电力系统分析9
IEEE9数据及结果
IEEE9数据及结果IEEE 9数据及结果一、引言IEEE 9是一个常用的电力系统标准测试系统，用于评估电力系统的稳定性和可靠性。
本文将介绍IEEE 9的数据和结果，并对其进行详细分析和解释。
二、数据描述IEEE 9系统由9个节点组成，其中包括3个发机电节点、3个负荷节点和3个变压器节点。
以下是IEEE 9系统的节点数据和参数：1. 发机电节点：- 节点1：有功功率P1 = 2.5 MW，无功功率Q1 = 0 Mvar，电压幅值V1 = 1.05 p.u.，电压相角θ1 = 0°。
- 节点2：有功功率P2 = 3.0 MW，无功功率Q2 = -0.5 Mvar，电压幅值V2 = 1.05 p.u.，电压相角θ2 = -10°。
- 节点3：有功功率P3 = 3.5 MW，无功功率Q3 = -0.8 Mvar，电压幅值V3 =1.07 p.u.，电压相角θ3 = -5°。
2. 负荷节点：- 节点4：有功功率P4 = 1.5 MW，无功功率Q4 = 0.5 Mvar，电压幅值V4 = 1.0 p.u.，电压相角θ4 = 0°。
- 节点5：有功功率P5 = 2.0 MW，无功功率Q5 = 1.0 Mvar，电压幅值V5 = 1.0 p.u.，电压相角θ5 = 0°。
- 节点6：有功功率P6 = 3.5 MW，无功功率Q6 = 1.8 Mvar，电压幅值V6 = 1.0 p.u.，电压相角θ6 = 0°。
3. 变压器节点：- 节点7-8：变压器1，变比为1:2，电压幅值V7 = 1.0 p.u.，电压相角θ7 = 0°，电压幅值V8 = 0.5 p.u.，电压相角θ8 = 0°。
- 节点8-9：变压器2，变比为1:3，电压幅值V8 = 0.5 p.u.，电压相角θ8 = 0°，电压幅值V9 = 0.33 p.u.，电压相角θ9 = 0°。
《电力系统分析》朱一纶课后习题解
电力系统分析xx课后习题选择填空解答第一章1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D）A、厂用电负荷B、发电负荷C、工业负荷D、供电负荷2）电力网某条线路的额定电压为Un=110kV，则这个电压表示的是（C）A、相电压B、1相电压C、线电压D、3线电压3)以下（A）不是常用的中性点接地方式。
A、中性点通过电容接地B、中性点不接地C、中性点直接接地D、中性点经消弧线圈接地4）我国电力系统的额定频率为（C）A、30HzB、40HzC、50HzD、60Hz5）目前,我国电力系统中占最大比例的发电厂为（B）A、水力发电厂B、火力发电厂C、核电站D、风力发电厂6）以下（D）不是电力系统运行的基本要求。
A、提高电力系统运行的经济性B、安全可靠的持续供电C、保证电能质量D、电力网各节点电压相等7）一下说法不正确的是（B）A、火力发电需要消耗煤、石油B、水力发电成本比较大C、核电站的建造成本比较高D太阳能发电是理想能源8）当传输的功率（单位时间传输的能量）一定时，（A）A、输电的压越高，则传输的电流越小B、输电的电压越高，线路上的损耗越大C、输电的电压越高，则传输的电流越大D、线路损耗与输电电压无关9）对（A）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故。
A、一级负荷B、二级负荷C、三级负荷D、以上都不是10）一般用电设备满足（C）A、当端电压减小时，吸收的无功功率增加B、当电源的频率增加时，吸收的无功功率增加C、当端电压增加时，吸收的有功功率增加D、当端电压增加时，吸收的有功功率减少填空题在后面第二章1）电力系统采用有名制计算时，三相对称系统中电压、电流、功率的关系表达式为（A）A．S=UI B．S=3UI C．S=UIcos? D．S=UIsin?2）下列参数中与电抗单位相同的是（B）A、电导B、电阻C、电纳D、导纳3）三绕组变压器的分接头，一般装在（B）A、高压绕组好低压绕组B、高压绕组和中压绕组C、中亚绕组和低压绕组D、三个绕组组装4）双绕组变压器，Γ型等效电路中的导纳为（A ）A．GT-jBT B．-GT-jBT C．GT+jBT D．-GT+jBT5）电力系统分析常用的五个量的基准值可以先任意选取两个，其余三个量可以由其求出，一般选取的这两个基准值是（D ）A.电压、电流B.电流、电抗C.电压、电抗D.线电压、三相功率6）额定电压等级为500KV的电力线路的平均额定电压为（C）A. 550kVB. 520 kVC. 525kVD. 500kV7)已知某段10kV的电压等级电力线路的电抗X=50Ω，若取SB=100MVA，UB=10kV，则这段电力线路的电抗标幺值为（B）A、X*=50Ω B、X*=50C、X*=0.5D、X*=58）若已知变压器的容量为SN，两端的电压比为。
《电力系统分析》朱一纶-课后习题解答
电力系统分析朱一纶课后习题选择填空解答第一章1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D）A、厂用电负荷B、发电负荷C、工业负荷D、供电负荷2）电力网某条线路的额定电压为Un=110kV，则这个电压表示的是（C）A、相电压B、1相电压 C、线电压 D、 3线电压3)以下（A）不是常用的中性点接地方式。
