电力系统基础答案 吴俊勇
电力系统自动化技术的研究与应用
电力系统自动化技术的研究与应用摘要：电力系统自动化技术的研究与应用在近期取得了巨大的成果，本文是基于各种影响电力系统自动化控制技术因素和目前的技术发展情况进行分析，提出相关的研究结果，并且为电力系统自动化技术的应用提供一定的参考。
关键词：电力系统自动化技术研究应用中图分类号：tm76 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2012）11-0120-011、电力系统自动化技术研究（1）电力系统自动化技术在静态分析中的应用，包括记录动态过程中的整个电力网络和应急分析，识别和校准的电力系统控制动态模型，瞬态稳定性预测和控制，以及电压和频率稳定度监测和控制；也可以用于显示，分析和阻尼低频振荡器的控制，故障定位和参数测量的输电线路，因此，可以用于许多电力系统分析与控制问题的解决。
通常可以由参数依赖微分代数模型的形式表示电力系统自动控制能力，用动态方程dx/dt，来表示控制系统在dt时间内的频率和测试。
位移变量可由（x，y，p）雅克比矩阵表示。
空间参数p的系统（如系统的负载）的变化，在稳定平衡点时可能会失去其在局部分岔点的动态稳定性。
该系统将失去其稳定性的可行性边界，这是由三个不同的局部位移动态变化，发生在减压的雅可比矩阵中，更多的计算自动控制发生器（例如为dw），以及有时负载的动态行为也要考虑，还有瞬时变量的功率流变量。
参数空间p组成的系统参数，它描述了系统的导线和电机被通电时，电气设备（电感，电容，变压器比等系数和操作参数），以及发电机，励磁机，动态加载动态和一些其他的控制设备一起形成的差分方程和形成方程的功率流平衡。
（2）在这项研究中，分析三个位移变量可由（x，y，p）雅克比矩阵的功率流计算的径向电路实时分发系统的应用。
我们的目标是速度快，准确（提供良好的电压和功率流的估计），和稳定的自动化控制系统（为广泛不同的负载条件）。
它是没有必要的查询系统参数的瞬态过程的衰减后，雅可比矩阵的计算方法是直接使用的电力系统自动化技术数据的瞬间之后发生干扰，稳态频率的电源系统后的干扰，以及甩负荷量，使其保持设定值的稳态频率是可以预测的。
智能电网建设的规划与评估研究
＿
＿
工业不 同领 域 的研究 和实 践 中形 成 了发展模 式不 一
世纪科学技术和社会发展的必然要求 ， 而通信技术、 计算机技术、 传感技术 的发展和成熟则 为智能电网
建设 提供 了技 术支 撑 。
的电网发展之路 。但随着社会的智能化发展 ， 发展 智 能 电网建 设 已成 为各 国电 网发 展 的必然趋 势 和共
总体目标 、 注意环节进行 了分析 ， 重点对智能电网建
设 的效益 评估 进行 了研 究 ， 列 举 了 中美 两 国 的智 并 能 电网建 设 的研究 与实 践 。
２ 智能 电网建设 的规划
电网建设规划是一个具有多 目 性、 标 不确定性
１ 智 能 电网概述
“ 智能 电网 是近 １ Ｏ年来电力工业领域异常热
２３ ， ０ ０ 但在“ １ ” ８・ ４ 大停 电后 ， Ｏ Ｄ Ｅ随后发布 了“ 国 家输 电技术路线 图” 以为实现 “ ｒ ３ ” ， Ｇ ｄ２ ０ 设定 了 ｉ ０
技术战略方向。因此， 我国智能电网的建设规划 ， 要 以建设坚强智能电网为 目标 ， 保证社会经济发展对
第 ２ 期 ｏ
３ 智能 电网建设 的效 益评估
智能电网在国内外 的建设升温 ， 多个研究单位 和组织也都对智 能电网的建设 和效益进行评估研 究 ， 由于各 自的侧重点不同， 且 评估 的模型、 指标、 体 系等均不相同， 甚至统一组织、 机构的评估 的侧重点
随着 时 间的推移 都 在 变化 ， 西北 太 平 洋 国家实 验 如 室在 ２０ 和 ２ １ ０ ３年 ００年对 智能 电 网发展 效益 进行 了
北交电路导师及专业
北京交通大学电气工程学院研究生导师研究方向、复试科目及拟招生人数(2010)导师姓名职称研究方向复试科目雷清泉院士电介质物理材料及其应用高电压工程范瑜教授电力系统分析、仿真与控制电机及其控制电力系统分析电机学二选一郑琼林教授电力牵引与传动控制牵引供电系统理论与技术电机及其控制电力电子学自动控制原理电力系统分析三选一金新民教授电力牵引与传动控制电力电子变换技术电力电子在环保和新能源领域中的应用电能变换电路的系统集成电力电子学刘志刚教授电力牵引与传动控制电力电子系统的网络化与智能化牵引供电系统理论与技术电力电子学刘明光教授牵引供电系统理论与技术高压电力设备在线检测、诊断与保护牵引供电系统过电压保护与绝缘配合电力系统分析高电压工程二选一王立德教授电力牵引与传动控制电力电子系统的网络化与智能化电气设备的在线监测、故障诊断、控制电力电子学自动控制原理电机学三选一王毅教授智能化电器高压电力设备在线监测与诊断高电压工程电力系统分析二选一电力电子在环保和新能源领域中的应用高电压工程与电力电子学二选一宋守信教授电力安全技术与管理电力系统分析张奕黄教授电机及其控制电机学电力电子学二选一张晓冬教授电力电子系统的电磁兼容电力电子变换技术新能源及新型发电技术五选一王玮教授级高工电力系统监控、保护与信息技术高压电力设备在线监测与诊断新能源及新型发电技术电力系统分析电力电子学高电压工程三选一黄梅研究员电力系统分析、仿真与控制电力系统监控、保护与信息技术新能源及新型发电技术电力系统分析电力电子学二选一张小青教授电力系统电磁暂态过程新能源与新型发电技术电力安全技术与管理电力系统分析电力电子学与高电压工程三选一游小杰教授电力牵引与传动控制电力电子变换技术电力电子学自动控制原理二选一周渝慧教授电力技术安全与管理电力市场理论、技术与运营电力系统分析姜久春教授电力电子系统的网络化与