【正文】 422052206220（2）各節(jié)點(diǎn)的注入功率如表4所示：表各節(jié)點(diǎn)注入功率節(jié)點(diǎn)編號123456注入功率 + j + （3）各支路狀態(tài)如表5所示：表各支路狀態(tài)首端節(jié)點(diǎn)編號末端節(jié)點(diǎn)編號首端有功功率（MW）首端無功功率（Mvar）首端視在功率（MVA）有功損耗（MW）無功損耗（Mvar）1223243645563 采用powerworld仿真軟件計算潮流 PowerWorld仿真軟件簡介PowerWorld Simulator（仿真器）是一個電力系統(tǒng)仿真軟件包，其設(shè)計界面友好，并有高度的交互性。而且由于其可交互性和可繪圖性，它也可以用于向非專業(yè)用戶解釋電力系統(tǒng)的運(yùn)行操作。它能夠有效地計算高達(dá)10,0000個節(jié)點(diǎn)的電力網(wǎng)絡(luò)，因此當(dāng)它作為一個獨(dú)立的潮流分析軟件包時，性非常實(shí)用。此外，系統(tǒng)模型可以通過使用仿真軟件的圖形編輯工具很容易地進(jìn)行修改，用戶只需輕輕點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)就可以在檢修期間切換線路、增加新的線路或發(fā)電機(jī)、確定新的交易容量。它基本的工具包括經(jīng)濟(jì)調(diào)度、區(qū)域功率經(jīng)濟(jì)分配分析、功率傳輸分配因子計算（PTDF）、短路分析以及事故分析等功能的工具。具體參數(shù)設(shè)置如圖3所示，機(jī)組的有功出力是不確定的，可在框內(nèi)暫時填為100MW。具體參數(shù)設(shè)置如圖4所示。最后，用輸電線路將各節(jié)點(diǎn)連接起來。圖采用powerworld畫出的單相接線圖 采用powerworld仿真軟件的潮流計算結(jié)果在powerworld軟件的運(yùn)行模型下，進(jìn)行潮流計算，電網(wǎng)的潮流分布如圖6圖電網(wǎng)的潮流分布示意圖（1）各節(jié)點(diǎn)電壓如表6所示表各節(jié)點(diǎn)電壓節(jié)點(diǎn)編號基準(zhǔn)電壓kV標(biāo)幺電壓實(shí)際電壓(kV)相角 (度)1220022203220422052206220（2）各發(fā)電機(jī)狀態(tài)如表7所示表各發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)節(jié)點(diǎn)編號發(fā)電機(jī)編號有功出力（MW）無功出力（MW）設(shè)定電壓11616263（3）各支路狀態(tài)如表8所示表各支路狀態(tài)首端節(jié)點(diǎn)編號末端節(jié)點(diǎn)編號首端有功功率（MW）首端無功功率（Mvar）首端視在功率（MVA）有功損耗（MW）無功損耗（Mvar）122324364556150（4）電網(wǎng)網(wǎng)損率的計算網(wǎng)損率按以下公式計算： 其中，發(fā)電機(jī)輸出功率包括發(fā)電廠和平衡節(jié)點(diǎn)的功率，發(fā)電機(jī)輸出功率和負(fù)荷均只取有功分量。接下來，我們將兩種方法得出的各節(jié)點(diǎn)電壓和各支路的潮流狀態(tài)進(jìn)行對比：（1）各節(jié)點(diǎn)電壓的對比如表9所示：表各節(jié)點(diǎn)電壓的對比節(jié)點(diǎn)編號標(biāo)幺電壓實(shí)際電壓(kV)相角 (度)PowerWorldMatlabPowerWorldMatlabPowerWorldMatlab10023456比較兩種計算結(jié)果的各節(jié)點(diǎn)電壓可以發(fā)現(xiàn)，%。說明兩種計算方法都是準(zhǔn)確可行的。所以，兩種計算潮流得出的支路潮流具有很好的一致性。4 網(wǎng)絡(luò)變換法求解輸入阻抗與轉(zhuǎn)移阻抗 負(fù)荷、發(fā)電機(jī)、變壓器、線路等效電容的處理 負(fù)荷的處理由題目要求，負(fù)荷采用恒阻抗模型，計算公式為（9）其中，U是負(fù)荷所在節(jié)點(diǎn)的電壓，是負(fù)荷的共軛值。則歸算到全網(wǎng)基準(zhǔn)后的發(fā)電機(jī)參數(shù)可按式10來計算： （10）代入?yún)?shù)，求得xd=，xq=，xd’=.為了簡化網(wǎng)絡(luò)，將三臺發(fā)電機(jī)并聯(lián)等值成一臺機(jī)組。在網(wǎng)絡(luò)變換中，用電壓為E’、內(nèi)阻為Xd’的電壓源來等效原來的三臺機(jī)組。網(wǎng)絡(luò)變換時，先將這些并聯(lián)電容消去。則有（12）有功功率輸入特性按式12來計算，其中，為的阻抗角，為的阻抗角。由于穩(wěn)定時，P=，代入式13后求得功角初值。由文中第4部分知，E’=，V=，穩(wěn)定運(yùn)行時的轉(zhuǎn)移阻抗Z17= +=，輸入阻抗Z77= +j =。當(dāng)節(jié)點(diǎn)3發(fā)生三相對稱短路時，通過網(wǎng)絡(luò)變換法同理可得，轉(zhuǎn)移阻抗Z17= + =，輸入阻抗Z77= + =。代入式12后得：（16） Matlab編制穩(wěn)定計算程序轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程如下（17）而Pe的表達(dá)式分別為式1115所示，故可以采用Matlab軟件求解這組微分方程。