A、中性点通过电容接地B、中性点不接地C、中性点直接接地D、中性点经消弧线圈接地4）我国电力系统的额定频率为（C）A、 30HzB、 40HzC、50HzD、 60Hz5）目前,我国电力系统中占最大比例的发电厂为（B）A、水力发电厂B、火力发电厂C、核电站D、风力发电厂6）以下（D）不是电力系统运行的基本要求。
A、提高电力系统运行的经济性B、安全可靠的持续供电C、保证电能质量D、电力网各节点电压相等7）一下说法不正确的是（B）A、火力发电需要消耗煤、石油B、水力发电成本比较大C、核电站的建造成本比较高 D太阳能发电是理想能源8）当传输的功率（单位时间传输的能量）一定时，（A）A、输电的压越高，则传输的电流越小B、输电的电压越高，线路上的损耗越大C、输电的电压越高，则传输的电流越大D、线路损耗与输电电压无关9）对（A）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故。
A、一级负荷B、二级负荷C、三级负荷D、以上都不是10）一般用电设备满足（C）A、当端电压减小时，吸收的无功功率增加B、当电源的频率增加时，吸收的无功功率增加C、当端电压增加时，吸收的有功功率增加D、当端电压增加时，吸收的有功功率减少填空题在后面第二章1）电力系统采用有名制计算时，三相对称系统中电压、电流、功率的关系表达式为（A）A．S=UI B．S=3UI C．S=UIcos? D．S=UIsin?2）下列参数中与电抗单位相同的是（B）A、电导B、电阻C、电纳D、导纳3）三绕组变压器的分接头，一般装在（B）A、高压绕组好低压绕组B、高压绕组和中压绕组C、中亚绕组和低压绕组D、三个绕组组装4）双绕组变压器，Γ型等效电路中的导纳为（ A ）A．GT-jBT B．-GT-jBT C．GT+jBT D．-GT+jBT5）电力系统分析常用的五个量的基准值可以先任意选取两个，其余三个量可以由其求出，一般选取的这两个基准值是（D ）A.电压、电流B.电流、电抗C.电压、电抗D.线电压、三相功率6）额定电压等级为500KV的电力线路的平均额定电压为（C）A. 550kVB. 520 kVC. 525kVD. 500kV7)已知某段10kV的电压等级电力线路的电抗X=50Ω，若取SB=100MVA，UB=10kV，则这段电力线路的电抗标幺值为（B）A、X*=50Ω B、X*=50 C、X*=0.5 D、X*=58）若已知变压器的容量为SN，两端的电压比为110/11kV。
第09章 电力系统静态稳定性分析
电力系统稳定性分类
通常电力系统稳定性分两类 静态稳定性：电力系统正常运行状态下，受到某种小干扰 后，能够恢复到原来的运行状态的能力 暂态稳定性：电力系统正常运行状态下，突然受到某种大 干扰后，能够过渡一个新的稳定运行状态或恢复到原来的运行 状态的能力
小扰动
a、个别电动机的接入或切除 b、负荷的随机涨落 c、汽机蒸汽压力的波动 d、发电机端电压发生小的偏移 e、架空线路因风吹摆动引起线间距离的微小变化
9-1概述
电力系统的机电暂态过程又称为电力系统的稳定性
扰动
电力系统 某一正常
经过一段时间t
运行状态
恢复到原来状态 过渡到一新稳定状态
该运行状态 是稳定的
既未恢复到原状态，也未 过渡到一新稳定状态。
该运行状态 是不稳定的
不稳定情况下： 系统的电压、电流、功率和相位角等运行参数没有一
个稳定值，而是随时间不断增大或振荡
静态稳定的概念 静态稳定分析的实用判据 静态稳定极限功率 静态稳定储备系数 小干扰法静态稳定分析
提高静态稳定的措施
27
系统是不稳定的 复平面的左半平面为稳定区，右半平面为不稳定区，中间为临界线，只有
当特征方程的根全部落在左半平面 时，系统才能静态稳定，只要有一个根落在右 半平面或落在临界线上，都不判系统为静态稳定
22
9-5 提高静态稳定的措施
发电机可能送出的功率极限愈高，则电力系统的静态稳定性愈高
采用自动调节励磁装置
大扰动
a、系统发生短路故障 b、突然断开线路 c、突然断开发电机
6
9-4 小干扰法分析简单系统静态稳定
用小干扰法可从数学上推导稳定判据。小干扰法，就是列出描述系 统运动的、通常是非线性的微分方程组，然后将它们线性化，得出近似 的线性微分方程组，再根据其特征方程式根的性质判断系统的稳定性
电力系统潮流计算(九节点)