智能化电力电子学葛宝明教授电力牵引与传动控制电机及其控制电机学电力电子学二选一胡兆光研究员电力市场理论、技术与运营电力系统分析和敬涵教授电力系统在线监控、保护与信息技术电力系统分析电力系统分析、仿真与控制电力电子电能质量分析与控制电力系统分析电力电子二选一吴俊勇教授电力系统分析、仿真与控制电力系统监控、保护与信息技术牵引供电系统理论与技术电力系统分析吴命利教授牵引供电系统理论与技术电力牵引与传动控制电力系统分析、仿真与控制电力系统分析电力电子学高电压工程自动控制原理四选一张和生教授检测技术与数据处理电力电子系统的网络化与智能化电机电器参数测试及识别自动控制原理电力电子学二选一高沁翔副教授电力系统分析仿真与控制电力系统监控、保护与信息技术电力安全技术与管理电力系统分析姜学东副教授电力电子变换技术气体放电理论及其在新技术中的应用电力电子学汤钰鹏副教授电力电子变换技术电力牵引与传动控制电力电气系统网络化与智能化电力电子学谢桦副教授电力系统分析、仿真与控制新能源及新型发电技术电力系统分析电力电子学二选一徐丽杰副教授电力系统分析、仿真与控制电力系统监控、保护与信息技术电力系统分析曾国宏副教授电力系统监控、保护与信息技术电力电子变换技术电力牵引与传动控制电力系统分析电力电子学二选一王艳副教授电力电子与电力传动牵引电机及其控制电力电子系统的网络化与智能化自动控制原理电力电子学二选一周晖副教授电力系统分析、仿真与控制电力市场理论、技术与运营电力系统分析郎兵副教授电力系统在线监控、保护与信息技术电力系统分析马晓春副教授电力系统分析、仿真与控制电力电子在电力系统中的应用电力系统分析电力电子学二选一邱瑞昌副教授电力电子变换技术电力牵引与传动控制自动控制原理电力电子学二选一董春副研究员电机及其控制电力牵引与传动控制自动控制原理电力电子学二选一梁晖副教授电力电子变换技术电力电子在环保和新能源领域中的应用电力电子学杨中平副教授电力牵引与传动控制电机学与电力电子学二选一林飞副教授电力牵引与传动控制电力电子学申萍高工故障检测与数据处理系统仿真与控制技术自动控制原理电力电子学与电力系统分析三选一刘文正副教授牵引供电系统理论与技术放电等离子体理论与应用技术电力电子学高电压工程二选一电力电子变换技术电力电子学刘瑞芳副教授电磁场理论及应用电机学电力电子学二选一方进副教授电力电子变换技术电机及控制电力系统分析、仿真及控制电器电磁设计与制作电力电子电机学高电压工程电力系统分析自动控制原理五选一刘慧娟副教授电机及其控制电机电器动态分析与电磁场分析电机学电力电子学二选一卢艳霞副教授新能源及新型发电技术高电压工程与电力电子二选一夏明超副教授电力系统分析、仿真与控制电力系统监控、保护与信息技术电力系统分析童亦斌副教授新能源与新型发电技术电力电子学张维戈副教授新能源与新型发电技术电力电子学郝瑞祥副教授电力电子装置与系统电力电子学黄辉副教授电磁场理论及应用电机学与电力电子学二选一吴振升副教授电力系统监测、诊断、控制及智能管理牵引供电理论与技术电气信息化技术电力系统分析电力电子学二选一李华伟副教授电力系统建模仿真与控制牵引供电理论与技术电力系统电磁暂态过程电力系统分析高电压工程电力电子学三选一万庆祝讲师电力电子技术在电力系统中的应用电气化铁道电能质量及计算机仿真技术研究电力电子学王健强讲师新能源与新型发电技术自动控制原理电力电子二选一王小君讲师电力系统在线监控、保护与信息技术电力系统分析、仿真与控制电力系统分析施洪生讲师电机状态监测与故障诊断电机学电力电子学二选一风力发电机组中的应变电测与故障诊断电力电子学贺明智讲师电力电子装置与系统电力电子学王琛琛讲师电力牵引与传动控制电力电子学张立伟讲师电力牵引与传动控制电力电子学张秀敏讲师电磁场数值计算电机学电力电子学二选一焦超群讲师电磁场理论及其应用电磁场数值计算电力系统电磁兼容特高压技术高电压工程、电力系统分析二选一。
电力系统基础答案吴俊勇
解：由型号知： S = 400mm2
1）单位长度线路电阻：
r0
=
ρ
s
=
31.5 Ω / km 3× 400
=
0.02625(Ω / km)
2） 三相导线水平排列的互几何间距为：
Deq = 3 D12D23D31 = 1.26D = 1.26 ×11m = 13.86m
三分裂导线的自几何间距（当 Ds=0.8r 时）：
4/70
北京交通大学
电力系统基础作业题
解：1）单位长度线路参数： 线路电阻：
r0
=
ρ
s
=
31.5 120
=
0.2625(Ω / km)
线路电抗：
x0
=
0.1445lg
Deq Dsb
= 0.1445 × lg 3500 = 0.3929(Ω./km) 0.88 × 7.6
线路电纳：
b
0=
7.58 lg Deq
Dsb = 3 Dsd 2 = 3 0.8 ×13.6 × 400 2 mm = 120.296mm
每相导线的等值半径：
6/70
北京交通大学
电力系统基础作业题
req = 3 rd 2 = 3 13.6 × 400 2 mm = 129.584mm
单位长度线路电抗：
x0
= 0.1445lg Deq Dsb
Ω
电抗：
XT
=
VS % 100
×
V2 NT1 SN
×103
=
10.5 × 1212 100 ×10000
×103
= 153.73
Ω
电导：
GT
=
ΔP0 V2
北京交通大学研究生选课表
综合英语39徐 ,SY205
综合英语40周新 SY302
知识产权-4 陈明涛，YF604
（9-16周）
信息检索-6邓要武,SY105
（1-8周）
电磁场理论（刘瑞芳）
1-8周 多媒体
80人SY401
硕士俄语(王丽)
1-16周Z305
牵引供电系统（吴命利）
9-16周多媒体
60人第九教学楼 东102
（1-16周）
