课程设计报告课程设计报告电力系统短路故障的计算机算法程序设计电力系统短路故障的计算机算法程序设计专专 业业： ：电电气工程及其自气工程及其自动动化化 班班 级级： ： 设设 计计 者：者： 学学 号：号： 华华中科技大学中科技大学电电气与气与电电子工程学院子工程学院2目录目录一课程设计说明一课程设计说明-(3)-(3)二选用所用语言的理由二选用所用语言的理由-(3)-(3)三程序主框图子框图及主要数据变量的说明三程序主框图子框图及主要数据变量的说明-(3)-(3)四程序说明（计算公式及出处）四程序说明（计算公式及出处）-(4)-(4)五设计实际应用五设计实际应用-(4)-(4)六六. .设计体会设计体会-(10)-(10)七参考资料七参考资料-(10)-(10)八附录（程序源代码）八附录（程序源代码）-(10)-(10)3一课程设计说明一课程设计说明1.课程设计题目为：电力系统短路故障的计算机算法程序设计。 2.实际任务为：编写计算机程序完成三相对称短路电流的实际计算。 要求形成可执行文件，程序合格，输入输出数据以文件形式。其中， 输入数据为：节点数，支路数，故障节点，支路首段号，支路末端 号，支路电抗值。输出数据为：节点导纳矩阵，阻抗矩阵，故障点， 故障点电流，支路电流，各节点电压。并以电力系统分析课本 例题 6-1，习题 6-10,6-11 为例进行计算和验算。二选用所用语言的理由二选用所用语言的理由这次课程设计我选用的语言是 C 语言，原因是在大学阶段只接触过 C 语 言，C 语言有一定的基础，而且 C 语言完全能胜任这次编程任务。三程序主框图子框图及主要数据变量的说明三程序主框图子框图及主要数据变量的说明从 duanlu.txt 输入数据根据输入形成导纳矩阵对导纳矩阵求逆，得到阻抗矩阵通过课本上的公式，通过阻抗矩阵求故障时各点电压，各支路电 流用户输入短路点和短路前电压（设负荷电流无影响）输出结果到 result.txt 文件主要变量说明如下： init ();（数据输入函数，形成节点导纳矩阵） brinv(double a, int n);（矩阵求逆函数） out_Y();（形成节点阻抗矩阵） short_Select();（输入短路点） Count_If();（计算出短路时各节点电压和各支路电流） float yyMM（导纳矩阵）,zzMM（阻抗矩阵）; float IfM（短路节点电流）;4float VolM（各节点电压）; float IIIM（各支路电流）; struct powernet BYTE node;BYTE line;BYTE hanghao; int head_node; int end_node; float react;netN；（电力网络 结构体，用来表示电力网络各参数）四程序说明（计算公式及出处）四程序说明（计算公式及出处） 短路计算过程如下： 输入数据形成节点导纳矩阵并求逆节点阻抗矩阵选择短 路点 f， 输入短路前电压通过公式（6-10）计算短路电流 If通过 公式（6-11）计算节点电压用公式（6-9）计算短路后支路电流。 IfVf（0）/Zff （6-10） ViVi（0）-Zif* If （6-11） Ipq=(Vp-Vq)*(-Ypq) ( 6-9 ) 各公式引自电力系统分析上册第六章。五设计实际应用五设计实际应用例例 6-3 题题输入数据如下输入数据如下：5 5 7 1,1,0.15 1,2,0.105 2,3,0.065 2,4,0.08 3,4,0.05 4,5,0.184 5,5,0.225.txt 文件输出数据输出数据： 节点导纳矩阵为： -16.19047546*j 9.52380943*j0.00000000*j0.00000000*j0.00000000*j9.52380943*j-37.40842819*j 15.38461590*j12.50000000*j0.00000000*j0.00000000*j15.38461590*j-35.38461685*j 20.00000000*j0.00000000*j0.00000000*j12.50000000*j20.00000000*j-37.93478394*j 5.43478251*j0.00000000*j0.00000000*j0.00000000*j5.43478251*j-9.98023701*j节点阻抗矩阵为： 0.11813837*j0.09583523*j0.09017095*j0.08581381*j0.04673029*j0.09583523*j0.16291989*j0.15329060*j0.14588347*j0.07944150*j0.09017095*j0.15329060*j0.18598767*j0.16113926*j0.08774910*j0.08581381*j0.14588347*j0.16113926*j0.17287450*j0.09413958*j0.04673029*j0.07944150*j0.08774910*j0.09413958*j0.15146215*j短路节点为: 