辽宁工程技术大学电力系统分析课程设计设计题目9节点电力网络潮流计算指导教师院（系、部）专业班级学号姓名日期电气工程系课程设计标准评分模板电力系统分析课程设计任务书9节点系统单线图如下：基本数据如下：母线名基准电压区域号电压上限电压下限发电 1 16.5000 2 18.1500 14.8500 发电 2 18.000 1 19.800 16.2000 发电 3 13.8000 1 15.1800 12.4200 GEN1-230 230.000 2 0.0000 0.0000 GEN2-230 230.000 1 0.0000 0.0000 GEN3-230 230.000 1 0.0000 0.0000 STNA-230 230.000 2 0.0000 0.0000 STNB-230 230.000 2 0.0000 0.0000 STNC-230 230.000 1 0.0000 0.0000数据组I 侧母线J 侧母线编号所属区域单位正序电阻正序电抗正序充电电纳的1/2常规GEN1-230 STNA-230 1 I侧标么0.010000 0.085000 0.088000 常规STNA-230 GEN2-230 2 I侧标么0.032000 0.161000 0.153000 常规GEN2-230 STNC-230 3 I侧标么0.008500 0.072000 0.074500 常规STNC-230 GEN3-230 4 I侧标么0.011900 0.100800 0.104500 常规GEN3-230 STNB-230 5 I侧标么0.039000 0.170000 0.179000 常规STNB-230 GEN1-230 6 I侧标么0.017000 0.092000 0.079000表3 两绕组变压器数据负荷数据电网12-1班数据目录1 PSASP软件简介 (1)1.1 PSASP平台的主要功能和特点 (7)1.2 PSASP的平台组成 (8)2 牛顿拉夫逊潮流计算简介 (9)2.1 牛顿—拉夫逊法概要 (9)2.2 直角坐标下的牛顿—拉夫逊潮流计算 (11)2.3 牛顿—拉夫逊潮流计算的方法 (6)3 九节点系统单线图及元件数据 (8)3.1 九节点系统单线图 (8)3.2 系统各项元件的数据 (9)4 潮流计算的结果 (11)4.1 潮流计算后的单线图 (17)4.2 潮流计算结果输出表格 (18)5 结论 (22)6 参考文献 (17)1 PSASP软件简介“电力系统分析综合程序”（Power System Analysis Software Package,PSASP）是一套历史悠久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序，是高度集成和开发具有我国自主知识产权的大型软件包。
川大电力系统分析 9
E
E Q
E q
Id
X jI d
U
Eq' V cos X d'
U q
X jI d d
V sin Iq X q
I q
X jI q d I
V X q Eq V 2 Xd PEq sin sin 2 X q Xd 2 Xd
d
2017/12/4
U I d d
32
以 VG 表示的发电机功率特性
q
机端电压 VGq 恒定(若自动调节励磁装置作用 极强能保持 V G q C ）
P VG q
VGqV xTL
sin G
P VG
q
33
VGq V X TL
V X TL X q sin sin 2 2 X TL X q
确定电力系统的稳定性和输电线的输
送功率极限，检验在给定方式下的稳 定储备。
暂态稳定: 在规定运行方式和故障形态
下，对系统稳定性进行校验，并对继
电保护和自动装置以及各种措施提出
相应的要求。
2017/12/4 10
9.2 同步发电机的转子运动方程
1. 发电机转子运动方程
1) 转子运动方程
d d 2 J J J 2 M a M T M e dt dt
V 2 X d X q sin sin 2 2 X d X q
PEq
26
EqV X d
磁阻功率
2017/12/4
• 功率极限 (功率特性图9-5)
PEq EqV X d V 2 X d X q sin si QEq
《电力系统分析》朱一纶(习题解答)
习题解答第1章1—1 选择填空 DCACB DBAAC1-2 填空1)发电机（电源)、负荷（用电设备)以及电力网（连接发电机和负荷的设备） 2)500kV 、220kV 、110kV 、10kV3）发电机的额定电压规定比系统的额定电压高5％或7。
5%4）电能与国民经济各部门以及人民的生活关系密切,电能不能大量贮存，电力系统中的暂态过程十分迅速。
5）50Hz,±0。
2Hz6）10％7）中性点直接接地8)日负荷率和最小日负荷系数，日负荷率m ax P P k av m =，最小日负荷系数max min P P =α 9）35kV ， 向终端用户配送满足质量要求的电能.10） 110kV ，将大量的电能从发电厂远距离传输到负荷中心。
1—3 简答1）假设电力系统中的负荷始终等于最大值P max ，经过T max 小时后所消耗的电能恰好等于全年的实际耗电量，则称T max 为最大负荷利用小时数。
2）负荷对供电可靠性的要求，可将负荷分成三级：一级负荷：是指对这类负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故，所以一级负荷不允许停电，必须由两个或两个以上的独立电源供电.二级负荷:是指对这类负荷停电会给国民经济带来一定的损失,影响人民生活水平.所以二级负荷尽可能不停电，可以用两个独立电源供电或一条专用线路供电。
三级负荷：是指对这类负荷停电不会产生重大影响，一般采用一条线路供电即可。
3）有两大类，为有效接地方式和非有效接地系统。
输电网中的变压器中性点通常采用中性点直接接地或经小阻抗接地的有效接地方式。
