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基于PSCAD.电力系统距离保护的仿真分析【实用文档】doc
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基于PSCAD4.2电力系统距离保护的仿真分析
摘 要：简要地介绍了ＰSCAＤ４。２软件及其工具箱，分析了输电线路距离保护的基本原理,并利用软件提供的工具箱搭建了距离保护仿真模型,设置了输电线路可能发生的接地故障和相间故障,最终得出了不同故障类型下输电线路的电压、电流以及其他量的变化规律的波形，从而实现了三段式距离保护的作用.仿真波形结果表明:利用该软件建立的模型是能够准确反应距离保护的作用机理，即距离保护装置能够快速响应故障信号并动作于断路器,实现输电线路的保护。
关键词：PSCAD4.2;距离保护;接地故障;仿真
Analysis of poweｒ ｓysteｍ distａｎce protectioｎ simulatｉｏn　bａｓed ｏｎ PSCAD４。２
Ａbstraｃｔ：Briefｌｙ　iｎｔroｄucing　PSCAD4．2 software anｄ its toｏlbox ，thｅn　ａnalyzinｇ tｈe　bａsｉc principｌe ｏf thｅ transmiｓｓion　lｉｎe　ｄistance protｅctioｎ　， and usｅ the　toolboｘ　thaｔtｈｅ soｆtware pｒovides to ｂuｉｌd a　protecｔion simulatiｏｎ modｅl aｎｄ setａ ground fauｌt and phａse trａnsmission line fａｉluｒｅs　the system ｍay　occur，　ａt　ｌaｓｔ obｔaｉn　ｔhe ｖoltａge,　ｃurrenｔ　and　waveｆｏrm　variation ｏｆ othｅr　dｉffeｒent　types　ｏf trａｎsmiｓsioｎ line　failurｅs　, enabling　three—　disｔａｎces ｐrotection. Simulatｉon　waveｆorm rｅsulｔs　shoｗed thaｔ: usｉng　ｔhe mｏdeｌ of ｔhe ｓoftwａrｅ isaccurａtely aｂlｅ ｔｏ ｅｓtaｂliｓh ｔhｅ　reactiｏn ｍｅｃhanism of tｈe ｄiｓtａｎce ｐrotecｔｉon , distaｎce proｔection deviｃｅ　can qｕiｃkly respoｎd tothｅ　ｃircuｉｔ　breaｋer failuｒe signal and　act　on　it　to aｃhiｅve ｐrotｅctｉon of transmｉssioｎ　lｉｎes 。
Ｋｅy words：PSCAD4．２；Ｄiｓtance　Protecｔion；Grｏｕnｄ　Ｆaulｔ；Siｍulatｉon
0 　引言
电力系统保护中，输电线路的保护主要是距离保护,其不受运行方式的影响,继电保护性能得到提高，因而获得广泛的应用[1］。文献[2］中通过对继电器模块的搭建来得到对电力系统的继电保护,但如果保护原理发生变化则相应的继电器模块也会发生变化,保护模块的移植性不强。目前,虽然电力系统的保护已经进入微机自动化时［3］,但距离保护体系并不十分完善，其中接地电阻对距离保护的影响表现突出，文献[4－6］ 详述了采用自适应的方法来消除接地电阻对距离保护的影响。
ＰSCAD4．2是一种电力系统电磁暂态仿真软件，尤其在控制系统、无功补偿系统、高压直流输电以及继电保护系统等领域较为活跃，该软件主要对电力系统时域和频率等变量进行仿真分析,其结果一般以简单易懂的图形界面输出，使得仿真过程清晰、准确而灵活[7－８］。
１电力系统距离保护的原理
在电力系统继电保护中，距离保护扮演着重要的角色。它满足电力系统的选择性、灵敏性、可靠性以及能够快速切除故障,从而快速恢复电网的正常稳定运行。距离保护是反应于保护安装地点到故障发生处之间的距离(阻抗),以此来根据阻抗的大小而整定动作时间的一种保护装置[９］.为了满足选择性、速动性和灵敏性的要求，现在广泛采用的是三段式距离保护,其网络接线如图1.

