电力系统潮流计算中负荷一般采用什么数学模型描述文档
电力系统课程设计潮流计算
电力系统课程设计潮流计算潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。
对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。
潮流计算是电力系统分析最基本的计算。
除它自身的重要作用之外，潮流计算还是网损计算、静态安全分析、暂态稳定计算、小干扰静态稳定计算、短路计算、静态和动态等值计算的基础。
实际电力系统的潮流计算主要采用牛顿-拉夫逊法。
按电压的不同表示方法，牛顿-拉夫逊潮流计算分为直角坐标形式和极坐标形式两种。
本次计算采用直角坐标形式下的牛顿-拉夫逊法，牛顿-拉夫逊法有很好的收敛性，但要求有合适的初值。
传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面，结果显示不直接难与其他分析功能集成。
网络原始数据输入工作大量且易于出错。
本文采用MATLAB 语言运行WINDOWS操作系统的潮流计算软件。
目前MATLAB已成为国际控制界最流行、使用最广泛的语言了。
它的强大的矩阵处理功能给电力系统的分析、计算带来很多方便，而且采用MATLAB界面直观，运行稳定，计算准确。
所以本次课程设计程序设计采用MATLAB计算。
1.1.2设计要求1.程序源代码；2.给定题目的输入，输出文件；3.程序说明；4.给定系统的程序计算过程；5.给定系统的手算过程（至少迭代2次）。
1.2设计题目电力系统潮流计算（牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法）1.3设计内容1.根据电力系统网络推导电力网络数学模型，写出节点导纳矩阵；2.赋予各节点电压变量（直角坐标系形式）初值后，求解不平衡量；3.形成雅可比矩阵；4.求解修正量后，重新修改初值，从2开始重新循环计算；5.求解的电压变量达到所要求的精度时，再计算各支路功率分布、功率损耗和平衡节点功率；6.上机编程调试；7.计算分析给定系统潮流分析并与手工计算结果做比较分析；8.书写课程设计说明书。
历年《电力系统分析》硕士研究生复试题讲解
2001年《电力系统分析》硕士研究生复试题一、回答问题：（共50分）1、等值电路中S为三相功率时，V、I、z和y代表的数值分别是“线”还是“相”值？（4分）2、电力系统三相电路分析中用标幺制时，基准值的选取有几个任意给定量？为什么？（5分）3、实际系统在什么情况下采用恒定电势源数学模型？本身具有什么特性？（5分）4、在电力系统中产生短路冲击电流的条件是什么？（5分）5、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？（6分）6、若想提高电力系统暂态稳定性所要考虑的基本原则是什么？提高电力系统静态稳定性呢？（6分7、在同步发电机出口发生三相短路时，为什么用次暂态和暂态电势来分析、计算短路电流？是否可只用Eq来分析、计算短路电流？为什么？（6分）8、某架空线π型等值电路，阻抗为R+jX，对地导纳为两个jB/2，始端电压为V1，末端电压为V2，始端流入阻抗的功率为P1+jQ1，试分析该线路对外何时为容性元件？何时为感性元件？（6分）9、某三个节点的环网，①节点为电源节点且电压给定，而②③节点为负荷节点且功率已知，若用手算潮流要求达到一定的精度，请给出计算的步骤。
（7分）二、简算：（共20分）1、某单机—无限大系统E′=138KV，U=115KV，X I=79.35Ω，取U B=115KV，S B=100MVA时，T J =6.5S，δ0=300，P0=100MW，短路时α=30弧度/秒2，求：XⅡ=？（6分）2、简单系统如图，发电机保持Eq不变，运行规程要求K P值不得小于15%，问：允许发电机输出的最大功率为多少？（6分）U =1GXd =1.0 XT=0.2 XL=0.3 S=0.8+j0.63、某系统如图所示，f点发生三相短路，求：极限切除角δcm=？（8分）三、计算下列各题：（共30分）1、在某A、B联合系统中，A系统有：发电机K AG1=500MW/Hz，K AG2=400MW/Hz，负荷K AD=100MW/Hz， B系统有：K B=800MW/Hz；正常运行时A系统G1满载，G2未满载，f=49.8Hz，联络线功率P AB=100MW，联络线突然开断后，G1差25MW满载，问：f A=?，f B=?（10分）2、空载系统中ｆ点a相接地短路，求： 1）接地电流有名值Iƒ″=？2）T2中性点电压有名值V T2N=？（10分）3、求上一题中的其他有名值如下：（10分）1）T1中性点电压V T1N=？2）f 点左侧B 相线路中电流I B =？ 3）M 点B 相电流I MB =？2009年《电力系统分析》硕士研究生复试题一、 说明电力系统正常运行时电压和频率的允许偏移范围，如果正常运行电压和频率偏移不满足要求可以分别采取什么措施进行调整。