3短路前电压为(忽略负荷电流的影响)：1.000000短路点的电流为: If3=-5.376700*j短路节点电压为:Vol1= 0.515178Vol2= 0.175802Vol3= 0.000000Vol4= 0.1336026Vol5= 0.528199各支路电流为: III11= -3.232147*jIII12= -3.232147*jIII23= -2.704651*jIII24= -0.527499*jIII34= 2.672048*jIII45= 2.144548*jIII55= -2.144548*j 习题习题 610输入数据输入数据：5 5 7 1,1,0.23 1,3,0.105 2,2,0.28 2,4,0.21 3,4,0.43554 3,5,0.2904 4,5,0.2541输出数据输出数据：节点导纳矩阵为：-13.87163544*j 0.0000000*j 9.52380943*j0.00000000*j 0.0000000*j0.00000000*j-8.33333302*j 0.00000000*j4.76190472*j0.00000000*j79.52380943*j0.000000*j -15.26333618*j 2.29600048*j 3.44352627*j0.00000000*j4.76190472*j2.29600048*j-10.99336338*j3.93545866*j0.00000000*j0.00000000*j3.44352627*j3.93545866*j-7.37898493*j节点阻抗矩阵为：0.18042089*j0.06035720*j0.15778695*j0.10562509*j0.12996729*j0.06035720*j0.20652170*j0.08791157*j0.15141298*j0.12177899*j0.15778695*j0.08791157*j0.22982012*j0.15384525*j0.18930019*j0.10562509*j0.15141298*j0.15384525*j0.26497272*j0.21311322*j0.12996729*j0.12177899*j0.18930019*j0.21311322*j0.33752048*j短路节点为: 5短路前电压为(忽略负荷电流的影响)：1.000000短路点的电流为: If5=-2.962783*j短路节点电压为:Vol1= 0.614935Vol2= 0.639195Vol3= 0.439145Vol4= 0.3685928Vol5= 0.000000各支路电流为:III11= -1.674195*jIII13= -1.674195*jIII22= -1.288588*jIII24= -1.288588*jIII34= -0.161989*jIII35= -1.512206*jIII45= -1.450577*j 习题习题 611312输入数据输入数据： 3 3 4 1,1,0.2 1,2,0.2 2,3,0.1 3,3,0.15输出数据输出数据： 节点导纳矩阵为： -10.00000000*j5.00000000*j0.00000000*j 5.00000000*j-15.00000000*j10.00000000*j90.00000000*j10.00000000*j -16.66666603*j节点阻抗矩阵为： 0.13846155*j0.07692308*j0.04615385*j 0.07692308*j0.15384616*j0.09230770*j 0.04615385*j0.09230770*j0.11538462*j短路节点为: 3短路前电压为(忽略负荷电流的影响)：1.050000短路点的电流为: If3=-9.099999*j短路节点电压为:Vol1= 0.630000Vol2= 0.210000Vol3= -0.000000各支路电流为: III11= -2.100000*jIII12= -2.100000*jIII23= -2.100000*jIII33= -7.000000*j六设计体会六设计体会这次设计体会良多，首先是通过短路电流的计算，熟悉了以前电力系统分析的 课程，巩固了专业知识，同时通过 C 语言的使用也使几乎已经忘干净的 C 语言 技能得以回复和巩固。七参考资料七参考资料 电力系统分析上册，第三版，何仰赞 温增银 华中科技大学出版社 程序设计基础 （C 语言） 王载新 曾大亮 杨有安 崔珂梅 清华大学出版社八附录（程序源代码）八附录（程序源代码）#include #include #include 10#include #include #include #define N 100