图1 距离保护网络接线图
ﻩ第1段距离保护理想情况是线路AB的全长,即，但实际是不可能的，如果BC出口处发生故障，则保护2第1段不应该动作，所以其应该躲过这种情况而整定，于是保护2段的１段整定值为
(其中为继电保护中的可靠系数，一般取为0．80。9）
同理，对保护1的第1段为:
第2段距离保护与限时电流速断相似。当保护1的第1段末端发生故障时，对于保护2的测量阻抗就变为：
则保护2的2段动作阻抗为：
为了增加距离保护的可靠性,应该加设距离3段保护，可以作为距离1段 与2段的后备保护，对距离3段整定值，其启动阻抗要躲开电力系统正常运行时的最小负荷阻抗来确定.
距离保护由于保护装置测量阻抗的计算不同,可以分为接地距离保护和相间距离保护［10］。接地距离保护通过测量相电压，同时测量电流为带有零序电流补偿的相电流来进行保护的.其可以保护单相、两相以及三相接地故障，测量阻抗为

上式中为零序补偿系数,一般近似认为其为一个实数.
对于相间保护测量的是相与相之间的电压和电流，它能够反映相间故障,比如两相故障和三相短路等,其测量阻抗为

由于电力系统存在以上的接地和相间距离保护，所以在仿真模块中应加设这两种保护以保证电力系统距离保护的可靠性可稳定性。
2 　距离保护模型的建立
2.1电力系统距离保护的主电路模型的建立
距离保护模型采用的是两级线路的单端电源输电线路系统，即系统发电、变电、输电、配电以及用户用电。如图2所示。距离保护安装在线路1与变压器之间的断路器B１处以此来作为本线路1的主保护同时也作为下一级线路2的后备保护。当线路1与线路２之间发生接地故障或是相间故障时将电压电流所反应出的测量阻抗与控制系统的整定值比较，从而得出逻辑控制信号来使得Ｂ1动作，做到保护输电线路的目的。

图2 距离保护的主电路模型
以上主电路中主要的元件模型参数如下.
三相电源：额定电压为230ｋＶ，频率5０Hz，采用单线视图,其余默认。
三相断路器：采用单线视图和高压模式,以便更好的观察断路器对于故障时的动作，其余默认。
负荷：每相的有功和无功分别是10０MＷ和25MVａｒ,频率50Hｚ.
三相故障源：采用故障内部控制方式，中性点接地，其中可以设置接地故障和相间故障模式.
2．2电力系统距离保护的控制电路模型的建立
控制系统的作用是对故障发生时,通过对输电系统电压电流的测量并对其进行FFT转化变成各相和各序值，并利用线对地阻抗、相间阻抗以及阻抗圆模块来获得逻辑值,最终来控制断路器的保护动作.利用FFT组件进行快速傅里叶变换，从而来得到基频的幅值和相角以及直流分量.
线对地阻抗可以将采集来的电压电流幅值和相角以及序电流进行处理以得到直角坐标形式（即Ｒ和X）的输出阻抗,将其输入到阻抗圆组件中来得到逻辑值,它模拟了接地阻抗继电器，其原理接线如图3所示.同时由于电力系统也存在相间短路故障，比如ＡB两相,ABC三相等等，因此可以利用相间阻抗模块对输入电压电流的幅值和相角进行输电系统的保护，其原理如图4所示.

图3 线对地阻抗图4 相间阻抗测量
3 仿真波形分析
３．1接地故障的分析
在接地故障中，单相接地影响很大，下面主要对A相接地故障进行分析研究.仿真模型中故障源的故障发生时间受外部组件控制，本系统将其设置成0．２(S）发生故障持续时间也是0。2(S）。
电力系统发生Ａ相接地短路之前,电压电流是三相对称的正弦波，且电源提供的有功功率和无功功率基本是保持不变的，负荷所消耗的功率是由电源所供给的。如果不计输电线路和变压器的损耗等，则有功功率和无功功率的波形在故障前分别稳定在100 (MW）和25 (ＭＶａr）。
发生A相接地短路期间,即0.2(S）到0。4（S)。电压和电流发生明显的故障振荡，表现为电压下降以及电流突然急剧增加，但随之由于控制系统给出逻辑“１”电平(故障信号)使得断路器立马动作来保护电力系统,所以电压恢复故障之前的三相对称状态,而电流因为输电线路断开从而趋于0，另一方面，由于输电线路与负荷断开使得电源发出的功率也逐步为0.其仿真波形如图５所示。

