电力系统分析
电力系统分析总结
电力系统分析总结电力系统是一个复杂而庞大的系统，由发电厂、输电网和配电网组成，涉及到电力的生产、传输和供应。
电力系统的分析是对该系统进行深入研究，并进行评估和优化的过程。
本文将对电力系统分析的方法、主要内容和应用进行总结。
一、电力系统分析的方法1. 状态估计方法：状态估计是对电力系统的状态进行估计和恢复的过程。
通过收集电力系统各节点的测量数据，利用潮流方程和不平衡能量方程建立状态估计模型，采用数学方法进行求解，得到电力系统的状态。
2. 短路分析方法：短路分析是对电力系统进行故障分析和保护设备的选择的重要手段。
通过建立电力系统的等值模型，利用潮流方程、矩阵运算和数值计算等方法，预测电力系统在短路故障下的电流、电压等参数，分析系统的稳定性和保护设备的动作特性。
3. 电力负荷预测方法：负荷预测是对未来一段时间内电力系统的负荷进行预测的方法。
负荷预测可以采用时间序列分析、统计回归分析、神经网络等方法，通过分析历史负荷数据、环境因素、经济发展等因素，建立负荷预测模型，并预测未来负荷的变化趋势和分布规律。
4. 电力市场分析方法：电力市场分析是对电力市场进行研究和评估的方法。
通过收集市场数据、研究市场机制、建立市场模型等手段，分析电力市场的竞争情况、价格形成机制、市场规则等因素，为制定电力市场的发展策略和管理决策提供支持。
二、电力系统分析的主要内容1. 潮流分析：潮流分析是对电力系统进行计算的基础，通过潮流分析可以得到电力系统中各节点的电压、电流和功率等参数。
潮流分析主要包括潮流方程的建立、潮流计算方法的选择和潮流计算结果的分析等步骤。
2. 短路分析：短路分析是对电力系统的故障和保护设备进行评估的重要手段。
短路分析主要包括故障类型的确定、故障电流的计算和保护设备的选择等步骤。
短路分析可以帮助电力系统设计人员选择合适的保护设备，保证电力系统的安全和可靠运行。
3. 电力质量分析：电力质量是指电力系统供电质量的好坏程度，包括电压的稳定性、谐波含量、波形失真等指标。
电力系统分析(大学电力专业期末复习资料)
3．为用户提供充足的电能。
1.2 电力系统的电压等级和负荷
一、电力系统的额定电压 电力网的额定电压：我国高压电网的额定电压等级有3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV等。 1.用电设备的额定电压：与同级电网的额定电压相同。 2.发电机的额定电压：比同级电网的额定电压高出5%， 用于补偿线路上的电压损失。
例1-1 已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压 器的额定电压。
G
T1
变压~器T1的二次侧
供电距离较长，其
额定电压应10比kV线路
额定电压高10%
110kV
变T2压器T6k1V的一次绕组与 发电机直接相连，其一 次侧的额定电压应与发 电机的额定电压相同
发电机G的额定电压：UN·G=1.05×10=10.5（kV）
Wa Pmax
pdt
0
Pmax
图 年最大负荷与年最大负荷利用小时数
1.3 电力系统中性点运行方式
我国电力系统中性点有三种运行方式：
中性点不接地 中性点经消弧线圈接地 中性点直接接地
小电流接地系统 大电流接地系统
1、中性点不接地的电力系统
1.正常运行时，系统的三相电压对称，地中无电流流过， 2.当系统发生A相接地故障时 ，A相对地电压降为零，中性
点电压 U 0 U A 0 U 0 U A
UA
U A
U0
IPE
U C
U 0
U B
U C
U B
图1-8 中性点不接地系统发生A相接地故障时的电路图和相量图
电气工程基础电力系统分析
电气工程基础第4篇电力系统分析第30章电力系统基本知识30. 1电力系统运行特点和基本要求30. 1. 1. 1电能不能大量储存（同时性）由于电能不能大量储存，因而电能的生产、传输、分配和消费实际上是同时进行的，即所有发电厂任何时刻生产的电能必须与该时刻所有负荷所需的电能与传输分配中损耗的电能之和相平衡。
这代表电力系统运行时必须满足的一类等约束条件：有功功率平衡Pc二P DE+P L和无功功率平衡Q”Q"地式中Pa和a :为电源发出的总有功功率和无功功率，P"：和Qg为负荷取用的总有功和无功功率，甩和辺为系统总的有功和无功功率损耗。
30.1.1.2电能生产与国民经济和人民生活有着极为密切的关系（重要性）如前所述，电能在国民经济和人民生活中起着极其重要的作用，电能供应的中断或减少将影响国民经济的各个部门，造成乜大的损失。
30. 1. 1. 3电力系统的过渡过程非常迅速（快速性）由于电能的传播速度接近光速，因而它从一处传至另一处所需的时间极短，电力系统从一种运行方式转变到另一种运行方式的过渡过程非常快，电力系统中的事故从发生到引起严重后果所经历的时间常以秒，甚至亳秒计，以至人们往往來不及做出反应。
30.2电力系统运行的基本要求30. 1. 2. 1最大限度的满足用户用电的要求，为用户提供充足的电能电能生产的规模很大，如我国现在的年发电量达数万亿千瓦时，因此提高电能生产的经济性具有十分重要的意义。
这包括尽量降低每千瓦时电所消耗的能源（即设法降低煤耗率、水耗率、厂用电率等）、尽量降低传输和分配过程中的损耗（其指标为网损率，定义为整个电力网传输过程中损耗的电能与电源发出的总电能之比）、尽量提高用电设备的效率等。
30. 1. 2. 2保证安全可靠的供电1、安全可靠持续供电：供电的中断将造成生产停顿、生活混乱，甚至危及设备和人身的安全，引起十分严重的后果。