配电网通常是采用中性点不接地或经消弧线圈接地的非有效接地系统.4)电力系统中描述电能质量最基本的指标是频率和电压。
我国规定电力系统的额定频率为50Hz ，允许偏差为±0。
2Hz,规定各点的电压允许变化范围为该点额定电压的±5%。
5)安全可靠的供电，保证电能质量和尽可能提高电力系统运行的经济性。
电力系统分析实验报告
电力系统分析实验报告学院: 电气信息学院专业: 电气工程及其自动化班级:姓名:学号:目录一，实验内容及目的 (3)二，实验条件 (3)①实验接线图： (3)②实验原理： (3)三，实验过程 (4)①单机—无穷大系统稳态运行实验 (4)②电力系统暂态稳定实验 (5)四，数据分析 (6)①单机—无穷大系统稳态运行实验 (6)②电力系统暂态稳定实验 (7)五，思考题解答 (7)①单机—无穷大系统稳态运行实验 (7)②电力系统暂态稳定实验 (8)六，实验总结 (9)附，发电机并网的其它方法 (10)①准确同步投入并联 (10)②自同步投入并联 (11)一，实验内容及目的①内容：单机—无穷大系统稳态运行实验；电力系统暂态稳定实验②目的：1）．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；2）．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称对运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等；3）．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论学习与实践结合，提高感性认识。
4）．通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施。
5）．用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。
二，实验条件①实验接线图：系统接线图如下②实验原理：1）单机—无穷大系统稳态运行实验：电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。
为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。
实验用一次系统接线图如图所示。
本实验系统是一种物理模型。
原动机采用直流电动机来模拟，原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。
实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。
电力系统分析基础思考题和计算题090519
第一章电力系统的基本概念一、思考题1.请说明火力发电的能量转换过程。
2.电力系统中除火电、水电及核电以外的其它发电形式一般称为“新能源”，你能说出几种新能源发电形式？3.火力发电使用的一次能源都有哪些？4.负荷成分主要是什么？5.电力系统包括哪些主要组成部分？分别起哪些作用？6.什么是电力网？什么是动力系统？7.电力系统常用的结线图有几种？8.电力系统生产的特点是什么？9.对电力系统运行的基本要求是什么？10.电能质量的主要指标是什么？11.考核电力系统运行经济性的指标是什么？12.什么是“有备用结线”？什么是“无备用结线”？各有几种形式？13.我国电力系统3kV以上的额定电压等级是什么？14.我国电力系统中性点的运行方式是什么？15.什么是“消弧线圈”？作用原理是什么？16.升压变和降压变的变比有何区别？17.我国三峡电站装设台水轮发电机组，每台额定容量为MW。
18.什么是线路的经济输送功率和输送距离？19.什么是“黑启动”？20.*什么是“能量管理系统（EMS）”？21.*你对电力市场了解多少？22.*什么是高压直流（HVDC）输电系统？与交流输电相比有哪些优缺点？23.*什么是灵活交流输电系统（FACTS）？二、计算题1.在括号中给出下面各变压器的额定电压。
2.在括号中给出下面各变压器的额定电压。
第二章电力系统各元件的特性和数学模型一、思考题1.“数学模型”的含义是什么？2.什么是发电机的“运行极限图（功率圆图）”？3.什么是发电机“进相运行”？4.什么是变压器的铜耗和铁耗？5.为什么说变压器的铜耗是可变损耗？铁耗是不变损耗？6.升压三绕组变压器三个绕组由内到外的排列顺序是：中、低、高；降压三绕组变压器三个绕组由内到外的排列顺序是：低、中、高，为什么？7.采用扩径导线或分裂导线的主要目的是什么？8.220kV和500kV线路上每串绝缘子的片数一般为多少？9.铝线和铜线的电阻率是多少？10.架空输电线为什么要换位？何谓“完全换位”？11.架空输电线路的电抗一般为Ω/km左右。
电力系统-第9章
根据研究的时间范畴，将电压稳定分为：暂态电压稳 定、中期电压稳定和长期电压稳定。 暂态电压稳定的时间范围为0～10s，主要研究感应电 动机和HVDC的快速负荷恢复特性所引起的电压失稳， 特别是短路后电动机由于加速引起的失稳或由于网络 弱联系引起的异步电机失步的电压稳定问题。 中期电压稳定（又称扰动后或暂态后电压稳定）的时 间范畴为1～5min，包括OLTC、电压调节器及发电 机最大电流限制的作用。 长期电压稳定的时间范畴为20～30min，其主要相关 的因素为输电线过负荷时间极限、负荷恢复特性的作 用、各种控制措施（如甩负荷等）等。