图５ Ａ相接地故障时各电气量变化规律
在上述波形中：横坐标单位为(S)，选取时间范围是0(S）到０．5（S);纵坐标各变量单位为Ｖs（kV)、Is（kA)、Pｓ（MW）、Ｑs（MＶaｒ）；三相电压和电流中蓝色表示A相，绿色表示B相，红色表示C相.
在控制系统中,最后一个或门所输出的逻辑电平TS和控制断路器的两开关的逻辑状态输出B1如图6所示。在故障未发生之前，断路器是闭合的故而是低电平，同时控制系统的逻辑输出也是低电平，但是故障发生后,由于测量阻抗在阻抗圆内，故而控制系统输出高电平，即B1为１,使得两输入选择器选择A端与常数相连接变为１,这一信号传给断路器,最终使得断路器在短路瞬间保护动作而断开。

图6控制触发信号
上述两个波形是重合的,其中TＳ表示或门所输出的逻辑电平，B1表示两开关的逻辑状态，在０.２（S）以前输出逻辑“０”，之后为“１"。对三相电压和电流的幅值相角进行仿真分析，由波形可知其幅值开始是平稳的,但是在故障发生后就突然发生很大的波动，故障消失后,由于断路器的保护断开使得电流幅值也趋于0，而电压基本不受影响,使用FＦＴ组件进行快速傅里叶变换来得到三相电压基频的幅值和相角如图7所示,此外图中也给出了控制故障源发生故障的时序控制ｆlt的波形，在０.2（S）发生故障,为高电平，其持续时间也是0。2(S)。

图7 A相接地故障时电压的幅值和相角变化曲线
在上图中,横轴单位为秒（S)，vｍ表示三相电压的幅值(kV)，vｐ表示三相电压的相角（ｒaｄ)，fit的纵轴表示故障的逻辑选通“0”表示关断故障,而“1"表示出现故障，蓝色表示A相,绿色表示Ｂ相，红色表示C相
3．２相间故障的分析
将模型中的三相故障源的故障类型设置成AＢ相间短路,其他参数不变。仿真得到如图8所示的电压电流、波形以及功率波形，其变化规律与单相接地大致相同,主要是故障期间波形的不太一样，因为未发生故障时两者的负荷以及输电系统结构没有发生改变,但是故障期间由于短路时等效接地电阻等因素不同而使得短路电流有所不同。

图8AＢ短路时各电气量变化规律
在上述波形中：横坐标单位为(S)，选取时间范围是0(S）到0．5(S)；纵坐标各变量单位为Vs（ｋV）、Is(kA）、Ｐs（MＷ）、Qｓ(MVaｒ）；三相电压和电流中蓝色表示A相,绿色表示B相，红色表示C相.
4 结语
本文利用PSCAD4。2软件搭建了电力系统距离保护的模型,能够正确反映保护范围内的各种相间故障和接地故障，并对模型进行仿真分析，结果表明该软件对电力系统的暂态过程仿真有很好的作用,从而验证了该模型是能够准确反应距离保护的作用机理。进一步表明了ＰSCAＤ4．2对电网的仿真运行分析提供了一种光明前景，使得电力系统的安全稳定运行得到进一步的增强。
参考文献
[1］ 李晓明． Ⅲ段距离保护作为后备保护的性能分析[Ｊ］.继电器,2005， 3３（1５）:９－12。
[2］　杨兰，杨廷芳.Matlab／SIMULINＫ在继电保护设计中的应用［J].电气传动自动化, 2０06， ２8（1): 53-55．