因此，电力系统的运行首先必须满足安全可靠持续供电的要求。
电力系统分析
电力系统分析电力系统分析是对电力系统运行状态进行调查和研究，并根据已知的电气参数进行计算和分析的过程。
电力系统分析可以帮助我们了解电力系统的运行状态和问题，以及找出改进方案，保证电力系统的安全稳定运行。
电力系统分析主要涉及以下内容：1.电力系统的基本参数电力系统的基本参数包括电压、电流、电阻和电感等。
这些参数是电力系统分析的基础，是计算电力系统稳定性和故障响应能力的关键。
2.电力系统的模型电力系统的模型是对电力系统进行建模和仿真的过程。
模型包括各种元件，如发电机、变压器、线路和负载等。
通过建立模型，可以预测电力系统的运行状态和故障响应能力。
3.电力系统的稳态分析稳态分析是预测电力系统稳定性的关键，它包括电压稳定性、电流平衡和功率因数等方面的分析。
通过稳态分析，可以找出电力系统的瓶颈和短板，提出改进方案。
4.电力系统的短路分析短路分析是电力系统故障响应能力的重要评估指标。
通过短路分析，可以确定电力系统的短路电流等参数，找出电力系统的弱点和改进方案。
5.电力系统的动态分析电力系统动态分析是评估电力系统响应能力的重要指标。
通过动态分析，可以预测电力系统的运行状态，提出改进方案，并进行优化。
电力系统分析的方法包括：1.数学分析法数学分析法是一种基于数学模型的分析方法。
它包括蒙特卡罗方法、蒙特卡罗法等。
数学分析法适用于系统对完善的拓扑和参数模型的分析。
2.仿真模拟法仿真模拟法是一种基于计算机仿真的分析方法。
它完全模拟整个系统的运行状态，能够提供真实的系统响应。
仿真模拟法适用于对系统动态变化的分析。
3.经验判断法经验判断法是一种基于经验和专业知识的分析方法。
它主要依靠专业人员的经验和判断力，快速找出电力系统中的问题。
经验判断法适用于简单的问题和应急响应。
总之，电力系统分析是电力系统安全稳定运行的保障。
它涵盖了电力系统的各个方面，并提供了多种分析方法。
通过电力系统分析，可以找出问题并提出改进方案，保障电力系统的安全稳定运营。
电力系统分析
一、填空题1. 输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和电阻。
2.输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路额定电压的数值差。
3.电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和功率表示。
4.调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的频率。
5. 衡量电能质量好坏的指标是电压、频率和波形。
6.我国110kV及以上系统，中性点运行方式采用直接接地。
7.一个将10kV升到220kV的变压器，其额定变比为 10.5/2428.标么值近似计算中基准电压常选网络平均额定电压。
9.电力系统是电能的生产、输送、分配和消费的各个环节组成的一个整体。
其中输送和分配电能的部分称为电力网。
若把水电厂、火电厂的动力部分也包括进来，就称为动力系统。
10.对电力系统运行的基本要求是：保证供电的可靠性，保证电能的良好质量，提高运行的经济性。
11.电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有同步调相机、静电电容器及静止补偿器。
12. 对称分量法是分析电力系统不对称故障的有效方法。
在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独立性。
13.短路是电力系统的严重故障。
短路冲击电流、短路电流最大有效值和短路容量是校验电器设备的重要数据。
14.系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和就是电力系统的负荷，亦称电力系统的综合用电负荷。
电力系统负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统的供电负荷，在此基础上再加上发电厂厂用电消耗的功率就是各发电厂应该发出的功率，称为电力系统的发电负荷。
15.简单不对称故障包括单相接地短路、两相短路、两相接地短路、单相断开和两相断开等。
16.电力系统的运行电压水平同无功功率平衡密切相关。
电压调整的主要手段是：改变发电机端电压；改变变压器的变比；无功功率补偿。
17.通常系统负荷是随时间变化的，其变化规律可用负荷曲线来描述。
18.输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路额定电压的数值差。
电力系统分析(5篇)
电力系统分析(5篇)电力系统分析(5篇)电力系统分析范文第1篇电力作为经济社会进展的基本能源，在智能电网建设进程中，实现了对传统电能粗放型管理向集约型的转变，尤其是在电能数据采集和计量上，以其富裕柔性、高互动性和牢靠性满意了用电户对电能实时性的要求，也为智能电网平台构建供应了技术支撑。
电力营销是建立在用电信息收集基础上，结合电力系统的智能化管理来满意电力服务目标，特殊是在智能电表的讨论与应用中，实现了电能数据采集、计量、归集和处理，也节省了电力企业电能管理成本，提升了电力企业信誉和服务水平。
1电力营销的主要业务及客户需求分析电力营销系统主要包括客户服务单元、营销业务单元、营销工作质量单元及营销决策支撑体系四部分。
