电力系统分析前三个实验的指导书

电力系统分析实验

实验一 求瞬时电流i(t)和瞬时功率p(t)的表达式及绘制波形

图中的电源电压为v(t)?Vmcos(?t??v)V，（已知Vm?100V,?v?0?） 负荷阻抗大小为Z、阻抗角为?（假设Z?1.25?60?），求瞬时电流i(t)和

v(t)、p(t)、pR(t)和pX(t)瞬时功率p(t)的表达式，用MATLAB绘制i(t)、

在0—2?区间的波形。

v(t)?Vmcos(?t??v) i(t)?Imcos(?t??i)

p(t)?v(t)i(t)?VmImcos(?t??v)cos(?t??i)

???u??i

p(t)?pR(t)?pX(t)

pR(t)?VIcos?[1?cos2(?t??v)]——流进电路的能量 pX(t)?VIsin?sin2(?t??v)]——电路借还的能量

实验二 电源相互联接时无功功率潮流和端电压幅值差的关系

为给出的系统写一个MATLAB程序，并说明，电源相互连接时无功功率潮流和端电压的幅值差的关系。编程时使电源1的电压幅值以1V为步长从给定值的75%增长到100%，电源2的电压幅值和两个电源的相角保持恒定。试计算每个电源的复功率和线路损耗；将无功功率列表并绘图，绘制对应于电压幅值V1、Q1、Q2、QL的曲线。 电源1的电压幅值为120V 电源1的相角为?5? 电源2的电压幅值为100V 电源2的相角为0? 线路电阻为1? 线路电抗为7?

实验三 输电线路的潮流计算

编程序计算：一条三相输电线长125km，单位长度单相串联阻抗为

z?0.03?j0.4?/km，单相并联导纳为y?j4.0?10?6S/km。求传输矩阵

?AB;CD?，并计算当输电线始端电压为350kV，线路传输有功功率

407MW、无功功率7.883Mvar时的末端电压和电流、电压调整率和效率。

A?1?Z*Y/2；B?Z；

C?Y*(1?Z*Y/4)；D?A

实验一

Vm=input('Enter voltage peak amplitude Vm=');

thetav=input('Enter voltage phase angle in degree thetav='); Vm=100;thetav=0;

Z=input('Enter magnitude of the load impedance Z='); gama=input('Enter load phase angle in degree gama='); thetai=thetav-gama;

theta=(thetav-thetai)*pi/180; Im=Vm/Z; wt=0:0.05:2*pi; v=Vm*cos(wt);

i=Im*cos(wt+thetai*pi/180); p=v.*i;

V=Vm/sqrt(2);I=Im/sqrt(2); pr=V*I*cos(theta)*(1+cos(2*wt)); px=V*I*sin(theta)*sin(2*wt); P=V*I*cos(theta) Q=V*I*sin(theta) P=P*ones(1,length(wt));

xline=zeros(1,length(wt));wt=180/pi*wt; subplot(221),plot(wt,v,wt,i,wt,xline),grid title('v(t)=Vm coswt,i(t)=Im cos(wt-60)') xlabel('wt,degrees')

subplot(222),plot(wt,p,wt,xline),grid title('p(t)=v(t) i(t)'),xlabel('wt,degrees') subplot(223),plot(wt,pr,wt,P,wt,xline),grid title('pr(t)'),xlabel('wt,degrees') subplot(224),plot(wt,px,wt,xline),grid title('px(t)'),xlabel('wt,degrees') subplot(111)

disp('From P and Q formulas using phasor values') P=V*I*cos(theta); Q=V*I*sin(theta);

实验二

E1=input('Source # 1 Voltage Mag.='); a1=input('Source # 1 Phase Angle ='); E2=input('Source # 2 Voltage Mag.='); a2=input('Source # 2 Phase Angle ='); R=input('Line Resistance='); X=input('Line Reactance='); Z=R+j*X;

E1=(0.75*E1:1:E1)'; a1r=a1*pi/180; k=length(E1); E2=ones(k,1)*E2; a2r=a2*pi/180;

V1=E1.*cos(a1r)+j*E1.*sin(a1r); V2=E2.*cos(a2r)+j*E2.*sin(a2r); I12=(V1-V2)./Z;I21=-I12;

S1=V1.*conj(I12);P1=real(S1);Q1=imag(S1); S2=V2.*conj(I21);P2=real(S2);Q2=imag(S2); SL=S1+S2;PL=real(SL);QL=imag(SL); Result1=[E1,Q1,Q2,QL];

disp(' E1 Q1 Q2 QL') disp(Result1)

plot(E1,Q1,E1,Q2,E1,QL),grid

xlabel('Source # 1 Voltage Magnitude') ylabel('Q,var') text(112.5,-180,'Q2')

text(112.5,5,'QL'),text(112.5,197,'Q1')

实验三

z=input('Line series impedance per unit length z='); y=input('Line shunt admittance per phase unit length y='); Lngt=input('Transmission line length='); Z=z*Lngt; Y=y*Lngt; A=1+Z*Y/2;B=Z; C=Y*(1+Z*Y/4);D=A; M=[A B;C D];

VL_s=input('Sending end line-to-line voltage magnitude in kV='); AngV_s=input('Sending end voltage phase angle in degree='); P_s=input('Three-phase sending end real power in MW'); Q_s=input('Three-phase sending end reactive power in Mvar'); S_s=P_s+j*Q_s;

AngV_srd=AngV_s*pi/180;

V_s=VL_s/sqrt(3)*(cos(AngV_srd)+j*sin(AngV_srd)); I_s=conj(S_s)/(3*conj(V_s));

IL_s=abs(I_s)*1000;AngI_srd=angle(I_s); AngI_s=AngI_srd*180/pi; VI_r=inv(M)*[V_s;I_s];

V_r=VI_r(1);VL_r=sqrt(3)*abs(V_r);

AngV_rrd=angle(V_r);AngV_r=AngV_rrd*180/pi; I_r=VI_r(2);IL_r=abs(I_r)*1000;AngI_rd=angle(I_r); AngI_r=AngI_rd*180/pi;

S_r=3*V_r*conj(I_r);P_r=real(S_r); Q_r=imag(S_r);A=abs(M(1,1)); Reg=(VL_s/A-VL_r)/VL_r*100; Eff=P_r/P_s*100;

fprintf('Sending end line-to-line voltage =%g KV\\n',VL_s) fprintf('Sending end voltage phase angle =%g Degree\\n',AngV_s') fprintf('sending end real power =%g MW\\n',P_s) fprintf('sending end reactive power =%g Mvar\\n',Q_s) fprintf('sending end current =%g A\\n',IL_s)

fprintf('sending end current phase angle =%g Degree\\n',AngI_s) fprintf('Receiving end line-to-line voltage =%g KV\\n',VL_r) fprintf('Receivng end voltage phase angle =%g Degree\\n',AngV_r') fprintf('Receiving end real power =%g MW\\n',P_r) fprintf('Receiving end reactive power =%g Mvar\\n',Q_r) fprintf('Receiving end current =%g A\\n',IL_r)

fprintf('Receiving end current phase angle =%g Degree\\n',AngI_r) fprintf('Voltage regulation =%g percent\\n',Reg) fprintf('Transmission efficiency=%g percent\\n',Eff)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/p0xh.html