［3] 刘强.基于Mａtlaｂ的微机保护原理教学仿真平台［Ｊ］。电气电子教学学报， ２007， 29（3)： 9５－９８。
[4] 索南加乐，许庆强．自适应接地距离继电器［Ｊ]．电力系统自动化，２0０5，29(17）：54-５8．
[5] 李 岩，陈德树，尹项根等。新型自适应姆欧继电器的研究[J］．中国电机工程学报，20０3，23（1）:80—8３．
[6]沈 冰，何奔腾，张武军。新型自适应继电器［J].电力系统自动化，2007,31(7）:39－44．
［７］ 李广凯，李庚银。电力系统仿真软件综述[J］.电气电子教学学报，2005，27( 3) : ６１－65．
［８］ 李学生．PＳCAD建模与仿真［Ｍ］．北京:中国电力出版社,2013.
[9]　贺家李，李永丽，董新洲等.电力系统继电保护原理[M］。北京：中国电力出版社，２0１0。
[10] 张保会，尹项根．电力系统继电保护［M］.北京：中国电力出版社，２０05。

课 程 设 计

课程名称： 　电力系统分析 　 　　 　 　
　设计题目：基于Ｍａtlab计算程序的电力系统运行分析
学 院： 电力工程学院 　 　
专　 　　业: 　　　　　 电气工程自动化　　　 　

年 　 级:
学生姓名：
指导教师:
日　 期:

教 务 处　制

目录
前 言··········································　1
第一章 参数计算······························· 2
　一、目标电网接线图··································　2
　 二、电网模型的建立··································　３
第二章 潮流计算·······························　６
一.系统参数的设置··································6
　二． 程序的调试····································· 7
三、对运行结果的分析································　13
第三章 短路故障的分析计算····················· 15
一、三相短路········································ 1５
　 二、不对称短路······································ １6
　 三、由上面表对运行结果的分析及在短路中的一些问题····　21
心得体会·······································26
参考文献·······································２7
前 言

电力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算.潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算。即节点电压和功率分布,用以检查系统各元件是否过负荷。各点电压是否满足要求,功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。对现有电力系统的运行和扩建，对新的电力系统进行规划设计以及对电力系统进行静态和暂态稳定分析都是以潮流计算为基础。潮流计算结果可用如电力系统稳态研究，安全估计或最优潮流等对潮流计算的模型和方法有直接影响。
在电力系统中可能发生的各种故障中,危害最大且发生概率较高的首推短路故障.产生短路故障的主要原因是电力设备绝缘损坏。短路故障分为三相短路、两相短路、单相接地短路及两相接地短路。其中三相短路时三相电流仍然对称，其余三类短路统成为不对称短路。短路故障大多数发生在架空输电线路.电力系统设计与运行时，要采取适当的措施降低短路故障的发生概率。短路计算可以为设备的选择提供原始数据。

第一章 参数计算

一、目标电网接线图

系统参数
表1。 线路参数表
线路编号
线路型号
线路长度（kｍ）
线路电阻
｛Ω/ｋm｝
线路正序电抗
｛Ω／ｋｍ}
线路容纳之半
{S/kｍ｝
4-5
LGJ-240/30
113
0．０4７

0.4
１。7８×
4—6
ＬＧJ—120/70
120
0.074
1．４７×
5－7
ＬＧＪ—１２0/25
165
0．07９
1．60×
６-９
LＧJ-95／55
166
0.09２
1.80×
7—８
ＬGJ-2４0/３0
92
0.047
1.78×
8－9
ＬGJ—2４0／30
12２
0．047
１.78×
说明：线路零序电抗为正序电抗3倍。
表2.　变压器参数表
线路编号
变压器型号
变压器变比（kV）
短路电压百分数（％）
2-7
SSＰＬ—22０000
242±3×2.５%／20
10。4３
3-9
SSPＬ-1２00０0
24２±3×2．5%／１5
5。８1
1—4
SＳＰL—２40０00
2４2±3×2。５％／17．５
１1。42
说明:变压器零序电抗与正序电抗相等，且均为Δ/Y0接法。

表3． 发电机参数表1
发电机
额定功率{MW}
额定电压｛kＶ｝
额定功率因数
１
20０
16。5
０。８5
２
１80
１8
0。85
３
１00
1３。８
０.8５

表4. 发电机参数表2
发电机
母线名
（S)
{Ω｝
｛Ω｝
｛Ω｝
{Ω}
｛Ω｝
（Ｓ)
（S）
1
1
47．２８
0
0。３２
0.1３
０.21
0。2１
8。96

２
2
１２．80
0
1．93
0。26
1.87
0.43
6。０0
0。5３５
３
3
6．0２
０
1。51
0.２１
１．45
0。29
8．59
0。60