其中，客户服务层主要通过营业厅、互联网来满意用电户的信息查询、询问、受理用电户的紧急服务或投诉举报等业务，也是电力营销系统中提升企业形象，赢得市场竞争的关键点；营销业务层主要从电力标准化、规范化管理上，从详细业务的处理上来优化管理，提升服务效率。
如对新装、增容、变更服务、电能计量、电费收缴、合同管理、负荷管理等业务；电力营销工作质量管理层，主要从客户服务及电力营销业务考核上，就工作流程、工作任务、合同执行状况，以及投诉举报工作进行监督，督促相关责任部门完善落实；电力决策支撑层，主要从电力营销策略制定、市场调研、市场开发、运营管理、客户管理、电力营销效益评估及企业战略规划上供应科学决策依据，帮助电力营销决策工作。
我国电力营销工作起步较晚，与发达国家相比还较为滞后，用电户对电力营销业务需求还处于较低层面。
通常状况下，在保障电力供应稳定性上，结合电力服务经济社会进展实际，从故障排解响应速度、提升优质电力服务质量上，电力营销在客户需求分析上主要表现在：一是满意电能供应牢靠性，从停电缘由、电网改造、电力设备故障处理、电力供需不平衡等方面来提升供电牢靠性；二是满意共性化电力服务需求，当前在共性化服务上，主要集中在用电户电能信息采集，以及实现供电、用电双向互动交互；三是快速电能故障处理及响应速度，着力从电力故障点推断、解决用电户故障问题，实现快速响应处理；四是丰富用电业务办理渠道，当前主要以营业厅为办理渠道，人工受理方式降低了用电满足度，要拓宽网络办理，实现智能化受理；五是用电信息不透亮，当前用电户所获得的用电信息范围狭窄，无法全面了解、准时获得用电信息，导致电力营销策略规划缺乏引导性。
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输电线路优化运行
总结词
输电线路是电力系统的重要组成部分，其优化运行对于提高电力系统的可靠性和经济性具有重要意义 。
详细描述
输电线路优化运行主要涉及对线路的路径选择、载荷分配、无功补偿等方面的优化，通过合理的规划 和管理，降低线路损耗，提高线路的输送效率和稳定性，确保电力系统的安全可靠运行。
分布式电源接入与控制
分布参数线路模型考虑线路的电感和 电容在空间上的分布，用于精确分析 长距离输电线路。
行波线路模型
行波线路模型用于描述行波在输电线 路中的传播特性，常用于雷电波分析 和继电保护。
负荷模型
负荷模型概述
静态负荷模型
负荷是电力系统中的重要组成部分，其模 型用于描述负荷的电气特性和运行特性。
静态负荷模型不考虑负荷随时间变化的情 况，只考虑负荷的恒定阻抗和电流。
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• 电力系统概述 • 电力系统元件模型 • 电力系统稳态分析 • 电力系统暂态分析 • 电力系统优化与控制 • 电力系统保护与安全自动装置
01
电力系统概述
电力系统的定义与组成
总结词
电力系统的定义、组成和功能
详细描述
电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的，其功能是将一次能源转 换为电能，并通过输配电网络向用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
无功功率平衡的分析通常需要考虑系统的无功损耗、无功补偿装置的容 量和响应速度等因素。
有功功率平衡
有功功率平衡是电力系统稳态分析的 核心内容，用于确保系统中的有功电 源和有功负荷之间的平衡。
有功功率平衡的分析通常需要考虑系 统的有功损耗、有功电源的出力和负 荷的特性等因素。
有功功率不平衡会导致系统频率波动， 影响电力系统的稳定运行。因此，需 要合理配置有功电源和调节装置，以 维持系统的有功平衡。
电力系统分析
九、隐极机和凸极机的电压相量图（出现过，但很少）
十、隐极机的运行极限图（P-Q图）及其限制条件（出现过，但很少）
第三章 电力系统的潮流计算(手算）
一、阻抗支路和导纳支路的功率损耗计算公式 典型题目 • 1）阻抗支路流过各种功率（感性功率、容性功率、纯有功、纯无功
第二章 电力系统元件的数学模型与电力系统的数学模型
• 一、输电线路的参数及其物理意义、单位、耗能参数和蓄能参数；
典型题目：
• 1）电力线路中，电纳参数B主要反映电流流过线路产生的（
）
• A．热效应 B．电场效应
• C．磁场效应 D．电晕损耗
• 2）线路参数中那些参数单位相同；
• 3）线路参数中那些是耗能参数（消耗有功功率）？那些是储能参数
• 1、接线方式 1）无备用接线——用户只能从一个方向获得电能的接线方式，包括单
回路放射式、单回路干线式、单回路链式接线； 2）有备用接线——用户可以从两个或两个以上方向获得电能的接线方
式。包括双回路放射式、干线式、链式极限；环式接线和两端供电方式。 2、特点 1）无备用接线方式： 优点—接线简单、投资少、运行维护方便； 缺点—供电可靠性差 2）有备用接线方式： 双回路放射式： 优点：供电可靠性高、电压质量好； 缺点：投资 大、经济性差 环形接线： 优点；供电可靠性较高、较为经济； 缺点：运行调度 复杂、故障或检修切除一侧线路时，电压质量差，供电可靠性下降。
第一章 电力系统基本概念
一、基本概念（电力系统、电力网、发电厂主要类型、电 力系统分析中所说电压、功率及其表达式）
1、电力系统 由发电机、变压器、输配电线路和用电设备连接而成的用于电能 生产、变换、输送分配以及消费的系统。
电力系统分析(潮流计算)
电力系统分析（一）：电力系统的基本概念No.1电力系统的组成和接线方式1、电力系统的四大主要元件：发电机、变压器、电力线路、负荷。