电力系统稳态分析--潮流计算
电力系统稳态分析摘要电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种重要的分析计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线的电压,各元件中流过的功率，系统的功率损耗。
所以，电力系统潮流计算是进行电力系统故障计算，继电保护整定，安全分析的必要工具。
本文介绍了基于MATLAB软件的牛顿—拉夫逊法和P—Q分解法潮流计算的程序，该程序用于计算中小型电力网络的潮流。
在本文中，采用的是一个5节点的算例进行分析,并对仿真结果进行比较,算例的结果验证了程序的正确性和迭代法的有效性。
关键词：电力系统潮流计算；MATLAB；牛顿—拉夫逊法;P-Q分解法；目次1 绪论 01.1背景及意义 01.2相关理论 01。
3本文的主要工作 (1)2 潮流计算的基本理论 (2)2。
1节点的分类 (2)2。
2基本功率方程式（极坐标下） (2)2.3本章小结 (3)3 潮流计算的两种算法 (4)3。
1牛顿—拉夫逊算法 (4)3.2PQ分解算法 (10)3。
3本章小结 (14)4 算例 (15)4.1系统模型 (15)4.2结果分析 (15)4。
3本章小结 (18)结论 (19)参考文献 (20)附录 (21)1 绪论1。
1背景及意义电力系统稳态分析是研究电力系统运行和规划方案最重要和最基本的手段。
电力系统稳态分析根据给定的发电运行方式和系统接线方式来确定系统的稳态运行状态，其中潮流计算针对电力系统的各种正常的运行方式进行稳态分析.潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算.通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。
待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等.电力系统潮流计算问题在数学上是一组多元非线性方程式求解问题,其解法都离不开迭代.潮流计算方法的改进过程中,经历了高斯-赛德尔迭代法、阻抗法、分块阻抗法、牛顿-拉夫逊法、改进牛顿法、P—Q分解法等。
电力系统分析试题及参考答案
作业题一参考答案一、填空题1．降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv ，若选择＋2×2.5%的分接头，则该分接头电压为 231KV 。
2．电力系统中性点有效接地方式指的是 中性点直接接地 。
3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和 电阻 。
4．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。
5．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和 功率 表示。
6．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 。
7．复合故障一般是指某一时刻在电力系统 二个及以上地方 发生故障。
8．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc 的非对角元素为 零 。
9．系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流的 3 倍。
10．减小输出电元件的电抗将 提高（改善） 系统的静态稳定性。
二、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