表5.　负荷数据表
节点号
有功负荷(MW）
无功负荷（MVA）
5
135
50
6
100
3０
8
8０
３５

二、电网模型的建立
设计中,采用精确计算算法,选取=１00MVA，＝２２0KV，将所有支路的参数都折算到２20KV电压等级侧，计算过程及结果如下:
１、系统参数的计算
（1)线路参数
计算公式如下:

各条线路参数的结果:
４－５：

４—6:

5-7：

6—9:

７－8：

8-9：

（2）变压器参数的计算：

(3)发电机参数的计算：（暂态分析时，只用到发电机的暂态电抗来代替其次暂态电抗,故只求出暂态电抗）

(4)负荷节点的计算

2．系统等值电路图的绘制

根据以上计算结果,得到系统等值电路图如下:

第二章 　潮流计算

一.系统参数的设置
设计中要求所有结点电压不得低于1。0p.u。,也不得高于1。05ｐ。u.，若电压不符合该条件，可采取下面的方法进行调压：
（1） 改变发电机的机端电压
（2） 改变变压器的变比（即改变分接头）
（3） 改变发电机的出力
（4） 在电压不符合要求的结点处增加无功补偿
调压方式应属于逆调压。
结点的分类：
根据电力系统中各结点性质的不同，将结点分为三类：PQ结点、PV结点和平衡结点,在潮流计算中，大部分结点属于ＰQ结点，小部分结点属于PV结点,一般只设一个平衡结点。对于平衡结点，给定其电压的幅值和相位，整个系统的功率平衡由这一点承担.本设计中，选1号节点为平衡节点；2、３号节点为P、Ｕ节点；４、５、6、7、8、9号结点为P、Q节点。
设计中，节点数:n=9，支路数：nl=９，平衡母线节点号:isｂ=1，误差精度：pｒ=0．00001。
由支路参数形成的矩阵:
B１＝［１４　0.0576i 0 　1 0;
２7　0．057４i 　　 　 　01 0；
3 9 0．0586i 0 1 0;
4 5 0．0１14＋0.093i0。194i １ 0；
46 ０．０18+0。099i 0。1７０i 　1 0
5 　7 0．027+0．1３６i　 ０。０26ｉ　　1　　 0
6 　９　 0。０３２＋0.13７ｉ 　　0．０2８i　 １　　 0
7 ８ 0.04７+0.０７6ｉ ０.1５8i　 1 0
8 9 0．０１2+0。1０1i 　0。022i　 １ 0];
％支路参数矩阵
由各节点参数形成的矩阵:
B2=[2+1。24i 0　 　 1 10 1；
1.８+1。12ｉ ０1 　　1　 0 ３；
１+0．6２i 01 １　 0　 3
０ 　 　　 ０ 　 　 1 0 0 2；
0 　　 1.35+0．５i 1 　　０ 　0 2
0 　 1+0。３i １ 0 　　0 2
0 　 　 ０ 　 　　 １ 　0 　 0 2
０　 　 　　　 0.8+0.35ｉ １ 　 ０　 0　 2
0　 0 　　 　1 　　0 ０ 　2］;
％节点参数矩阵
由节点号及其对地阻抗形成的矩阵:
X=[１ 0；２ 0;3 0;4 0；5 0;６ 0；7 0;8 0;9　0]；
二. 程序的调试
1。 未调试前，原始参数运行结果如下：
选用牛顿-拉夫逊法来进行潮流计算，计算结果如下所示:
迭代次数
　 　 4
没有达到精度要求的个数