2、动力系统包括动力部分（火电厂的锅炉和汽轮机、水电厂的水库和水轮机、核电厂的核反应堆和汽轮机）和电力系统。
3、电力网包括变压器和电力线路。
4、用户只能从一回线路获得电能的接线方式称为无备用接线方式。
No.2电力系统的运行特点1、电能的生产、传输、分配和消费具有：①重要性、②快速性、③同时性。
2、电力系统运行的基本要求：①安全可靠持续供电（首要要求）、②优质、③经济3、根据负荷的重要程度（供电可靠性）将负荷分为三级。
4、电压质量分为：①电压允许偏差、②三相电压允许不平衡度、③公网谐波、④电压允许波动与闪变5、衡量电能质量的指标：①电压、②频率、③波形（电压畸变率）6、10kV公用电网电压畸变率不超过4%。
7、抑制谐波的主要措施：①变压器星三角接线、②加装调谐波器、③并联电容/串联电抗、④增加整流器的脉冲次数8、衡量电力系统运行经济性的指标：①燃料损耗率、②厂用电率、③网损率9、线损包括：①管理线损、②理论线损、③不明线损10、线损计算方法：①最大负荷损耗时间法②最大负荷损失因数法③均方根电流法No.3电力系统的额定频率和额定电压1、电力线路的额定电压（也称电力网的额定电压）与用电设备的额定电压相同。
2、正常运行时电力线路首端的运行电压常为用电设备额定电压的105%，末端电压为额定电压。
3、发电机的额定电压比电力网的额定电压高5%。
4、变压器的一次绕组相当于用电设备，其额定电压与电力线路的额定电压相同；但变压器直接与发电机相连时，其额定电压与发电机额定电压相同，即为该电压级额定电压的105%。
5、变压器的二次绕组相当于电源，其输出电压应较额定电压高5%，但因变压器本身漏抗的电压损耗在额定负荷时约为5%，所以变压器二次侧的额定电压规定比额定电压高10%。
6、降压变压器二次侧连接10kV线路，当短路电压百分比小于7.5%（变压器本身漏抗的电压损耗较小）时，比线路额定电压高5%。
电力系统的分析方法
电力系统的分析方法
电力系统的分析方法主要有以下几种：
1. 稳态分析：主要是对电力系统进行静态分析，包括电路分析、负荷流分析、潮流分析、电压稳定分析和功率平衡分析等，用于确定电力系统的运行状态。
2. 动态分析：主要是对电力系统进行动态分析，包括暂态分析、稳定性分析和电磁暂态分析等，用于研究电力系统的动态特性和稳定性等问题。
3. 可靠性分析：主要是对电力系统进行可靠性评估和可靠性优化，包括故障分析、系统备用容量分析、风险评估和可靠性指标优化等。
4. 经济性分析：主要是对电力系统进行经济性评估和优化，包括成本分析、效益分析、优化设计和经济性评估等，用于改善电力系统的经济效益和运行效率。
5. 仿真模拟：主要是通过电力系统的仿真模拟实验来研究系统的运行特性和优化方案，包括数学模型建立、仿真实验设计和结果分析等。
电力系统分析
2021/11/11
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本章(běn zhānɡ)提示 节点分类的概念； 潮流计算的基本方程式； 牛顿—拉夫逊法潮流计算的计算机算法； P—Q分解法潮流计算的计算机算法。
第二页，共47页。
1概 述
类型 (lèixín g)： 导纳法 阻抗法 牛顿-拉夫逊法（N—R法） 快速分解法（ PQ分解法）
3.2牛顿(niú dùn)－拉夫逊法潮流计算
当 j i 时，矩阵中非对角元素是
Δ
Pi
e j
ΔQ i f j
Gij ei
Bij fi
Δ f
Pi
j
Δ Qi e j
Bij ei
Gij fi
U
2 i
U
2 i
0
e j
f j
（19.19）
第二十二页，共47页。
3.2牛顿－拉夫逊法潮流(cháoliú
第三页，共47页。
2 潮流计算(jìsuàn)的基本方程 2.1节点的分类(fēn lèi) 2.2基本方程式
第四页，共47页。
2.1节点(jié diǎn)的分类
根据电力系统中各节点(jiédiǎn)性质的不同，可把节点(jiédiǎn)
1.PQ节点 事先给定的是节点功率（P、Q），待求的是节点电压向量（U、 θ）。通常变电所母线(mǔxiàn)都是PQ节点，当某些发电机的 出力P、Q给定时，也可作为PQ节点。PQ节点上的发电机称之为 PQ机（或PQ给定型发电机）。在潮流计算中，系统大部分节点 属于PQ节点。
式的根。这样的方法就是所谓的牛顿－拉夫逊法。
第十二页，共47页。
几何(jǐ hé)意义:
图19.2 函数(hánshù)曲线及切线示意图
电力系统分析
前言 第1章 电力网络的数学模型 1.1 节点电压方程与节点导纳矩阵 1.1.1 节点电压方程的建立 1.1.2 节点导纳矩阵元素的物理意义 1.1.3 节点导纳矩阵形成与修改的计算机方法 1.1.4 节点方程的实数化求解方法 1.2 节点阻抗矩阵 1.2.1 节点阻抗矩阵表示的网络方程 1.2.2 节点阻抗矩阵的特点及其元素的物理意义 1.2.3 节点阻抗矩阵元素的求解方法 1.2.4 节点阻抗矩阵元素的实数化求解方法 思考题 第2章 电力系统潮流的计算机分析方法 2.1 潮流计算的数学模型 2.1.1 节点的功率方程 2.1.2 潮流计算中节点的分类 2.1.3 电力网络的潮流方程 2.2 牛顿-拉夫逊潮流算法 2.2.1 牛顿迭代算法 2.2.2 牛顿法的几何解释 2.2.3 极坐标牛顿潮流算法的雅可比矩阵 2.2.4 直角坐标牛顿潮流算法的雅可比矩阵 2.2.5 初值的设置与元件通过功率和电流的计算 2.2.6 牛顿潮流算法流程及评价 2.3 快速解耦潮流算法 2.3.1 快速解耦潮流算法的基本原理 2.3.2 