电力系统过电压保护（张小青）（1-8周）多媒体
40人SY103
动态系统的数字控制（林飞）
9-16周多媒体
60人SY109
电气优化设计（刘慧娟）
9-16周多媒体
60人SY206
电力市场与电价理论（周瑜慧）
9-16周多媒体
40人YF509
电力系统自动化（高沁翔、夏明超）
9-16周多媒体
70人YF614
综合英语9 伍 ,SY203
综合英语10孔 ,SY204
综合英语11戴 ,SY205
综合英语12徐 ,SY302
综合英语42贾 ，SY303
（1-16周）
知识产权-2 周琼，YF604
（9-16周）
信息检索-2王星华，SY201
（1-8周）
综合英语21王 ，SY102
综合英语22周新 ,SY103
综合英语23伍 ,SY104
等离子体动力学（刘文正）
1-8周多媒体
30人Z310
电力系统自动化（高沁翔、夏明超）
9-16周多媒体
70人YF609
数值分析I-7
林（北理工副教授）,SY208
（1-16周）
高等电力系统分析（吴俊勇）
2022年《电力系统基础》知识考试试题库及答案(完整版)
2022年《电力系统基础》知识考试试题库及答案（完整版）一、名词解释：1、动力系统－将电力系统加上各种类型发电厂中的动力局部就称为动力系统2、电力系统－由发电机、变压器输配电线路和用户电器等各种电气设备连接在一起而形成的生产、输送分配和消费电能的整体就称为电力系统3、电力网－由各种电压等级的变压器和输、配电线路所构成的用于变换和输送、分配电能的局部称为电力网4、频率的一次调整－由发电机的自动调速器完成的频率调整5、频率的二次调整－就是自动或手动地操作调频器而完成的频率调整6、频率的三次调整－按照负荷曲线及最优化准则在各个发电厂之间分配发电负荷。
7、电压中枢点－指在电力系统中监视、控制、调整电压的有代表性的点母线8、同步运行状态－指电力系统中所有并联运行的同步电机都有相同的电角速度9、稳定运行状态－在同步运行状态下，表征运行状态的各参数变化很小，这种情况为稳定运行状态10、稳定性问题－电力系统在运行时受到微小的或大的扰动之后，能否继续保护系统中同步电机同步运行的问题称为电力系统稳定性问题11、静态稳定－指电力系统在运行中受到微小扰动后，独立地恢复到它原来的运行状态的能力叫静态稳定12、暂态稳定－指电力系统受到较大的扰动后各发电机是否能继续保持同步运行的问题13、功角稳定－指系统中各发电机之间的相对功角失去稳定性的现象14、顺调压－在最大负荷时使中枢点的电压不低于线路额定电压的102.5％倍，在最小负荷时使中枢点的电压不高于线路额定的额定电压的107.5％倍，这种调压方式叫顺调压15、逆调压－在最大负荷时使中枢点的电压较该点所连接线路的额定电压提高5％，在最小负荷时使中枢点的电压等于线路额定电压的调压方式叫逆调压16、常调压－在任何负荷下中枢点电压保持为大约恒定的数值，一般较线路额定电压高2％～5％，这种调压方式叫常调压二、问答：1、电力系统运行有什么特点及要求？答：特点：①电能不能储存；②与国民经济及人民生活关系密切；③过渡过程非常短暂。
电力系统分析习题集及参考答案
电力系统分析习题集目录第一部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念第二章电力系统的元件参数及等值电路第三章简单电力系统的计算和分析第四章电力系统潮流的计算机算法第五章电力系统的有功功率和频率调整第六章电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录第一部分电力系统稳态分析电力系统稳态分析，研究的内容分为两类，一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。
第一章 电力系统的基本概念1-1什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？ 1-2为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？1-3我国电网的电压等级有哪些？1-4标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。
L 等各元件的额定电压。
3T 在-2.5%抽头处工作时，求这些变压器的实际变比。
1-6图1-61-7⑴发电机G ⑵设变压器1T 工作于+2.5%抽头，2T 工作于主抽头，3T 工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。
1-8比较两种接地方式的优缺点，分析其适用范围。
1-9什么叫三相系统中性点位移？它在什么情况下发生？中性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压为什么增加3倍？1-10若在变压器中性点经消弧线圈接地，消弧线圈的作用是什么？习题1-4图1-11什么叫分裂导线、扩径导线？为什么要用这种导线？1-12架空线为什么要换位？规程规定，架空线长于多少公里就应进行换位？ 1-13架空线的电压在35kV 以上应该用悬式绝缘子，如采用X —4.5型绝缘子时，各种电压等级应使用多少片绝缘子？第二章 电力系统各元件的参数及等值网络2-1一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为LGJ —150，水平排列，其线间距离为4m ，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。
基于隐式梯形积分法的电力系统暂态稳定分析