１4 　16 　 １６ 0
各节点的实际电压标幺值E为（节点号从小到大排列）：
　 Cｏlumns 1 ｔhroｕgｈ　4
1。000０ 　　 　 　 0．975５ ＋　0.２1９8i 0.９903 + 0．１39０i　 　0.９727 - 0。0252ｉ
Colｕmns　5 tｈｒougｈ ８
0.9322 — 0。043５i　 0。９450 — 0。039４i 　 0．9769 + 0。1142ｉ 　 ０。9474 + ０.061９ｉ
　　Ｃｏlumｎ 9
　 ０。97５5 ＋　0。０77７i
各节点的电压大小V为（节点号从小到大排列)：
Ｃoluｍns 1 throｕgｈ　７　
　　　1。0000 　1．00０0　 1。0000 　 0.９7３0 　　　０．9332 0．94５8 ０.9８3５
Columns　８　ｔｈrｏugｈ 9
　　0.94９4 ０.9７86
各节点的电压角O为（节点号从小到大排列):
　　Colｕmnｓ 1 tｈｒｏｕgh 7
　　 　　0 　 12．69９6 7。9８9１ 　—1.4８63　 　－2。6７2７ —２.385１ 　 ６。6６94
　 Coｌuｍns 8　ｔhrougｈ　9
　 3．7３58 4．5559
各节点的功率S为（节点号从小到大排列)：
Columns 1　thｒough　４
0.４３8２　+ ０。4７42i 　1。80０0 + ０。3819ｉ 　1。000０ + 0.３9５7ｉ　 0．0000 + 0。0000i
　Ｃoｌuｍns ５　thrｏugh ８
　 －1。3500 - 0．5000i —１．0000 — 0.3000i －0.0００0 ＋ 0。00０0i 　—0.800０ - 0．３5０0i
Cｏｌｕmn　9
0．０0０0 +　0.0000i
各条支路的首段功率 Sｉ为(顺序同您输入B1时一样）：
　 ０．４382　+ 0。4７42i
1．800０　＋ ０。381９i
１.０000 + 0。39５7i
0．24９７ +　0．2９6４ｉ
　 0．１884　+ 0。1５３8ｉ
　 —1。1028 — 0．04８２ｉ
—0．8133 + 0。0０0８i
　０.６594　—　0。０2６９i
-0。１６18 —　0.２637i
各条支路的末段功率 Ｓｊ为(顺序同您输入Ｂ１时一样)：
—0．4３８2 — ０.450１i
－１．8０００ - 0.1８7６i
　-1．0000 -　０.３2７９i
—0．2472 -　0.4518i
　 -０．１86７ - ０。3００8i
1.1４０6　+ 0.２145ｉ
　0．8３7０ + 0．0７46i
—0.６382 — 0。０８６3ｉ
　 ０.1６30 + 0。２53４i
各条支路的功率损耗DS为(顺序同您输入Ｂ１时一样）:
　0　＋ ０。0240i
0 + 0．19４3i
-0.０000　＋　０。06７8i
　 0.０026 - 0。1554i
　 ０．001７　－ 0。147１i
0．0378 + 0.1663i
　　 0.02３7 + 0.0754ｉ
0.０2１２　－ ０.11３3i
0．0012 - 0。01０3i
以下是每次迭代后各节点的电压值（如图所示)