快速解耦潮流算法的评价 2.4 直流潮流算法 思考题 第3章 电力系统的经济运行 3.1 电力系统经济运行的基本概念 3.2 火电厂间有功负荷的经济分配 3.3 水火电厂间有功负荷的经济分配 3.4 电力系统最优潮流 3.4.1 最优潮流的数学模型 3.4.2 最优潮流计算的降维梯度法 3.4.3 解耦最优潮流 思考题 第4章 同步电机的数学模型 4.1 abc坐标系的同步电机数学模型 4.1.1 理想同步电机 4.1.2 abc坐标系的同步电机方程 4.2 dq0坐标系的同步电机数学模型 4.2.1 派克变换 4.2.2 dq0坐标系的同步电机方程 4.2.3 派克变换的物理解释 4.3 同步电机的标幺值基本方程 4.4 电机参数表示的同步电机数学模型 4.4.1 同步电机参数 4.4.2 同步电机参数与其原始参数的关系 4.4.3 电机参数表示的同步电机方程 4.4.4 同步电机的电磁转矩方程 4.5 同步电机的简化数学模型 4.5.1 定子电压方程简化模型 4.5.2 转子电压磁链方程简化模型 4.6 同步电机的稳态数学模型及相量图 4.6.1 用同步电抗表示的同步电机稳态模型 4.6.2 用暂态电抗表示的同步电机稳态模型 4.6.3 用次暂态电抗表示的同步电机稳态模型 思考题 第5章 同步电机三相短路暂态过程分析 5.1 同步电机三相短路物理过程分析 5.1.1 同步电机三相短路的特点及磁链守恒原理 5.1.2 无阻尼绕组同步电机空载三相短路的物理过程 5.2 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算 5.2.1 不计衰减时同步电机空载短路电流计算 5.2.2 不计衰减时同步电机负载状态下的短路电流计算 5.2.3 自由电流衰减的时间常数 5.3 有阻尼绕组同步电机三相短路电流计算 5.3.1 不计衰减定子转子短路电流计算 5.3.2 自由电流分量的衰减时间常数 5.4 强行励磁对同步电机短路暂态过程的影响 思考题 第6章 电力系统故障的计算机算法 6.1 三相对称短路故障计算 6.2 简单不对称故障计算 6.2.1 序网络端口电压方程 6.2.2 不对称短路故障计算 6.2.3 不对称断线故障计算 6.3 复杂故障的计算 6.3.1 不对称故障的通用边界条件 6.3.2 多重故障计算 思考题 第7章 电力系统稳定性分析中的元件模型 7.1 概述 7.2 发电机的转子运动方程 7.2.1 转子运动方程的推导 7.2.2 转子运动方程的标幺值表示 7.2.3 惯性时间常数及物理含义 7.3 发电机功角及功率特性 7.3.1 转子位置角 7.3.2 功角及简单电力系统稳态功率特性 7.3.3 用其他电势表示的发电机功率特性 7.3.4 复杂系统的功率特性 7.4 功率特性影响因素分析 7.4.1 网络参数的影响 7.4.2 自动励磁调节器的影响 7.5 发电机励磁系统 7.5.1 发电机励磁系统的构成 7.5.2 主励磁系统模型 7.5.3 发电机励磁系统数学模型 7.6 原动机及调速器系统 7.6.1 水轮机及调速器系统 7.6.2 汽轮机及调速器系统 7.6.3 原动机及调速器系统简化模型 7.7 电力负荷模型 7.7.1 静态负荷模型 7.7.2 感应电动机负荷模型 7.7.3 其他负荷模型简介 思考题 第8章 电力系统稳定性的基本概念 8.1 电力系统稳定性概述 8.2 小扰动稳定性的初步概念 8.3 暂态稳定性的初步概念 8.4 负荷稳定的初步概念 8.5 电压稳定的初步概念 思考题 第9章 电力系统小扰动稳定性 9.1 小扰动稳定性基础概念 9.1.1 动力系统模型 9.1.2 运动稳定性的基本概念 9.1.3 系统的线性化模型 9.1.4 系统控制参数变动的影响 9.1.5 电力系统小扰动稳定性分析步骤 9.2 单机-无穷大系统小扰动稳定性分析 9.2.1 不计发电机阻尼时的稳定性分析 9.2.2 计及发电机阻尼时的稳定性分析 9.2.3 小扰动稳定储备系数和系统阻尼因子 9.3 简单电力系统小扰动稳定分岔分析 9.3.1 系统模型 9.3.2 系统小扰动稳定性分析 9.4 多机电力系统小扰动稳定性分析 9.4.1 系统模型 9.4.2 系统初始点的小扰动稳定性分析 9.4.3 系统负荷水平变动对小扰动稳定性的影响 9.4.4 发电机出力对系统小扰动稳定性的影响 9.4.5 综合考虑负荷水平和调度方式变化对系统小扰动稳定性的影响 思考题 第10章 电力系统暂态稳定性 10.1 概述 10.1.1 大扰动后的暂态过程 10.1.2 电力系统暂态稳定分析模型及其简化 10.1.3 电力系统暂态稳定分析方法 10.1.4 暂态稳定性研究的一些新问题 10.2 单机无穷大系统的暂态稳定判据——等面积定则 10.2.1 发电机各阶段的功率特性曲线 10.2.2 暂态稳定和不稳定场景分析 10.2.3 等面积定则 10.3 电力系统暂态稳定分析数值方法 10.3.1 常微分方程的数值积分方法 10.3.2 微分-代数方程的数值积分方法 10.4 单机无穷大系统暂态稳定数值分析 10.4.1 电力系统模型 10.4.2 不计阻尼时的暂态性分析 10.4.3 影响系统暂态稳定性的因素分析 10.5 多机电力系统暂态稳定性分析简介 10.5.1 暂态稳定分析的网络模型 10.5.2 电力系统暂态稳定分析的一般步骤 10.5.3 多机电力系统暂态稳定分析示例 思考题 第11章 提高电力系统稳定性的措施 11.1 概述 11.2 在电力系统规划设计阶段可采取的措施 11.2.1 提高系统功率极限的原理 11.2.2 改善发电机运行特性 11.2.3 改善输电线路的运行参数 11.2.4 改善变压器运行特性 11.2.5 实施无功补偿 11.2.6 优化保护装置 11.3 DyLiacco安全构想和运行控制措施 11.3.1 DyLiacco安全构想 11.3.2 EMS系统安全监控功能简介 11.3.3 电力系统运行控制的三道防线 11.4 电力系统运行控制措施 11.4.1 电力系统预防控制 11.4.2 电力系统紧急控制 11.4.3 实际例子 11.5 电力系统恢复控制 11.5.1 制定恢复计划和实施恢复培训 11.5.2 有功平衡和频率控制 11.5.3 无功平衡和电压控制 11.5.4 继电保护及安全自动装置的配合 思考题 参考文献