11．同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（ ② ）①否 ②是 ③不一定 ④根据发电机的形式定12．三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（ ③ ）①内层 ②中间层 ③外层 ④独立设置13．中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（ ③ ）①全补偿 ②欠补偿 ③过补偿 ④有时全补偿，有时欠补偿14．三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（ ② ）①越大 ②越小 ③不变 ④无法确定15．变压器的电导参数G T ，主要决定于哪一个实验数据（ ① ）①△P O ②△P K ③U K % ④I O %16.当功率的有名值为s ＝P ＋jQ 时（功率因数角为ϕ）取基准功率为S n ，则有功功率的标么值为（ ③ ） ①ϕcos S P n ⋅ ②ϕsin S P n ⋅ ③n S P ④nS cos P ϕ⋅17.环网中功率的自然分布是（ ④ ）①与电阻成正比分布 ②与电抗成正比分布③与阻抗成正比分布 ④与阻抗成反比分布18．电力系统中PQ 节点的数量（ ② ）①全都是 ②大量的 ③少量的 ④必有且一般只设一个19．潮流计算中，要求某些节点之间电压的相位差应满足的约束条件是（④ ）①|-j i δδ｜>|-j i δδ｜min ②|-j i δδ｜<|-j i δδ｜min③|-j i δδ｜>|-j i δδ｜max ④|-j i δδ｜<|-j i δδ｜max20．在同一时间内，电力网的电能损耗与供电量之比的百分值称为（ ② ）①负载率 ②网损率 ③供电率 ④厂用电率21．电力系统的频率主要决定于（ ① ）①有功功率的平衡 ②无功功率的平衡③电压质量 ④电流的大小22．关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（ ② ）①高峰负荷时允许中枢点电压略低②低谷负荷时允许中枢点电压略低③适用于用户对电压要求不高的场合④适用于供电线路不长的场合23．通过改变变压器变比，实质上（ ③ ）①改变了电压损耗的数值 ②改变了负荷变化时次级电压的变化幅度③改变了电力网的无功功率分布 ④增加了整个电力系统的无功功率容量24．三相短路时，非周期分量极小值，只能是在某种情况（① ）①一相中出现 ②同时在两相中出现③三相均不出现 ④只有故障相出现其它相不出现25．同步机的各种电抗间关系为(③ )①'x "x x x d d q d >>> ②"x 'x x x d d d q >>>③ "x 'x x x d d q d >>> ④"x x 'x x d q d d >>>26.若ac 两相发生短路，则基准相选择为( ② )①a 相 ②b 相 ③c 相 ④a 相和c27．下网K 点发生两相短路接地，其复合序网为图所示( ③ )(其中，1,2，0分别为正序、负序、零序阻抗)28．越靠近电源点负序电压越( ① )①低 ②高 ③不变 ④无法确定29．作为判据0d dP E >δ主要应用于分析简单系统的（ ③ ） ①暂态稳定 ②故障计算 ③静态稳定 ④调压计算30．分析简单系统的暂态稳定性可以应用（ ② ）①等耗量微增率准则 ②等面积定则 ③小干扰法 ④对称分量法作业题二参考答案一、填空题1.衡量电能质量的主要指标是：电压、频率、波形 。
潮流计算的计算机方法
一、潮流计算的计算机方法对于复杂网络的潮流计算，一般必须借助电子计算机进行。
其计算步骤是：建立电力网络的数学模型，确定计算方法、制定框图和编制程序。
本章重点介绍前两部分，并着重阐述在电力系统潮流实际计算中常用的、基本的方法。
1，电力网络的数学模型电力网络的数学模型指的是将网络有关参数相变量及其相互关系归纳起来所组成的．可以反映网络性能的数学方程式组。
也就是对电力系统的运行状态、变量和网络参数之间相互关系的—种数学描述。
电力网络的数学模型有节点电压方程和回路电流方程等，前者在电力系统潮流计算中广泛采用。
节点电压方程又分为以节点导纳矩阵表示的节点电压方程和以节点阻抗矩阵表示的节点电压方程。
（1）节点导纳矩阵在电路理论课中。
已讲过了用节点导纳矩阵表示的节点电压方程：对于n个节点的网络其展开为：上式中，I是节点注入电流的列向量。
在电力系统计算中，节点注入电流可理解为节点电源电流与负荷电流之和，并规定电源向网络节点的注人电流为正。