TJ 为归算到功率基准值S B的发电机组的惯性时间常数（s); T 为时间（s);
当 N 时
1，则M P 当 N 时M P PT Pe
d 2 P 2 N dt TJ
不同的形式，如 当 (rad )、t ( s)、TJ ( s)时
d , dt d d 2 dt dt 2
得转子运动机械转矩方程：
d d 2 J J J M M T Me 2 dt dt 1 2
2、 同步发电机组的基本方程式（用电气量表示的 发电机组运动方程） p 发电机转 i 机械角度→电角度 p 子轴线 电角度θ 电角速度ω 极对数p
V1 G
V1
T1
L
T2
V2
jX d
jX T 1
jX L jX L
P+jQ jX T 2
I
V1
V2
功角特性： P V1V2 sin 12 X
其中：V1、V2为送端和受端发电机电动势 1 X X d XT1 X L XT 2 2 12为V1与V2间的相角差
第9章 电力系统内部过电压
高电压技术
实际上，回路存在电阻与能量损耗，振荡将 是衰减的，通常以衰减系数 来表示。当为工频 交流电源时，有：
uc Em (cos t e cos 0t )
其波形见图9-5（b）
t
第九章 电力系统内部过电压
高电压技术
以上是正常合闸的情况，空载线路上没有
第九章 电力系统内部过电压
Байду номын сангаас 高电压技术
目前限制切空载变压器过电压的主要措施
是采用避雷器。切空载变压器过电压幅值虽较 高，但持续时间短，能量不大，用于限制雷电 过电压的避雷器，其通流容量完全能满足限制 切空载变压器过电压的要求。避雷器应接在断 路器的变压器侧，保证断路器开断后，避雷器 仍留在变压器连线上。此避雷器在非雷雨季节
设定断路器开断过程中的重燃和熄弧时刻，
以导致形成最大过电压为条件进行分析。
图9-2
切除空载线路过电压的形成过程
第九章 电力系统内部过电压
高电压技术
二、影响因素和限制措施 首先，断路器触头重燃及电弧熄灭有明显 随机性。 其次，电力系统中性点接地方式对切空载
线路过电压也有较大影响 。
另外，当母线上有其他出线时，相当于加
均分配在三相对地电容中，形成电压的直流分量q/（3C0）=-1。 于是熄弧后，导线对地电压由各相电源电压叠加直流电压而成。 B、C相电源电压为-0.5，叠加后为-1.5，A相电源电压为1，叠加 后为零。因而，熄弧前后各相对地电压不变，不会引起过渡过程。
图9-10
单相接地电路图及相量图
第九章 电力系统内部过电压
时燃时灭时，这种间歇性电弧接地使系统工作状态时
刻在变化，导致电感电容元件之间的电磁振荡，形成
案例9：电力系统安全分析
案例9：电力系统安全分析一、案例正文电力系统运行状态可分为正常和非正常两种运行状态。
安全正常状态下等式约束和不等式约束条件都得到满足，具有足够的备用容量和适当的安全裕度，能够承受偶然事故而不超过任何约束条件。
对于各种非正常状态，电力系统安全控制可分为预防控制、校正控制、紧急控制和恢复控制。
将电力系统运行状态进行分类之后，就能够调度控制电力系统。
电网调度中心的任务就是使系统维持在正常运行状态。
对电力系统中每时每刻变化的负荷，调节发电机的出力，使之与负荷的需求相适应，以保证电能的质量。
同时，还应在保证安全的条件下，实现电力系统的经济运行。
电力系统安全分析的研究主要集中在网络的简化等值，快速潮流计算方法，以及预想事故的自动筛选。
1.1电力系统运行状态分类随着电网规模的扩大，电网运行现分为以下几种状态：正常状态、警戒状态、紧急状态（事故状态）、崩溃状态和恢复状态（事故后状态），它们之间的关系如图1所示。
图1 电力系统运行状态1.1.1正常状态在正常运行状态下，电网中总有功和无功功率出力能与负荷总的有功和无功功率的需求达到平衡；电网的各母线电压和频率在正常运行的允许偏差范围内；各电源设备和输变电设备均在规定的限额内运行；电力系统有足够的旋转备用和紧急备用以及必要的调节手段，使电网能承受正常的干扰（如无故障断开一台发电机或一条线路），而不会使电网中各设备过载，或电压和频率偏差超出允许范围。
在正常运行状态下，系统不仅能以电压和频率合格的电能质量满足客户的用电需求，而且还有适当的安全储备，电网能承受正常扰动所不断造成的有害的后果（如设备过负荷等），对不大的负荷变化能通过调节手段，可从一个正常运行状态变化到另一个正常运行状态。
此时，电网调度中心的任务是使系统维持在正常运行状态。
针对电力系统中每时每刻变化的负荷，调节发电机的出力，使之与负荷的需求相适应，以保证电能的频率质量。
同时，还应在保证安全运行的条件下，实现电力系统的经济运行。
现代电力系统分析理论与方法 第9章 电力系统小干扰稳定分析
13
第一节
概述
代数方程组主要包括：
01 电力网络方程，即描述在公共参考坐括系x-y下节点电 压与节点注入电流之间的关系。