电力系统分析
1.额定电压：电力系统中的发电、输电、配电和用电设备都是按一定标准电压设计和制造的，在这以标准下运行，设备的技术性能和经济指标将达到最好，这一标准电压称之为额定电压。
2. 分裂导线：引致损失发生或者增加损失程度的条件。
3. 负荷：电力系统中用电设备所消耗的功率的总和。
4. 变压器的变比：三相电力系统计算中，变压器的变比指两侧绕组空载线电压的比值s。
5. 标幺值：电力系统计算中，阻抗、导纳、电压、电流及功率用相对值表示，并用于计算，这种运算形式称为标幺制。
一个物理量的标么值是指该物理量的实际值与所选基准值的比值。
6. 电压降落：网络元件的电压降落是指元件始末两端电压的相量差，是相量。
7. 电压偏移：线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差，是标量。
8. 电压损耗：两点间电压绝对值之差，是标量。
9. 输电效率：线路末端输出的有功功率与线路始端输入的有功功率的比值，常用百分值表示。
10. 最大负荷利用小时数：如果负荷始终等于最大值Pmax，经过Tmax小时后所消耗的电能恰好等于全年的用电量，Tmax称之为最大负荷利用小时数。
11. 最大负荷损耗时间τ：如果线路中输送的的功率一直保持为最大负荷功率Smax，在τ小时内的能量损耗恰等于线路全年的实际电能损耗，则称τ为最大负荷损耗时间。
12. PQ节点：这类节点的有功功率和无功功率是给定的，节点电压的幅值和相位是待求量。
通常变电所都是这一类型的节点13. PV节点：这类节点的有功功率和电压幅值是给定的，节点的无功功率和电压的相位是待求量。
14. 平衡节点：它的电压幅值和相位已给定，而其有功功率和无功功率是待求量。
15. 耗量微增率：耗量特性曲线上某点切线的斜率，表示在该点的输入增量与输出增量之比。
16. 等耗量微增率准则：按耗量微增率相等的原则在各机组间分配负荷，可使消耗的一次能源最少。
17. 电源有功功率静态频率特性：发电机组的原动机机械功率与角速度或频率的关系。
(完整版)电力系统分析(郝亮亮)
1.1 电力系统的基本概念
电力系统由哪些部分组成？
发电机
G
升压变压器
T
架空 输电线路
降压变压器
T
发电厂
输电系统 电力网 电力系统
配电系统
M 动力
照明 负荷
1.1 电力系统的基本概念 1.2 电力系统的运行特点及基本要求 1.3 电力系统的额定参数 1.4 例题：电力系统额定电压确定 1.5 电力系统的接线 1.6 电力系统中的重要变量——功率 1.7 电力系统分析课程简介
1.1 电力系统的基本概念 1.2 电力系统的运行特点及基本要求 1.3 电力系统的额定参数 1.4 例题：电力系统额定电压确定 1.5 电力系统的接线 1.6 电力系统中的重要变量——功率 1.7 电力系统分析课程简介
1.1 电力系统的基本概念
直流输电系统
T
T
G
交流系统
换流站
直流输电线
换流站
1.1 电力系统的基本概念
S=UI 损耗与电流的平方成正比 电压损耗与电流成正比
1.1 电力系统的基本概念 1.2 电力系统的运行特点及基本要求 1.3 电力系统的额定参数 1.4 例题：电力系统额定电压确定 1.5 电力系统的接线 1.6 电力系统中的重要变量——功率 1.7 电力系统分析课程简介
1.1 电力系统的基本概念
成部分结合而成的，具有特定功能的有机整体，而且这个
有机整体又是它从属的更大系统的组成部分。
1.1 电力系统的基本概念
电力系统的定义
发电厂中的发电机、升压和降压变电所、输电线路及 电力用户组成的电气上相互连接的整体，称为电力系统。 它包括了生产、输送、分配和消费的全过程。（狭义，实 际为一次系统）
电力系统分析第1章
表1.2 各级电压架空线路与输送容量、输送距离的关系 额定电压 （KV） 0.38 3 6 输送容量 （MW） 0.1以下 0.1～1.0 0.1～1.2 输送距离 （Km） 0.6以下 1～ 3 4～15 适用地区 低压动力与三相照明 高压电动机 发电机电压、高压电动机
10
35 110 220 330 500 750
0.5
1949年容 量185万瓦
1952 1957 1962 1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002
0
500kV 330kV 220kV
火电厂 水电厂 核电厂
中国电网
东北
华北 新疆
西藏
西北
华东 华中 川渝
电网覆盖率96.4%
南方
第1章
电力系统的基本概念
1.1电力系统的组成和特点
1.1UN-0.05UN=1.05UN
特：内阻抗小于7.5％的小型变压器（3kv—
10kv电压等级）和供电距离很短的变压器，1.05UN
分类
电力网和 用电设备额定电压
发电机 额定电压