那么，只有负荷节点的注入电流为负，而仅起联络作用的联络节点的注入电流为零。
U是节点电压的列向量。
网络中有接地支路时，通常以大地作参考点，节点电压就是各节点的对地电压。
并规定地节点的编号为0。
y是一个n×n阶节点导纳矩阵，其阶数n就等于网络中除参考节点外的节点数。
物理意义：节点i单位电压，其余节点接地，此时各节点向网络注入的电流就是节点i 的自导纳和其余节点的与节点i之间的互导纳。
特点：对称矩阵，稀疏矩阵，对角占优(2) 节点阻抗矩阵对导纳阵求逆，得：其中称为节点阻抗矩阵，是节点导纳矩阵的逆阵。
物理意义：节点i注入单位电流，其余节点不注入电流，此时各节点的电压就是节点i 的自阻抗和其余节点的与节点i之间的互阻抗。
特点：满阵，对称，对角占优2，功率方程、变量和节点分类（1）功率方程已知的是节点的注入功率，因此，需要重新列写方程： **==B B B B B U S I U Y其展开式为： i i i nj j ij U jQ P U Y ~1-=∑= 所以：∑=**=+nj jij i i i U Y U jQ P 1 展开写成极坐标方程的形式：)cos sin ()sin cos (11ij ij ij ij n j j i i ij ij ij ij n j j i i B G U U Q B G U U P δδδδ-=+=∑∑==所以节点的功率方程为：)cos sin ()sin cos (11ij ij ij ij n j j i di Gi i ij ij ij ij nj j i di Gi i B G U U Q Q Q B G U U P P P δδδδ---=∆+--=∆∑∑==（2） 变量分类负荷消耗的有功、无功功率取决于用户，因而是无法控制的，故称为不可控变量或扰动变量。
电力系统分析第三章-新
是已知的，每个节点
•3.2 功率方程
•变量的分类： ① 不可控变量（扰动变量）：PLi，QLi――由用户决定，无
法由电力系统控制； • ② 控制变量：PGi，QGi――由电力系统控制； ③ 状态变量：Ui，δi――受控制变量控制；其中Ui 主要受 ④ QGi 控制，δi 主要受PGi 控制。 • ☆ 若电力系统有n个节点，则对应共有6n个变量，其中不可 • 控变量、控制变量、状态变量各2n个； • ☆ 每个节点必须已知或给定其中的4个变量，才能求解功率 • 方程。
•
待求的是等值电源无功功率 QGi和节点电压相位角 δi 。
•3.2 功率方程
•选择：通常可以将有一定无功储备的发电厂母线和有一定无
•
功电源的变电所母线看作PV节点。
•3、平衡节点：
• 特点：进行潮流计算时通常只设一个平衡节点。给定平衡节
•
点的是等值负荷功率PLs 、QLs和节点电压的幅值Us 和
。
•⑦ 计算平衡节点功率和线路功率。
•3.3 潮流分布计算的计算机算法
•潮流计算流程 图（极坐标）
•3.3 潮流分布计算的计算机算法
•三、PQ分解法潮流计算：
•
也称牛顿－拉夫逊法快速解耦法潮流计算
•1、问题的提出:牛顿-拉夫逊法分析
•(1) 雅可比矩阵 J 不对称；
•(2) J 是变化的，每一步都要重新计算，重新分析；
；
• ⑤ 利用x (1) 重新计算∆f (1)和雅可比矩阵J (1)，进而得到∆x (1)
；
• 如此反复迭代：
；直至解出精确解或
• 得到满足精度要求的解。
•3.3 潮流分布计算的计算机算法
•二、牛顿－拉夫逊法潮流计算：迭代求解非线性功率方程
电力系统问答题
电力系统概念汇总CHAPTER11、什么是电力系统？什么是电力网？他们都由那些设备组成？电力系统：由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应辅助设备、按规定的技术和经济要求组成的，将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。
组成：电力系统是由发电机、变压器、线路、负荷等4类设备组成的有机整体。
其组成按照功能分3个层次：电力网络：升压变压器+输电线路+降压变压器+配电线路电力系统：发电机+电力网络+用电设备（用电负荷）动力系统：电力系统+发电厂动力部分（一次能源转换设备）2、电力网的额定电压是怎样规定的？电力系统各类元件的额定电压与电力网的额定电压有什么关系？I）电力线路的额定电压和系统的额定电压相等；II）发电机的额定电压与系统的额定电压为同一级别时，其额定电压规定比系统的额定电压高5%；III）变压器接受功率一侧的绕组为一次绕组(相当于受电设备)，输出功率一侧的绕组为二次绕组(相当于供电设备)；IV）变压器一次绕组的额定电压与系统的额定电压相等，但直接与发电机联接时，其额定电压则与发电机的额定电压相等。