02 各同步发电机定子电压方程(建立在各自的 d-q 坐标系 下）及 d-q 坐标系与 x-y坐标系间联系的坐标变换方程。
03 各直流线路的电压方程。
04 负荷的电压静态特性方程等。
现代电力系统分析 理论与方法
第九章 电力系统小干扰稳定分析
1
第九章 电力系统小干扰稳定分析
01
概述
02
电力系统各元件的线性化方程
03
小干扰稳定分析
04
状态矩阵的特征行为
2
第一节
概述
3
第一节
概述
电磁暂态过程
重点在于分析短路故障 后电网中电流、电压的 变化，由于发电机转子 的转动惯量较大，可以 不计发电机组角位移的 变化，即各发电机组转 速不变（机械运动过程 比电磁过程要慢得多）。
由于非线性系统运行状态在小范围内发生改 变时与它的线性化近似具有相似的特性，故可以 在运行点附近将系统方程线性化，再做进一步分 析。
10
第一节
概述
复杂电力系统静态稳定性小扰动法
机电暂态过程对一些电磁运行参量的变化规律作某些近似的假设（忽
略发电机定子和电力网络的暂态过程），下图给出了用于电力系统稳定 分析的全系统数学模型的构架 ：
电力系统暂态过程
机电暂态过程
稳定问题重点在于 分析发电机组转子 运动规律，可以对 一些电磁运行参量 的变化规律作某些 近似的假设。
4
第一节
概述
电力系统稳定性概述
功 角 稳 定 性 分 析
电力系统稳 定性分析
电力系统分析第9章 朱一纶习题参考答案1
第9章习题9-1选择填空1.简单电力系统的静态稳定判据为（ B ）A．D p E/d δ<0 B. d P E/d δ>0C. d P E/d ω<0D. P E<02.电力系统稳定性不包括（ C ）A．频率稳定 B.功角稳定C．输出功率稳定 D. 电压稳定3.提高电力系统稳定性的一般原则不包括（ C ）A．尽可能提高电力系统的功率极限P E maxB．尽可能减小发电机相对运动的振荡幅度C．尽可能减小输出功率D．抑制电力系统自发振荡的发生4.应用等面积定则判断简单系统暂态稳定时，系统稳定的条件是（ B ）A．加速面积大于减速面积 B. 加速面积小于减速面积C. 加速面积为无限大D. 减速面积为05..小干扰法适用于简单电力系统的（ A ）A．静态稳定性分析 B.暂态稳定性分析C. 潮流分析D.短路故障分析6.分析简单系统的暂态稳定性，确定系统的极限切除角依据的原则是（ D ）A．正序等效定则B．等耗量微增率准则C．等力矩原则D．等面积定则7.等面积定则主要用于简单电力系统的（ D ）A.潮流计算B.故障计算C.调压计算D.暂态稳定性分析8. 提高电力系统稳定性的措施中不包括（ B ）A ．输电线路设置开关站B ．输电线路中串联电感C ．变压器中性点经小阻抗接地D ．输电线路中串联电容9.电力系统出现频率下降的主要原因是系统的（ B ）A ．负荷消耗的无功功率过大 B.负荷消耗的有功功率过大C ．电源提供的无功功率过大 D.电源提供的有功功率过大10. 励磁调节使发电机电势E G 随着δ增大而（ A ）A ．增大 B.减小C ．不变 D. 不一定9-2 填空1.电力系统静态稳定性判据是（ 0d dP E >δ）。
2. 为了保证电力系统安全可靠运行，要求留有一定的静态稳定储备。
静态稳定功率储备系数K P 为（ 100%P P -P K EE Emax P ⨯= ） 3.电力系统稳定性主要包括了（频率稳定、电压稳定和功角稳定）三个方面。
IEEE9数据及结果
IEEE9数据及结果引言概述：IEEE9数据及结果是指IEEE 9节点电力系统的数据和运行结果。
IEEE 9节点电力系统是一个常用的标准测试系统，用于评估电力系统的稳定性和控制策略。
本文将详细介绍IEEE 9节点电力系统的数据和结果，包括系统拓扑结构、负荷数据、发机电数据、传输线数据以及运行结果等。
一、系统拓扑结构：1.1 节点关系：IEEE 9节点电力系统由9个节点组成，每一个节点代表一个电力设备或者负荷。
节点之间通过传输线连接，形成电力系统的拓扑结构。
1.2 节点编号：每一个节点都有一个惟一的编号，用于标识节点在电力系统中的位置。
通常，节点编号从1到9，按照电力系统的物理连接顺序进行排序。
1.3 节点类型：节点可以分为三种类型，即发机电节点、负荷节点和平衡节点。
发机电节点表示电力系统中的发机电，负荷节点表示电力系统中的负荷，平衡节点表示电力系统中的平衡点。
二、负荷数据：2.1 负荷类型：IEEE 9节点电力系统包含不同类型的负荷，如恒定负荷、可调负荷和非恒定负荷等。
这些负荷对电力系统的运行状态和稳定性有着不同的影响。
2.2 负荷功率：每一个负荷节点都有一个对应的负荷功率，表示该节点所消耗的电力。
负荷功率可以是实功率和无功功率的组合，用来描述负荷的电力需求。
2.3 负荷模型：为了更准确地描述负荷的特性，负荷通常采用复数负荷模型进行建模。
复数负荷模型考虑了负荷的功率因数、电压波动对负荷的影响等因素。
三、发机电数据：3.1 发机电类型：IEEE 9节点电力系统中包含不同类型的发机电，如同步发机电、异步发机电和直流发机电等。
这些发机电具有不同的特性和运行模式。
3.2 发机电功率：每一个发机电节点都有一个对应的发机电功率，表示该节点所产生的电力。