此外，為了加快功角的收斂速度，添加了阻尼部分，阻尼系數(shù)D設(shè)為10。 1/*(*sin(x(1)+c)10*(x(2)1))]。tc=。x0=[*pi/180。%給定微分方程組的初值a=。c=*pi/180。simb39。%求解第一個區(qū)間[0,tc]x02= x1 (end,:)39。b=。%短路后的P3，如式15[t2,x2]=ode45(39。,[tc,20],x02,h_opt,a,b,c)。t2]。x2]。r39。b39。圖1tc=，得到的搖擺曲線如下，此時發(fā)電暫態(tài)不穩(wěn)定。圖tc=（穩(wěn)定）圖2tc=（不穩(wěn)定）（2）采用Matlab求極限切除角通過求解故障時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程來確定功角隨時間變化的特性，進(jìn)而可以求出極限切除角。 1/*(*sin(x(1)+c)10*(x(2)1))]。h_opt=odeset。w0]。b=。%短路后的電磁功率[t,x]=ode45(39。,[0,],x0,h_opt,a,b,c)。r39。在主窗口中輸入：[x,y]=ginput(1)。 采用 PowerWorld軟件分析結(jié)果在PowerWorld軟件里給發(fā)電機(jī)建立暫態(tài)穩(wěn)定模型，其中平衡節(jié)點(diǎn)用一臺大發(fā)電機(jī)代替，選定GENPWTwoAxis模型，把其中的H值設(shè)得非常大（），其他都用默認(rèn)參數(shù)。圖25（2）在事件窗口添加：1s時節(jié)點(diǎn)3發(fā)生三相對稱短路，得出的搖擺曲線如下，此時系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。圖27（4）在事件窗口添加：1s時節(jié)點(diǎn)3發(fā)生三相對稱短路，得出的搖擺曲線如下，此時系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。（5）節(jié)點(diǎn)3發(fā)生三相對稱短路時，用Matlab軟件求出的極限切除時間tc=，用PowerWorld軟件求出的極限切除時間tc’=。此外兩個軟件采用的算法不同，對精確的要求也不一樣，所以也會造成一定的計算差距。故障后功角隨時間的變化曲線如圖29所示，從圖中可以讀出極限切除角=。換言之，單回路發(fā)生故障時，對系統(tǒng)的沖擊有限。 參數(shù)的求取線路L23中點(diǎn)處發(fā)生三相對稱短路，通過網(wǎng)絡(luò)變換法同理可得，轉(zhuǎn)移阻抗Z17==，輸入阻抗Z77= + =。代入式12后得：（19） Matlab編制穩(wěn)定計算程序假設(shè)在5s時刻節(jié)點(diǎn)3發(fā)生了三相對稱短路，則采用Matlab編制的程序如下所示：子函數(shù):functionxdot=simb(t,x,flag,a,b,c)xdot=[(x(2)1)*。%定義轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程組主程序:w0=1。%給定角速度初值為1，h_opt=odeset。w0]。b=。%短路后的P2[t1,x1]=ode45(39。,[0,tc],x0,h_opt,a,b,c)。%給第二個計算區(qū)間賦初值a=。c=*pi/180。simb39。%求解第二個區(qū)間[tc,20s]t=[t1。x=[x1。plot(t,x(:,1),39。,t,x(:,2),39。)%畫出搖擺曲線運(yùn)行程序后得搖擺曲線如下，功角逐漸穩(wěn)定，可知發(fā)電機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定。=。如圖32所示：圖3故障時功角隨時間變化的特性 采用 PowerWorld軟件分析結(jié)果發(fā)電機(jī)仍是采用經(jīng)典二階模型（GENCLS）。圖33（2）在事件窗口添加：1s時線路L23中點(diǎn)處發(fā)生三相對稱短路，得出的搖擺曲線如下，此時系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。圖35（4）在事件窗口添加：1s時線路L23中點(diǎn)處發(fā)生三相對稱短路，得出的搖擺曲線如下，此時系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定。綜上，對于故障方案2，=，=。故障后功角隨時間的變化曲線如圖29所示，從圖中可以讀出極限切除角=。臨界角為，滿足式，即（20）求得設(shè)極限切除角為，由等面積定則有（21）將參數(shù)代入后解方程得，極限切除角幾種方法求出來的結(jié)果統(tǒng)計如下：表1幾種方法求出來的結(jié)果統(tǒng)計計算方法MatlabPowerWorld等面積法（s）極限切除角（度）從表13可知，采用等面積法求出的極限切除角是最小的，其次是Matlab仿真法，最大的是PowerWorld仿真法。如果把等面積法的結(jié)果視為實(shí)際值，那Matlab仿真法的相對誤差為PowerWorld仿真法的相對誤差為兩者的相對誤差皆小于5%，所以采用Matlab與PowerWorld仿真計算的結(jié)果精確度較高。臨界角為，滿足式，即（22）求得設(shè)極限切除角為，由等面積定則有（23）將參數(shù)代入后解方程得，極限切除角幾種方法求出來的結(jié)果統(tǒng)計如下：表1幾種方法求出來的結(jié)果統(tǒng)計計算方法Ma