电力变压器额定电压 一次绕组 二次绕组
低压
高压
220/127 380/220 660/380 3 6 10 － 35 63 110 220 330 500 750
（2）电能不能大量储存，生产与消费具有同时性
（3）电力系统暂态（过渡）过程非常短暂
2、电力系统运行的基本要求
（1）保证安全可靠地供电 （2）保证良好的电能质量
（3）保证电力系统运行的经济性
（1）保证安全可靠的供电。
一级负荷在任何情况下都不停电； 二级负荷尽量不停电； 三级负荷可以停电。
电力系统分析(孙宏斌)第一章电力系统概述(第二讲)
第一章电力系统概述(Introduction to Power Systems)（第二讲）（回顾）1问题1、电能是如何传输的？2、电力系统为何用功率作为变量?3、交流电路的功率和复功率如何引入?4、什么是电力系统负荷和负荷曲线?5、典型负荷曲线有哪些？有何用途？2一、电力网有哪些主要设备？除去发电机与负荷究高压输电网，配电网看成负荷一部分。
主要设备：输电线路、变电站设备（变压器、开关、母线等）。
超高压架空电力线路电力变压器带有开关发电机变压器开关输电线路二、电力网络是如何接线的？对保证供电的接线图：两种类型电气接线：电力设备间电气联接关系地理接线：发电厂、变电所间相对地理位置及其联接路径接线方式（与计算机网络类似），综合考虑：供电可靠、电压合格、运行灵活、操作安全、费用经济等因素。
开式闭式地理接线图发电厂变电站开式接线（从放射式(a)(d)闭式接线（环式（单电源）一些实际电力网英国电网东京电网远距离大容量输电为何要采用高电压进行？!10三、电力网为何要采用高电压？ 远距离大容量容量：S=U*I压降：∆损耗：P高电压→高考虑绝缘，压到110-750kV高压线远距离输电，大负荷6-110kV线路电压500低压配电1035110(部分输电)高中压配电220 750输电电压等级(kV)四、为何要确定额定电压?标准化：导致互联困难最佳的技术经济性能电压下进行优化设计、制造和使用。
需要确定的额定电压：线路（即：电网、用电设备）发电机变压器(五、如何确定额定电压?(0.95U N11.1U N1U N1U NU N11次侧1.05U N0.951.05U N2(1.1)U N21次U N1升压变1次侧接线路如何确定额定电压?线路（电网）发电机额定电压升压变压器一次侧二次侧降压变压器一次侧二次侧如何确定额定电压?用电设备（线路、电网)(kV)61035110220330500750六、高压直流输电（变压器三相交流整流装置送电端直流输电的优点？适用于大系统互联运行，无需同频率，本身不存在稳定问题。
电力系统分析
电力系统分析
2.1
输电线路的参数
例题2.2 有一回220kV架空电力线路， 220kV架空电力线路 例题2.2 有一回220kV架空电力线路，长 度为100km 采用每相双分裂导线 100km， 双分裂导线， 度为100km，采用每相双分裂导线，次导 线采用LGJ 185， LGJ－ 线采用LGJ－185，每一根导线的计算外径 为19 mm，三相导线以不等边三角形排列， mm，三相导线以不等边三角形排列， 9m， 线间距离 ＝a参数
近似计算时: 近似计算时:
x 0 = 0.4 Ω km b0 = 2 .8 × 10 −6 s km 单导线路：
对于分裂导线线路： 对于分裂导线线路： 当分裂根数为2 每公里的电抗为0.33 当分裂根数为2时，每公里的电抗为0.33 Ω ，每公里的 纳为3.4 电 纳为3.4 × 10 −6 s。 当分裂根数为3根时，每公里的电抗为0.30 左右， 当分裂根数为3根时，每公里的电抗为0.30 Ω 左右，每公 里的电纳分别为3.8 里的电纳分别为3.8 × 10 −6 s 。 当分裂根数为4根时，每公里的电抗为0.28 当分裂根数为4根时，每公里的电抗为0.28 公里的电纳为4.1 公里的电纳为4.1 × 10 −6 s 。
Ω
左右， 左右，每
电力系统分析
2.1
输电线路的参数
钢导线， 钢导线，由于集肤效应及导线内部的导磁系数 随导线通过的电流大小而变化，因此，它的电 随导线通过的电流大小而变化，因此，它的电 阻和电抗均不恒定，无法用解析法确定， 阻和电抗均不恒定，无法用解析法确定，只能 用实验测定其特性，根据电流值确定其阻抗。 实验测定其特性，根据电流值确定其阻抗。 其特性 电缆线路的电气参数计算比架空线路复杂得多， 电缆线路的电气参数计算比架空线路复杂得多， 通常采取实测办法， 通常采取实测办法，并将其电气参数标明在设 实测办法 计手册中。 计手册中。
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1. 常规潮流计算的任务。
根据给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。
2. 常规潮流计算的主要作用。
潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。
同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。
3. 对常规潮流计算算法的基本要求。
算法的可靠性或收敛性，计算速度和内存占用量，计算的方便性和灵活性。
4. 牛顿法求解非线性代数方程式的基本原理。
牛顿法在数学上是求解非线性代数方程式的有效方法，其要点是把非线性方程式的求解过程变成反复地对相应的线性方程式进行求解的过程，即通常所称的逐次线性化过程。
5. 牛顿法潮流算法的性能。