发机电功率可以是实功率和无功功率的组合，用来描述发机电的电力输出。
3.3 发机电模型：为了更准确地描述发机电的特性，发机电通常采用复数发机电模型进行建模。
复数发机电模型考虑了发机电的电压控制、励磁控制和功率输出等因素。
IEEE9数据及结果
IEEE9数据及结果IEEE 9数据及结果一、引言IEEE 9数据及结果是指根据IEEE标准9总线系统的数据进行摹拟和分析，并得出相应的结果。
本文将详细介绍IEEE 9数据的来源和特点，以及基于这些数据进行的摹拟和分析的结果。
二、IEEE 9数据来源和特点IEEE 9数据是根据实际电力系统的运行情况和参数进行采集和整理得到的。
数据包括发机电、传输线、负荷以及各种设备的参数和状态信息。
这些数据是基于真实电力系统的实测数据，具有较高的可信度和代表性。
特点如下：1. 发机电参数：包括发机电的额定容量、电压等级、短路阻抗等。
2. 传输线参数：包括传输线的长度、电阻、电抗、电导等。
3. 负荷参数：包括负荷的功率、功率因数等。
4. 设备状态信息：包括开关、断路器、变压器等设备的状态信息。
三、摹拟和分析方法基于IEEE 9数据进行摹拟和分析，可以采用各种电力系统仿真软件，如MATLAB、PSCAD等。
下面将介绍两种常用的摹拟和分析方法。
1. 稳态分析稳态分析是指在电力系统运行稳定的情况下，对系统的电压、电流、功率等进行分析。
稳态分析主要包括潮流计算、电压稳定性分析等。
潮流计算是指在给定负荷和发机电出力的情况下，计算电力系统各节点的电压和功率分布。
通过潮流计算可以得到各节点的电压幅值、相角以及功率流向等信息，进而评估系统的稳定性和安全性。
电压稳定性分析是指在电力系统负荷变化或者故障情况下，评估系统的电压稳定性。
通过分析系统的电压响应和电压暂降等参数，可以判断系统是否存在电压稳定问题，并采取相应的措施进行调整。
2. 动态分析动态分析是指在电力系统浮现瞬态或者暂态过程时，对系统的电压、电流、频率等进行分析。
动态分析主要包括暂态稳定性分析、短路分析等。
暂态稳定性分析是指在电力系统发生大幅度负荷变化或者故障情况下，评估系统的暂态稳定性。
通过分析系统的电压响应、功率变化等参数，可以判断系统是否存在暂态稳定问题，并采取相应的措施进行调整。
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9-3 负荷特性与负荷模型
22
9-3 负荷特性与负荷模型
版权所有者：张勇军 未经书面允许，他人不得使用
负荷特性
Definition
反映综合负荷的功率随系统的运行参数 （主要是电压和频率）的变化规律的曲 线或数学表达式。
动态特性Dynamic Characteristics：反映电压和频 率急剧变化时负荷功率随时间的变化。
负荷模型
Definition
在电力系统分析计算中对负荷特 性所作的物理模拟或数学描述。
动态模型。 静态模型。
二次多项式模型 线性化模型 幂指数模型
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9-3 负荷特性与负荷模型
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负荷的电压静态特性
二次多项式模型
P=PN[ap(V/VN)2+ bp(V/VN)+ cp] Q=QN[aq(V/VN)2+ bq(V/VN)+ cq] ap+ bp + cp =1 aq+ bq + cq =1
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年最大负荷曲线
描述一年内每月（或每日）量 大有功功率负荷变化的情况。
作用
安排发电设备的检 修计划； 为制订发电机组或 发电厂的扩建或新 建计划提供依据。
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9-2 负荷曲线
版权所有者：张勇军 未经书面允许，他人不得使用
年最大负荷曲线与电量
全年耗电量 W
电力系统分析
Electric Power Systems Analysis
PART 9 华南理工大学电力学院 张勇军 2008.02
1
第九章 电力系统的负荷 Loads of Power System
负荷的组成 负荷曲线 负荷特性
2
9-1 负荷的组成
3
9-1 负荷的组成
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=( f - fN)/ fN
负荷模型的研究现状如何？ 请大家上网《中国期刊网》 查找最新的关于负荷模型 综述方面的文献。
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9-3 负荷特性与负荷模型
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负荷模型的简化处理
潮流 计算 短路 计算 稳定 计算
恒定功率
必要时采用线性化的电压静态特性
恒定阻抗支路
How? How? How? How?