由运行结果可知，节点4、5、6、7、8、９电压均不满足要求.故需进行调试，以期各结点电压均满足要求.
２．采用NL法进行潮流的计算和分析。
1)第一次调试
将1、2、3号变压器的变比初值1．００0均调为1.0250，则修改结果如下：

运行结果如下:

如上所示:节点4、５、6、8都不满足要在1。0０00~1。0５0０范围内的要求，再进行第二次调试。
2）第二次调试
①将１号变压器变比初值由１。02５改至1.050,则修改结果如下

　 运行结果如下:

如上所示:节点5、6、8号节点的值仍不满足要求,进行第三次调试。
3)第三次调试
将5、6、８号节点的无功补偿的初值由0均改为0。１，则修改结果如下：

运行结果如下:

如上所示:节点５、6、8、的值,不满足要在1。０000~1.0５00范围内的要求.
4. 第四次调试
将5、6、8号节点的无功补偿的初值由０。1均改为０.2，则修改结果如下:

运行结果如下：
如上所示:节点５的值，不满足要在１。００00~１.0５０0范围内的要求。
5. 第五次调试
将5号节点的无功补偿的初值由0。２改为0.3，则修改结果如下:

运行结果如下：

满足要求,结果如下图所示：

三、对运行结果的分析：
１、为什么在用计算机对某网络初次进行潮流计算时往往是要调潮流，而并非任何情况下只一次送入初始值算出结果就行呢?要考虑什么条件?各变量是如何划分的？哪些可调？哪些不可调?
答：潮流计算时功率方程是非线性，多元的具有多解。初始条件给定后得到的结果不一定能满足约束条件要求,要进行调整初值后才能满足。其约束条件有:，，,.负荷的PＱ量为扰动变量,发电机的PＱ为控制变量，各节点的V为状态变量。扰动变量是不可控变量,因而也是不可调节的，状态变量是控制变量的函数，因而状态变量和控制变量是可以调节的。所以，计算机对某网络初次进行潮流计算时往往是要调潮流的.
2、潮流控制的主要手段有哪些？
答:潮流控制的主要手段有:（1)改变发电机的机端电压(2）改变变压器的变比（即改变分接头）(３)改变发电机的出力（4）在电压不符合要求的节点处增加无功补偿
3、 牛顿拉夫逊法与PQ分解法有哪些联系?有哪些区别?二者的计算性能如何？
答：(1）联系:它们采用相同的数学模型和收敛判据.当电路的电抗远大于电阻时，可以简化牛顿拉夫逊极坐标的修正方程的系数矩阵得到PＱ分解法，且简化后并未改变节点功率平衡方程和收敛判据，因而不会降低计算结果的精度。
（2）区别：P-Q分解法的修正方程结构和牛顿拉夫逊的结构不同。pｑ分解法由于雅可比矩阵常数化，计算过程中减少了很大的计算量，而且有功和电压幅值,无功和电压相角的完全割裂也大大的对矩阵降维数,减少了一半的计算量，但是他雅克比矩阵常数化是经验值，丧失了一部分稳定收敛的特性，而且当支路电阻与电抗比值较大的时候收敛性也特别差，甚至不收敛
（3）P－Ｑ法按几何级数收敛,牛顿拉夫逊法按平方收敛。ＰＱ分解法把节点功率表示为电压向量的极坐标方程式,抓住主要矛盾，把有功功率误差作为修正电压幅值的依据,把有功功率和无功功率迭代分开进行。它密切地结合了电力系统的固有特点，无论是内存占用量还是计算速度方面都比牛顿-拉夫逊法有了较大的改进。
4、 选取PＱ分解法的数据来分析降低网损的方法:
支路
未调整前：
调整后：

支路首端功率
支路末端功率
支路功率损耗
支路首端功率
支路末端功率
支路功率损耗
１-４
0.4３8２
+　０．4７42ｉ
—0。4３82
－ ０.450１ｉ
0
+ 0．0240i
0。4272
+0．2600i
—0．42７2
-0．2４56i
0
＋ 0.014４i
2—７
1.8０００
＋ 0.3819i
—1．８00０　
— 0。１８７6i
0　
＋ 0.1943ｉ
1.8００0
+0。０356i
－１．800０
—0。1504i
0　
+ 0．0186０i
4-5
1.０00０
＋ 0．3９57i
－1．0０00
－ 0.３279i
－0。0０00
+ 0．0６78ｉ
1.00０0
—0.09３０i
-1．０0００
＋0．033９i
０
+　0．05９1i
3-9
0。2４９7
+ ０．296４i
-0。24７2
— 0。451８ｉ
0。０026
— 0.１554i
0.2343
+０．1543ｉ
—0。２３30
—0。3463i
0.00１３
－0。1920i
4—6
0。1８84
+　0.1５38i
－０．18６７
- 0.3008ｉ
0．００１7
-　0。14７1i
0.1929
+0。0913ｉ
－0。1917４
-０．2631i
０.0012
-0.1719i
5—7
-1。10２8
-　0.０４82i
１.140６
+　0.2145i
0.037８
+ ０。16６3ｉ
－1．1170
-0．151８ｉ
1．15０8
+ ０。０0８４i
０。０3３8
+0.0１4３3ｉ
６-９
-０.813３
- 0．0008i
0.８370
+ 0。0７46i
0.023７
－ 0.0７５4ｉ
—0.80８3
—0。1687i
0。8297
-　０。1０62i
0．021４
-0.0625ｉ
7－8
0.659４
+ ０.０269i
-0。6382
－ 0．０８63i
0.021２
— 0。１133i
0。6４92
+0。1４２０i
—0。６30３
—０。00９３i
0。０189
-０。1327ｉ
8－9
—0.１6１8
— 0。２637ｉ
0。1630
＋ ０.253４ｉ
０.001２
－ ０．０103ｉ
－0。1697
－0。1５76i
0.1703
－ 0.１40１ｉ
0．0006
－0．0175i

