有相对运动，故不会再转子绕组中感应电流。
突然短路时，定子电流发生急剧变化，电枢反应磁通也随着变化，定转子间电流会互相影响，这是同步电机突然短路暂态过程区别于稳态短路的显著特点。
我们在进行磁感分析时，对于每个绕组都遵守磁链守恒原则。
对于无阻尼绕组同步电机突然三相短路时，短路后定子侧将出现:1.基频电流，由三相对称绕组的基频电流产生的交变磁链，用以抵消转子主磁场对定子各相绕组产生的交变磁链；2.直流Iap ：对各绕组产生的不变ψψψc0b0a0、、，来维持定子绕组的磁链初值不变；3.倍频电流i 2w ：定子各相值流产生的恒定磁势，当转子旋转时，因转子纵横轴磁阻不同，转子没转过180°。
磁阻经历一个变化周期，为适应磁阻的变化，产生倍频电流与直流共同作用，才能维持定子侧磁链初值不变。
转自侧产生：①附加直流分量i ∆ψ：为抵消定子电流对转子产生的强烈电枢反应影响，维持磁链不变，该附加直流和原直流同向，加强了励磁绕组的磁场，而且i ∆ψ产生磁通的一部分也要穿过定子绕组，故激起定子基频电流大大超过稳态短路电流。
②转子基频交流：为抵消定子的直流和倍频电流产生的电枢反应，该基频电流在转子产生脉振磁场，分解为正反两方向磁场，又来影响定子侧的I ap 以及在定子侧产生两倍频的交变磁链，定子侧的I 2w 就是为了抵消该磁链而产生的。
2. 简述无阻尼绕组同步电机突然三相短路时，短路电流所含各种分量以及各自由电流衰减时间常数的确定，有阻尼绕组同步电机突然三相短路时有什么不同之处？答：（1）无阻尼绕组同步电机突然三相短路时，定子侧短路电流有：①基频电流I w ：抵消转子主磁场对定子各相绕组产生的交变磁链；②直流I ap ：维持定子绕组的磁链初值不变；③倍频电流I 2w ：为适应磁阻的变化，倍频电流与直流共同作用，才能维持定子侧磁链初值不变。
转子侧短路电流有：①附加直流分量i ∆ψ：为抵消定子电流对转子产生的强烈电枢反应影响，维持磁链不变；②转子基频交流i fw ∆：为抵消定子的直流和倍频电流产生的电枢反应。
（2）在实用计算中，各自由电流衰减常数确定，常采用以下的简化原则：①为维持磁链守恒而在短路瞬间出现的自由电流，若它产生的磁通对于本绕组相对静止，那该电流将按本绕组时间常数衰减，一切同改自由电流发生依存关系的均按同一时间常数衰减；②某绕组时间常数是该绕组电感同电阻之比，而忽略其他绕组电阻的影响。
（3）有阻尼绕组同步电机突然三相短路时的不同：有阻尼绕组电机，在转子纵轴向有励磁绕组和阻尼绕组，横轴向也有阻尼绕组。