含源阻抗支路（求起始次暂态短路电流）
恒定阻抗
不同比例的恒定阻抗和异步电动机的组合
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本章小结
电力系统负荷
日负荷曲线 年负荷曲线 负荷率 最小负荷系数 年最大负荷利用小时数 负荷特性
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9-3 负荷特性与负荷模型
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Loads Characteristics
Definition
负荷的频率 静态特性： 当负荷端电 压维持额定 值不变时， 负荷功率与 频率的关系。
25
9-3 负荷特性与负荷模型
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负荷曲线的变化
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9-2 负荷曲线
版权所有者：张勇军 未经书面允许，他人不得使用
负荷曲线受气温的影响
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9-2 负荷曲线
版权所有者：张勇军 未经书面允许，他人不得使用
负荷曲线受季节性影响
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9-2 负荷曲线
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负荷曲线受特殊事件的影响
17
9-2 负荷曲线
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版权所有者：张勇军 未经书面允许，他人不得使用
习题
9－1
9－2 9－3 9－4
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主要参考书目
电力系统分析，纪建伟，中国水利水电出版社 2002 现代电力系统分析，王锡凡，科学出版社 2003 电力系统分析，何仰赞，华中科技大学出版社 2002 电力系统分析，夏道止，中国电力出版社 2004 电力系统分析，于永源，中国电力出版社 2004 电力系统分析理论，刘天琪，科学出版社 2005 电力系统分析学习指导，徐政，机械工业出版社 2003 电力系统分析复习指导与习题精解，杨淑英，中国电力出版社 2002 电力系统分析要点与习题，韦钢 ，中国电力出版社 2004
静态特性Static Characteristics：稳态下负荷功率 与电压和频率的关系。
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9-3 负荷特性与负荷模型
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Loads Characteristics
Definition
负荷的电压 静态特性： 当频率维持 额定值不变 时，负荷功 率与电压的 关系。
Loads
电力系统的负荷：
系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电 Definition 功率总和。
电 力 系 统 的 负 荷
用户 设备 设备
地区
地区 …… 地区
用户 …… 用户
……
设备
综合负荷
设备负荷
4
9-1 负荷的组成
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用电设备
异步电动机 电热装置 同步电动机
8760
0
Pdt
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9-2 负荷曲线
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年持续负荷曲线
全年耗电量 W 0
8760
Pdt =PmaxTmax
20
9-2 负荷曲线
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最大负荷利用小时数
根据用户的性质，就可以选择适当的Tmax 值，从而近似地估算出用户的全年耗电量。
电力系统分析学习指导，刘宗歧，中国电力出版社 2005
32
Daily Loads Curve
电力调度中心的功 能是什么？
11
9-2 负荷曲线
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负荷曲线的几个概念
日总耗电量
日平均负荷
Wd Pdt
0
24
Wd 1 24 Pav 0 Pdt 24 24
km Pav Pmax
负荷曲线的起伏 对发电机运行有 何影响？
年负荷曲线
9
9-2 负荷曲线
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Daily Loads Curve
Pmax峰荷
Wd Pdt
0 24
日总耗电量相当于 图上的哪些部分？
Pmin谷荷
日负荷曲线 是调度部门 安排日发电 计划和确定 系统运行方 式的重要依 据。
10
9-2 负荷曲线
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恒阻抗负荷：与电压平方成正 比，代表恒定阻抗消耗的功率 恒电流负荷：与电压成正比 恒功率负荷
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9-3 负荷特性与负荷模型
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负荷的频率静态特性
线性化模型
P= PN(1+kPf△f ) Q= QN(1+kQf△f )
△V △f
=( V - VN)/ VN
T6
C4
T4
T2 10kV
C2 C3
T3
厂用电 网络损耗
供电负荷Ps=综合用电负荷PL+网损ΔP 发电负荷PG=供电负荷Ps +厂用电PP
7
9-2 负荷曲线
8
9-2 负荷曲线
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Loads Curve
系统负荷随时间变化的趋势
Definition
பைடு நூலகம்
日负荷曲线
整流装置
照明设备
5
9-1 负荷的组成
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用电负荷分类
工业负荷 农业负荷
交通运输 业负荷
人民生活 用电负荷
6
9-1 负荷的组成
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负荷的组成
S
Ps
220kV
PP
C1
T1 110kV
发电负荷
T5
C5 C6
供电负荷
用电负荷
负荷率比
最小负荷系数
Pmin Pmax
反映负荷曲线 的起伏特性
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9-2 负荷曲线
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负荷曲线的变化
系统的最大负 荷总是小于各 用户最大负荷 之和，而系统 的最小负荷总 是大于各用户 最小负荷之和。
Why?
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9-2 负荷曲线
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