基于隐式梯形积分法的电力系统暂态稳定分析摘要：暂态稳定评估（transientstabilityassessment，TSA）在电力系统规划和运行中具有重要意义。
随着智能电网的飞速发展，高比例新能源、高比例电力电子设备接入电力系统，系统运行特性发生了显著变化。
这些因素增加了电力系统暂态稳定风险，对TSA的快速性和准确性提出了更加严格的要求。
随着同步相量测量单元（phasormeasurementunit，PMU）在电力系统中的广泛安装和通信技术的快速发展，控制中心能够实时采集电力系统运行数据和存储历史数据，这为基于机器学习的TSA提供了数据支撑。
与传统TSA方法计算速度较慢不同，机器学习凭借其计算速度快、评估精度高，已被广泛应用于电力系统TSA研究中。
关键词：：暂态稳定分析；隐式梯形积分法；隐式联立法；微分代数方程引言随着现代电力系统的广域互联，电力系统形态结构愈发复杂，运行方式愈发多样，系统运行的安全稳定性面临着极大的挑战。
对其进行预想故障下的快速暂态稳定评估，有助于系统监控人员及时采取后续的预防控制措施，对维持系统暂态稳定性而言十分重要。
１概率暂态稳定预防控制模型风电机组接入电网，由于风能天然具有波动性，导致风机输出功率亦具有随机波动性，此时电力系统中常规机组出力需要匹配改变，以保持系统总体功率平衡。
对于暂态稳定而言，常规机组出力匹配风电功率波动便形成了不同初始工况，导致暂态稳定分析中微分代数方程的解不同，对应的电力系统概率暂态稳定水平不再是一个确定值，而是与风电功率波动密切相关的随机因变量，形成了电力系统的概率暂态稳定问题。
考虑到：①电力系统中常规机组具有一定的变负荷能力，通过调整传统机组的出力可方便地改变系统初始运行点；②电力系统中的初始运行点不同，系统概率暂态稳定水平将不同，因此协调优化常规机组运行状态可为电力系统概率稳定预防控制提供有效手段。
基于以上思想，提出计及ＤＦＩＧ动态过程和源网荷不确定性的ＰＣ⁃ＰＴＳ预防控制模型及对应求解方法。
高速铁路牵引供电系统概论-吴俊勇
三相变两相平衡变压器的共性： 在一次侧施加三相对称电压时，只要二次侧 两端口的负荷相等（幅值和功率因数均相等），则 二次侧两相端口电压保持幅值相等、相位相差90°， 一次侧三相电流对称。
A
I
+
a
U
－ D C d B
Scott变压器
A B C
A
B
C
IA
Δ
IB
IC
c
－ U + b
国外高速接触导线的比较
运行速度 (km/h)
日本 240 300
接触线类型
Cu170 CT-CS110
接触线线密度 (kg/m)
1.51 0.942
接触线张力 (kN)
14.7 20
波动传播速度 (km/h)
355 525
300
法国 300 270 350
CT-CSD110
Cu150 CdCu120 SuCu120
0.957
1.32 1.07 1.07
20
20 14 24
520
441 412 539
德国
250
330
AgCu120
MgCu120
1.07
1.08
15
27
426
569
随着运行速度的提高，为了提高抗拉强度，增大波动传播速度、 耐磨性，国外有关 国家对高速铁路的接触导线都趋向于研制 铜合金导线或复合导线。铜合金导线是在铜中加入其他金属元素， 如镁、银，采用合金方法制成的。复合导线是用铜与另一种机械 强度高的金属制成的。
TGV-A Re330 HC
结构高度
1.4m
1.8m
1.5m
跨距及拉出值：取决于线路曲线半径、最大风速和经济因素等 我国高速铁路一般在保证跨中导线及定位点在最大风速下均 不超过距受电弓中心300mm的条件下，确定跨距长度和拉出值 锚段长度：它的确定主要考虑接触导线和承力索的张力增量 不宜超过10％，且张力补偿器工作在有效工作范围内。 高速铁路接触网的锚段长度与常规电气化铁路基本一样 绝缘距离：参照电气化铁路接触网的绝缘配合标准 吊弦分布和间距：吊弦间距指一跨内两相邻吊弦之间的距离， 吊弦间距对接触网的受流性能有一定的影响，改变吊弦的间距 可以调整接触网的弹性均匀度 吊弦分布有等距分布、对数分布、正弦分布等几种形式， 为了设计、施工和维护的方便，一般采用最简单的等距分布
电力系统基础(科学出版社)习题答案
R2
R3
（2）各绕组电抗： 各绕组短路电压为 1 1 U K1 % (U K(1 2) % U K (31) % U K (23) %) (11.55 21 8.5) 12.025 2 2 1 1 U K 2 % (U K (1 2) % U K(23) % U K(31) %) (11.55 8.5 21) 0.475 2 2 1 1 U K3 % (U K(23) % U K (31) % U K (1 2) %) (8.5 21 11.55) 8.975 2 2 各绕组等值电抗为
《电力系统基础》 2010-2011
第一章
习题：★P27
1-1 某电力系统的接线示于题图 1-1，网络的额定电压已在图中标明。试求：
电力系统基本知识
题图 1-1 （1） 发电机、电动机、变压器高、中、低压绕组的额定电压； （2） 求各变压器的额定变比； （3） 若变压器 T1 高压侧工作于+2.5％抽头，中压侧工作于+2.5％抽头；变压器 T2 工作于 －1.5％抽头；变压器 T3 高压侧工作于－1.5％抽头，中压侧工作于－2.5％抽头；变 压器 T4 工作于工作于－2.5％抽头；变压器 T5 工作于－1.5％抽头；变压器 T6 工作于 +2.5％抽头；变压器 T7 工作于－2.5％抽头时，求各变压器的实际变比。 解：(1) 发电机： 电动机： 变压器 T1： VGN = 23 kV VMN = 0.38 kV VN 高 = 500*(1+10%) = 550 kV VN 中 = 220*(1+10%) = 242 kV VN 低 = 23 kV VN 高 = 220 kV VN 低 = 35*(1+10%) = 38.5 kV VN 高 = 500 kV VN 中 = 220*(1+10%) = 242 kV VN 低 = 110*(1+10%) = 121 kV VN 高 = 220 kV VN 低 = 110*(1+10%) = 121 kV VN 高 = 110 kV VN 低 = 10*(1+10%) = 11 kV VN 高 = 35 kV VN 低 = 10*(1+10%) = 11 kV VN 高 = 10 kV