(1)提高机端电压电压和节点电压一定可以使有功损耗降低,但是对于无功损耗来说为正的是可以降低的，为负的则是提高了；
(2)另外适当提高负荷的功率因数、改变电力网的运行方式，对原有电网进行技术改造都可以降低网损。
5、 发电机节点的注入无功为负值说明了什么?
答:因为线路无功潮流最有可能的流向由电压的幅值大小决定：由幅值高的节点流向幅值低的节点。由此看出发电机的电压小于节点电压而无功功率的方向是从高电压到低电压,所以发电机的注入无功为负值。
６、负荷功率因数对系统潮流有什么影响?
答:负荷功率因数降低,无功功率就会增大，其输电线路的总电流就会相应增大,从而会造成电压损耗的升高，从而会改变无功功率潮流的大小,严重时甚至会改变方向;反之亦然。

三． 绘制潮流分布图

第三章 　故障电流计算

一.三相短路电流的计算
利用结点阻抗矩阵和导纳矩阵都可以计算短路电流,其算法有所不同。利用结点阻抗阵时，只要形成了阻抗阵，计算网络中任意一点的对称短路电流和网络中电流、电压的分布非常方便,计算工作量小，但是，形成阻抗阵的工作量大，网络变化时的修改也比较麻烦,而且结点阻抗矩阵是满阵，需要计算机存储量较大.
对称短路计算的正序等值网络图：

计算程序的输入数据为：
运用节点阻抗矩阵计算三相短路电流：
7点短路时电流的标幺值Ｉf=
　　 1。2926 -12。291９ｉ
各节点的电压标幺值U为（节点号从小到大排）:
　 ０.7888 + 0。029０ｉ
　 ０.2395 -　０．00０0i
　 0。5706 +　0。０3７8i
　 ０．6６03 ＋　0。0514i
０.３577 + 0.077０i
　 　０.57０１ ＋　0．0７4０i
　 0
　0.1793 + 0。0470i
　 0．4887 + 0。046９ｉ
各支路短路电流的标幺值I为（顺序同您输入B时一样）：
-0.５241　+14.2６42i
０。0000 + １．950０i
—0。2１19　+　3.19６7i
　 -0。4１88 — 3。3５95ｉ
—０.444４ - 0。2829ｉ
　 —0．5４8０ - 0.2４５1ｉ
　 —0．00０0 －　５。０５18ｉ

　－0．１269 — 0.１００3i
　—0.164０ — 1。9388ｉ
—0.3０0５　- 3．5４34ｉ
—0．2４99 － 0.9９4５i
　　 0。6１72 － ２．8665ｉ
0．2161 — 0。6４9０i
—0.6754 + 2.575５i
　 0．０0１1　+ 3。35６2i
二． 简单不对称故障短路电流的计算
简单不对称故障（包括横向和纵向故障)与对称故障的计算步骤是一致的，首先算出故障口的电流,接着算出网络中个结点的电压，由结点电压即可确定支路电流，所不同的是，要分别按三个序进行。
（1)系统三序等值网络图如下：

　 　 　 　 　 　 正序网络图

　 　 　 　 　负序网络图

　 　　 零序网络图
程序运行步骤及对所用变量的解释如下:

表七：各种不对称短路情况下故障点和各支路各序电流标么值

正序电流标么值
负序电流标么值
零序电流标么值
单相接地短路
短路
点

0．４484 — ４。9800i

０。44８4 — 4。98０0i

0。44８４ — 4．9８00i

两相短路
短路
点

0.646３　　6.1459ｉ

—0.６463　+ 6.1459i

０

两相
接地
短路
短路
点

0.8５81 － ９.3168ｉ

－0。4３45 + 2.9750i

-0。4237　＋　6。3４１8i

单相
接地
短路

14
0。0１10　— 1.６307i
０。0１00 — １。4132i
0
２７
－0。０5３6　—　4.1２1３i
—0。0546　- ４。0396ｉ
0
３９
—0。０2６３ —　0.7966i
-０.02６3 － ０。9786i
0
45
０.0934 —