牛顿潮流算法突出的优点是收敛速度快，若初值选择较好，算法将具有平方收敛特性，一般迭代4~5次便可以收敛到一个非常精确的解，而且其迭代次数与所计算的网络规模基本无关。
牛顿法也具有良好的收敛可靠性，对于呈病态的系统，牛顿法均能可靠地收敛。
由于雅可比矩阵元素的数目约为2（n-1）×2（n-1）个，且其数值在迭代过程中不断变化，因此牛顿法每次迭代的计算量和所需的内存量较大，不过，内存占用量及每次迭代所需时间与程序设计技巧密切相关。
6. 采用牛顿法或P-Q分解法进行简单电力系统的潮流计算（单步迭代）。
7. 直流潮流计算的基本原理。
8. 最优潮流的定义。
当系统的结构和参数以及符合情况给定时，通过优选控制变量所找到的能满足所有制定的约束条件，并使系统的某一个性能指标或目标函数达到最优时的潮流分布。
9. 最优潮流与常规潮流的异同点。
10. 几种基本的最优潮流问题。
（1）目标函数采用发电燃料耗量（或费用）最小，以除去平衡节点以外的所有有功电源出力及所有可调无功电源出力（或相应的节点电压幅值），还有带负荷调压变压器的电压比作为控制变量，就是对有功及无功进行综合优化的泛称的最优潮流问题。
（2）若目标函数同（1），仅有有功电源出力作为控制变量而将无功电源出力（或相应的节点电压幅值）固定，就称为有功最优潮流。
（3）若目标函数采用系统的有功网损最小，将各有功电源出力固定而以可调无功电源出力（或相应的节点电压幅值）及调压变压器变比作为控制变量，就称为无功优化潮流。
11. 简化梯度最优潮流算法的性能。
它是建立在牛顿法潮流计算的基础上的。
利用已有的采用极坐标形式的牛顿法潮流计算程序加以一定的扩充，便可以得到这种最优潮流计算程序。
这种算法原理比较简单，程序设计业比较简单。
这种算法也有一些缺点。
首先是因为采用梯度作为求最优点的搜索方向，前后两次迭代的搜索方向总是互相垂直的，因此，迭代点在向最优点接近的过程中，走的是曲折的路线，即通称的锯齿现象。
而且越接近最优点，锯齿越来越小，因此收敛速度很慢。
另一个缺点是因为采用罚函数法处理不等式约束而带来的。
罚因子数值的选择是否适当，对算法的收敛速度影响很大，过大的罚因子会使计算过程收敛性变坏。
12. 电力系统正常运行的条件。
等式约束条件和不等式约束条件
13. 电力系统运行状态划分。
安全正常状态、告警状态（不安全正常状态），紧急状态、危急状态（极端状态）和恢复状态。
14. 电力系统简化等值的目的。
随着电力工业的迅速发展，现代电力系统已向多机、大电网、多区域的互联系统方向发展。
对于这种大型互联系统进行不同运行方式下的分析计算往往会遇到计算容量太大、耗费机时太多等问题，而且进行在线计算时调度中心不可能获得整个系统完整而准确的实时信息，而系统数学模型的规模又必须与所得到的实时信息相匹配。
因此，必须对系统中不感兴趣的部分或某些不可观测的部分进行简化等值。
15. Ward等值法的基本原理。
16. REI等值法的基本原理。
无论外部系统多复杂，都可以用一个辐射状的简单网络来代替，把所有待消去节点的注入功率用一个虚拟节点的注入功率代替。
形成REI等值网络的过程如下：1确定边界节点集合（该
节点数目越少越好）2整个外部系统用虚拟REI节点R（虚拟参考节点）和虚拟地节点G代替3以节点G 为中心构成辐射状REI等值网络
17. 直流法开断模拟。
18. 发电机开断模拟计算。
19. 电力系统故障计算的作用。
电力系统发生故障将对系统的正常运行和电气设备的安全带来很大危害，严重时甚至会危机整个系统的稳定性。
所以在电力系统的设计和运行中要进行故障分析计算，计算一系列故障情况下通过系统各支路的电流以及各节点的电压。
20. 对称分量法。
21. 各种故障的通用边界条件与复合序网。
1单相故障和两相断线具有类似的边界条件，当Zg=0时，可统一用下式表示，与之对应的复合序网则是三序网络分别通过它们的理想变压器在二次侧串联而成。
因此，这一类故障又称为串联型故障。
2单相断线和两相接地短路具有类似的边界条件，当Zg=0时，可统一用下式表示，与之对应的复合序网则是三序网络分别通过它们的理想变压器在二次侧并联而成。
因此，这一类故障又统称为并联型故障。
22. Park变换的形式与作用。
在合适的理想化假设条件下，利用电机的双反应原理推导出采用dq0坐标系的同步电机基本方程，也称之为派克方程。
之后的研究和发展基本上都是以派克方程为基础的，其主要区别在于模拟转子等值阻尼绕组的数目、用电机暂态和次暂态参数表示同步电机方程式时所采用的假设以及计及磁路饱和效应的处理方法等方面。
23. 发电机励磁系统的作用。
为发电机励磁绕组提供励磁电流，以便在发电机定子空间产生磁场，且起着调节电压，保持发电机端电压或枢纽点电压恒定的作用，控制并列运行发电机的无功功率分配。
它对电动机的动态行为有很大的影响。
24. 调速系统—原动机—发电机的闭环控制框图。
25. 综合负荷建模的困难。
负荷模型的建立是相当复杂的。
这是因为在稳定研究中，一个综合负荷节点是由各类型的用电设备组成，例如荧光灯和白炽灯、电冰箱、电热器、压缩机、电动机和电炉等；负荷的准确组成是难以估计的，而综合负荷特性随负荷的组成而变化。
负荷的组成受诸如时间、气候条件和政治、经济形势等不定因素的影响
26. 电力系统暂态稳定的定义。
指电力系统受到大的扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳定运行状态的能力，通常指保持第一或第二个振荡周期不失步。
27. 电力系统小扰动稳定的定义。
指系统遭受小扰动后保持同步的能力。