电力系统分析教学大纲
《电力系统分析》教学大纲课程编号：课程名称：电力系统分析英文名称：power system analysis学时：64学分：4适用专业：电气工程及其自动化等先修课程：电路分析、电机学一、课程的性质和任务本课程是电气工程及其自动化专业和电气信息专业的学位课，是电力系统及其自动化专业方向的核心课程。
本课程介绍了电力系统的组成和基本概念、电力系统各元件的数学模型、电力系统静态和暂态稳定分析、电力系统潮流计算。
通过本课程的学习，学生将掌握电力系统静态分析和暂态分析的基本概念、基本模型和基本计算方法，为后续的电力系统系列课程的学习和今后从事电力系统的相关工作打下坚实的基础。
二、课程教学内容和学时分配第1章：电力系统基本概念内容：介绍电力系统的组成、运行特点和基本要求，介绍额定电压、额定电流、额定容量和额定频率等电气设备额定参数和变压器分接头的基本概念，特别是发电机、输电线路、升压变压器、降压变压器和用电设备额定电压的确定。
最后，还介绍电力系统常见的几种接线方式及其特点。
重点：电力系统的组成、运行特点和基本要求；发电机、输电线路、变压器和用电设备额定电压的确定；电力系统的接线方式。
难点：发电机、输电线路、变压器和用电设备额定电压的确定。
讲授学时：2学时第2章：电力系统各元件的参数和等值电路内容：介绍电力系统中同步发电机、变压器、电力线路、电力负荷的等值电路模型及其等值参数的含义和计算公式。
引入了标幺制的概念，介绍电力系统中各元件电抗标幺值的计算公式，以及多电压等级电力系统中基准值的选取方法。
重点：发电机、变压器、电力线路的等值电路及其参数计算；标么值的概念。
难点：多电压等级电力系统中标么值的计算；电力系统各元件的等值电路讲授学时：6学时第3章：电力系统的潮流计算内容：在介绍潮流计算、电压降落和功率损耗等基本概念的基础上，详细介绍各种情况下开式电力网的潮流计算。
以两端供电网络和简单环形供电网络为例，介绍简单闭式电力网的潮流计算，最后介绍节点导纳矩阵、统一潮流方程等复杂电力系统潮流计算的基本概念，潮流计算的计算机解法，以及它们在实际电力系统运行中的应用。
电力系统-潮流计算仿真报告
Beijing Jiaotong University电力系统潮流计算仿真报告…姓名：TYP班级：电气0906学号：指导老师：吴俊勇完成日期：一、实验内容电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算。
它的任务是根据给定的运行条件和网路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。
电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
对于简单系统，可以将其分为开式网络和闭式网络手工计算。
对于复杂电力系统，根据定解条件，应用牛顿—拉夫逊法进行计算，在手工计算中，由于涉及大量变量、微分方程、矩阵计算，求解很烦琐，而且容易出错，计算不同系统时需要重新计算。
故而我们可以借助计算机来进行潮流计算，方便快捷且准确率高。
二、计算机潮流计算方法@我们常用牛顿—拉夫逊法来进行潮流计算。
牛顿—拉夫逊法(简称牛顿法)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。
1、基本原理从几何意义上，牛顿—拉夫逊法实质上就是切线法，是一种逐步线性化的方法。
2、牛顿—拉夫逊法潮流求解过程以下讨论的是用直角坐标形式的牛顿—拉夫逊法潮流的求解过程。
当采用直角坐标时，潮流问题的待求量为各节点电压的实部和虚部两个分量，由于平衡节点的电压向量是给定的，因此待求量共2(n-1)需要2(n-1)个方程式。
事实上，除了平衡节点的功率方程式在迭代过程中没有约束作用以外，其余每个节点都可以列出两个方程式。
求解过程大致可以分为以下步骤：！(1)形成节点导纳矩阵；(2)将各节点电压设初值；(3)将节点初值代入相关求式，求出修正方程式的常数项向量；(4)将节点电压初值代入求式，求出雅可比矩阵元素；(5)求解修正方程，求修正向量；(6)求取节点电压的新值；(7)检查是否收敛，如不收敛，则以各节点电压的新值作为初值自第3步重新开始进行狭义次迭代，否则转入下一步；(8)计算支路功率分布，PV节点无功功率和平衡节点功率。
吴俊勇第二章电力系统元件参数和等值电路讲述
它们的表达式（对称阵仅写上三角）为
磁链方程
因为ΨfQD 不转换故用 单位矩阵U 添进块阵
方程两边只有一个变换矩阵对 电感进行变换,要对电流矩阵 进行变换要加一个变换矩阵, 要平恒当然要再加一个逆矩阵
矩阵复习:
单位矩阵，线性代数名词。在矩阵的乘法中，有一种矩阵起 着特殊的作用，如同数的乘法中的1,我们称这种矩阵为单位 矩阵．它是个方阵，从左上角到右下角的对角线（称为主对 角线）上的元素均为1以外全都为0。通常用I或E来表示。对 于单位矩阵，有AE=EA=A。
M af M bf M cf Lff M Df M Qf
M aD M bD M cD M fD LDD M QD
M aQ ia i M bQ b M cQ ic M fQ if M DQ iD LQQ iQ
矩阵乘法 只有当矩阵 A的列数与矩阵 B的行数相等时 A× B才有 意义。一个 m× n的矩阵 a（m, n)左乘一个 n× p的矩阵 b （n, p)，会得到一个 m× p的矩阵 c（m, p)，满足 矩阵乘法满足结合律，但不满足交换律 矩阵说穿了就是一个二维数组。一个n行m列的矩阵可 以乘以一个m行p列的矩阵，得到的结果是一个n行p列的矩 阵，其中的第i行第j列位置上的数等于前一个矩阵第i行上的 m个数与后一个矩阵第j列上的m个数对应相乘后所有m个 乘积的和。比如，下面的算式表示一个2行2列的矩阵乘以2 行3列的矩阵，其结果是一个2行3列的矩阵。其中，结果的 那个4等于2*2+0*1：
第二章电力系统各元件参数和等值 电路
内容提要：首先介绍电力系统中同步发电机、变压器、电力 线路、负荷和高压直流输电系统的等值电路模型及其中各参 数的含义和计算公式。其次引入标么制的概念，介绍电力系 统中各元件标么值的计算公式，同时介绍多电压等级电力系 统中基准值的选取方法。
电力系统-特高压输电系统及其关键技术
Beijing Jiaotong University 特高压输电系统及其关键技术姓名：TYP班级：电气0906学号：********指导老师：***完成日期：2012.5.20一、特高压输电简介特高压输电指的是使用1000千伏及以上的电压等级输送电能.特高压输电是在超高压输电的基础上发展的,其目的仍是继续提高输电能力,实现大功率的中、远距离输电，以及实现远距离的电力系统互联,建成联合电力系统。
特高压输电具有明显的经济效益。
据估计,１条1１5０千伏输电线路的输电能力可代替5～6条500千伏线路，或３条７50千伏线路;可减少铁塔用材三分之一,节约导线二分之一，节省包括变电所在内的电网造价１0～１５%。
1150千伏特高压线路走廊约仅为同等输送能力的 500千伏线路所需走廊的四分之一，这对于人口稠密、土地宝贵或走廊困难的国家和地区会带来重大的经济和社会效益。
特高压输送容量大、送电距离长、线路损耗低、占用土地少。
１0０万伏交流特高压输电线路输送电能的能力(技术上叫输送容量）是50万伏超高压输电线路的５倍。
所以有人这样比喻，超高压输电是省级公路，顶多就算是个国道,而特高压输电是“电力高速公路”。
1000千伏电压等级的特高压输电线路均需采用多根分裂导线，如８、12、１6分裂等,每根分裂导线的截面大都在６0０平方毫米以上,这样可以减少电晕放电所引起的损耗以及无线电干扰、电视干扰、可听噪声干扰等不良影响。
杆塔高度约4０～50米.双回并架线路杆塔高达90~9７米。
二、特高压输电系统及关键技术简介特高压输电分为特高压直流输电和特高压交流输电两种形式.1、特高压直流输电特高压直流输电(UHVDC）是指±8０0ｋV(±７50kV)及以上电压等级的直流输电及相关技术。
特高压直流输电的主要特点是输送容量大、电压高,可用于电力系统非同步联网。
在我国特高压电网建设中,将以１00０ｋＶ交流特高压输电为主形成特高压电网骨干网架,实现各大区电网的同步互联；±800ｋV特高压直流输电则主要用于远距离、中间无落点、无电压支撑的大功率输电工程。
电力系统课后习题最新答案
第一章1-3、对电力系统运行的基本要求是什么？答：对电力系统运行通常有如下三点基本要求:1）保证可靠地持续供电；2）保证良好的电能质量；3）保证系统运行的经济性。
1-4、电力系统的额定电压是如何确定的？系统各元件的额定电压是多少？什么叫电力线路的平均额定电压？答：各部分电压等级之所以不同，是因三相功率和线电压U、线电流I之间的关系为S=。
当输送功率一定时，输电电压愈高，电流愈小，导线等截流部分的截面积愈小，投资愈小；但电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也愈大。
综合考虑这些因素，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。
但从设备制造角度考虑，为保证生产的系列性，又不应任意确定线路电压。
另外，规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。
考虑到现有的实际情况和进一步的发展，我国国家标准规定了标准电压，即为额定电压。
各元件的额定电压：1、各用电设备的额定电压取与线路额定电压相等，使所有用电设备能在接近它们的额定电压下运行；2、发电机的额定电压为线路额定电压的105%；3、升压变压器一次侧额定电压与发电机的额定电压相同，二次侧的额定电压为线路额定电压的110%；4、降压变压器一次侧取与线路额定电压相等，二次侧的额定电压为线路额定电压的110%或105%。
电力线路的平均额定电压：是约定的、较线路额定电压高5%的电压系列。
1-8、电力系统中性点的接地方式有哪些？它们各有什么特点？我国电力系统中性点接地情况如何?答：接地方式通常分为两大类：1）大接地电流系统，即直接接地；2）小接地电流系统，即不接地和经消弧线圈接地。
特点：电力系统最常见的故障是单相接地，对中性点直接接地系统来说当出现单相接地时，出现了除中性点外的另一个接地点，构成了短路回路，所以接地相电流即短路电流数值也就很大，为了防止损坏设备，必须迅速切除接地相甚至三相，从而降低了供电可靠性。
不接地系统供电可靠性高，但对绝缘水平的要求也高。
新能源系统物理模拟实验平台设计及应用
新能源系统物理模拟实验平台设计及应用徐岩;王扬【摘要】A study is made on the renewable energy power system in terms of physical simulation experiments. Firstly, it summarizes the development status of renewable energy power system at home and abroad. Secondly, it elaborates the necessity of researching renewable energy power system through physical simulation experiments and the research status of physical simulation experiments. Then, it conceives and introduces the major components of experimental platform. Lastly, it formulates the experiment plans by applying experimental platform and focusing on dynamic/static state characteristics of grid-connected operation, and analyzes the results which show that physical experimental platform is significant for the study of renewable energy power system.%从物理模拟实验的角度对新能源电力系统进行研究。
首先，总结了国内外新能源电力系统的发展现状。
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2-4 解：
变压器的等值电路如下图：
RT
jXT
注意励磁之路的 电纳为负值
GT
–jBT
由型号可知，Sn=10000kVA,高压侧额定电压 VNT1 = 121KV 各等效参数如下： 电阻：
RT
Δ PsV NT1 72 × 121 2 3 = × 10 = × 10 3 = 10 . 542 Ω 2 2 10000 SN
7.58 ×10−6 b 0= Deq lg req = 7.58 × 10−6 = 2.8461×10−6 (S / km) 3500 lg 7.6
2)架空线长 80km 时： 注意：由于 110kv 以下长度不超过 100km 的架空线电纳可以忽略，所以 其等值电路如下图所示：
R = r0 L = 0.2625 × 80 = 21Ω X = x 0 L = 0.3929 × 80 = 31.429 Ω B = b 0 L = 2.8461×10−6 × 80 = 2.277 ×10-4 S
解：三相绕组变压器的等值电路为：
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电力系统基础作业题
jX 2 R2 R1 jX 1 R3 jX 3 GT –jBT
1）各绕组电阻： 各绕组的短路损耗分别为：
1 1 ΔPs1 = (ΔPs(1−2) + ΔPs(1−3) − ΔPs( 2−3) ) = (217+ 200.7 −158.6) = 129.55(KW) 2 2 1 1 ΔPs2 = (ΔPs(1−2) + ΔPs( 2−3) − ΔPs(1−3) ) = (217+158.6 − 200.7) = 87.45(KW) 2 2 1 1 ΔPs3 = (ΔPs( 2−3) + ΔPs(1−3) − ΔPs(1−2) ) = (158.6 + 200.7 − 217) = 71.15(KW) 2 2
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第一章
电力系统的基础概念
P5 图 1-2）
1-3 解:（核心内容： P4 表 1-1
(1) 发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压： 发电机：G：
10 × (1 + 5 %) kv = 10 .5 kv
变压器：T1:
VT 1(1N ) = 10 × (1 + 5%) kv = 10.5kv
注意：0.399Kv 一般记为 0.4Kv
(2) 变压器 T1：高压侧工作于+2.5%抽头，中压侧工作于+5%抽头时，实际变比：
k = VT 1( 2) /V T 1(3)/ VT 1(1） = [121 × (1 + 2.5%)] /[38.5 × (1 + 5%)] / 13.8
= 124.025 40.425 13.8
=
35 6.3
2、不必计算结果
变比注意：1、顺序为 高/中/低
(3) T1 变压器运行于+5%抽头时：
KT 1 =
VT1(2) VT1(1)
=
242 × (1 + 5%) ) 10.5
=
254 10.5
T2 变压器运行于主抽头，变压器的实际变比等于额定变比，即 220 121 38.5
T3 变压器运行于-2.5%抽头：
BT =
I 0 % S NT1 1.1 × 10000 -3 10 × × = × 10 -3 = 75.13 × 10 − 7 S 2 2 100 V N T 1 100 × 121
归算电压注意：归算时使用变压器的主接头电压。本 题，如果要求归算到 10KV 侧，那么额定电压取 10.5Kv
2-5
(1) 发电机、电动机及变压器高、中、低压绕组的额定电压： 发电机 G：13.8kv
注意：特殊发电机电压：13.8、15.75、18Kv 不用提高 5%，直接为 13.8、15.75、18Kv。
变压器 T1: VT 1(1N ) = 13.8kv
VT 1( 2 N ) = 110 × (1 + 10%) kv = 121kv
线路阻抗：
Z = R + jX = 52.5 + j78.58(Ω)
线路导纳：
Y = jB=j5.692 ×10-4 (S)
2-3 某 500kv 架空线路，采用 3*LGJ-400 型导线，三相导线等边三
角形水平排列，相间距为 11m，计算半径 13.6mm。求该架空 线路长 400km 时的等值电路及等效参数（Ds=0. 8r）
KT 2 N (2 −3) =
T3：
VT 2 (1N ) VT 2 ( 3 N )
VT 2(2 N ) VT 2(3 N )
=
=
220 38.5
121 38.5
变压器的额定变比可记为：220/121/38.5
K 3N =
VT 3(1N ) VT 3( 2 N )
=
35 6 .6
或
K3N =
VT 3(1N ) VT 3(2 N )
各绕组的电阻分别为：
Δ Ps1V N 129.55 × 220 2 3 R1 = × 10 = × 10 3 = 3 . 919 Ω 2 2 40000 SN Δ Ps2V N 87 . 45 × 220 2 3 R2 = × 10 = × 10 3 = 2 . 645 Ω 2 2 40000 SN Δ Ps3V N 71 . 15 × 220 2 3 R3 = × 10 = × 10 3 = 2 . 152 Ω 2 2 40000 SN
D sb = 3 D s d 2 = 3 0.8 × 13.6 × 400 2 mm = 120 .296mm
每相导线的等值半径：
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req = 3 rd 2 = 3 13.6 × 400 2 mm = 129.584mm
单位长度线路电抗：
x 0 = 0.1445lg
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电机电压，在计算时不用提高 5%。 2、双绕组变压器一次测和二次测的规定：按照功率流动方向而定义 一、二次测，功率流入端为一次测，功率流处端为二次测。 3、三绕组变压器：只有高、中压侧有分接头，低压侧无分接头。 4、注意教材第 5 页中图 1-2：变压器在进行参数归算时均使用主抽 头的额定电压， 5、变压器变比 K： 1）变比 K 的顺序：三绕组为高/中/低，不用计算过程，直接写变 比。 2）变压器 T1 额定变比表示为 K1N 、实际变压为 K1
3）架空线长 400km,应分解为两个 200km 的等值电路 V 1
Y/4
Y/4
Y/4
Y/4
& V 2
R = r0l = 400 × 0.0265 = 10.5Ω X = x0l = 400 × 0.298 = 119.2Ω B = b0l = 400 × 3.735 × 10−6 = 1.494 × 10−3 S Z = R + jX = 10.5 + j119.2(Ω) Y = jB = j1.494 × 10−3 S
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KT 3 =
或：
VT3(1) VT3(2)
VT3(1) VT3(2)
=
35 × (1 − 2.5%) 34.125 = 6.6 6.6
35 × (1 − 2.5%) 34.125 = 6.3 6.3
KT 3 =
=
1-4 解： （核心内容： P4 表 1-1
P5 图 1-2）
K1N = VT −1N VT − 2 N VT −1 VT − 2
T1变压器 一次测 额定电压 T1 1 N T1变压器 一次测 额定电压 T1 1 N
K1N =
6、下脚标的意义：如 VT1−1N 表示： 又如 VT1(1N) 表示：
第二章 电力系统各元件的参数和等 值电路
2-2
某 110km 架空线路，采用 LGJ-120 型导线，三相导线等边三 角形排列，相间距为 3.5m，计算半径 7.6mm。求该架空线路 长 80km，200km 时的等值电路及等效参数（Ds=0.88r）
解：由型号知： S = 400mm 2 1）单位长度线路电阻：
r0 =
ρ
s
=
31.5 Ω / km = 0.02625(Ω / km) 3 × 400
2） 三相导线水平排列的互几何间距为：
D eq = 3 D12 D 23 D 31 = 1.26D = 1.26 × 11m = 13.86m
三分裂导线的自几何间距（当 Ds=0.8r 时） ：
变压器 T2 工作于额定抽头: KT 2 = 35 11 变压器 T3 工作于-2.5%抽头: KT 3 =
10 × (1 − 2.5%) = 9.75 0.4 0.399
第一章注意事项： 1、 教材 P4 页表 1-1 中第一栏受电设备中的参数一般为电力系统的额 定电压；发电机一栏中 13.8KV、15.75KV、18KV 是国外的特殊发
VT 3(1 N ) = 35kv
VT 3( 2 N ) = 6 × (1 + 10%)kv = 6.6kv
若考虑到 3-10Kv 电压等级线路不会太长，T3 也可以写为：
VT 3(1N ) = 35kv
VT 3(2 N ) = 6 × (1 + 5%) kv = 6.3kv
标号注意：1、单位 2、下脚标写法
VT 1( 3 N ) = 35 × (1 + 10%) kv = 38.5kv
T2: VT 2 (1N ) = 35kv VT 2 ( 2 N ) = 10 × (1 + 10%) kv = 11kv T3: VT 3(1N ) = 10 kv