V）变压器二次绕组的额定电压规定比系统的额定电压高10%，如果变压器的短路电压小于7%、或直接(包括通过短距离线路)与用户联接时，则规定比系统的额定电压高5%。
3、升压变压器和降压变压器的分接头是怎样规定的？变压器的额定变比和实际变比有什么区别？变压器分接头：①为满足电力系统的调压要求，电力变压器的绕组设有若干个分接抽头———分接头，相应绕组的中心抽头称之为主抽头。
②变压器绕组额定电压，指主轴头对应的绕组额定电压。
③分接头位置用“%”示出，表示抽头偏离主抽头的额定电压％④分接头的设置：双绕组变压器——分接头设在高压侧三绕组变压器——分接头分别设在高压侧和中压侧⑤分接头调节方式与个数:个数为奇数（含主抽头）变压器变比A) 额定变比：kN=高压侧额定电压 / 低压侧额定电压B) 运行变比：k =高压侧分接头电压/ 低压侧额定电压C) 标么变比：k*= k / kN (or ：k*= k / kB——见2.6节)4、电能生产的主要特点是什么？对电力系统运行有哪些基本要求？特点：同时性，瞬时性，与日常生活联系的密切性基本要求：1、供电安全可靠；2、电能质量良好；3、系统运行经济；4、环境友好。
2-电力系统的负荷(2015-10 授课用)
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本课程中，对负荷模型一般都作简化处理。
潮流计算中，负荷常用恒定功率表示，必要时也采 用线性化的静态特性。
短路计算中，负荷或表示为含源阻抗支路，或表示 为恒定阻抗支路。 稳定计算中，综合负荷可表示为恒定阻抗、静态特 性或不同比例的恒定阻抗和异步电动机的组合。
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五、什么是负荷预测？
利用已知的历史负荷、气象信息等，结合人工经 验，预测未来的负荷变化。 重要性：可类比产品市场预测，电能不能大量存 储，对预测精度要求高。
的恒阻抗+ 60%的恒功率）。
（2）暂态计算也可用多项式静态负荷模型，但在
低电压下(0.6pu) 多转化为恒阻抗模型。多数情况
下，采用包含一定比例电动机的动态负荷模型。
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（3）在电力系统动态分析中,对负荷模型不太
敏感的负荷点可采用静态负荷模型。当结果对负
荷模型的灵敏度较高时,应当采用动态负荷模型。
d ( P / PN ) PU d (U / U N )
电压特性系数
Pf
P U
f f N
频率特性系数
QU
f f N
Qf
U 2 P PN ( ) UN U 2 Q QN ( ) UN
f fN
d ( P / PN ) Pf d ( f / f N ) U U
间接特征量： 峰谷差 日用电量A 日平均负荷Pav 日负荷率 最小负荷系数
21
日有功负荷曲线图
日负荷率
Pav km Pmax
最小负荷系数
Pmin Pmax
电力系统潮流计算
(k ) f ( x ) (k ) x f ( x ( k ) )
迭代过程的收敛判据为 f ( x ( k ) ) 1
x ( k ) 2
或
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。牛顿法不仅用于求解单变量方程，它也是求解多变 量非线性方程的有效方法。
有
(0) (0) (0) (0) f1 ( x1(0) x1(0) , x2 x2 , , xn xn )0 (0) (0) (0) (0) f 2 ( x1(0) x1(0) , x2 x2 , , xn xn )0
(0) (0) (0) (0) f n ( x1(0) x1(0) , x2 x2 , , xn xn )0
牛顿-拉夫逊法潮流计算
一、牛顿—拉夫逊法的基本原理 单变量非线性方程： x=x(0)+ Δx(0) 即 f(x=x(0)+ Δx(0) ) = 0 f(x)=0 (11—29) 解的近似值x(0)，它与真解的误差为Δx(0)
展成泰勒级数
f (x
(0)
x ) f ( x ) f ( x )x
f1 (0) xn )0 xn 0 f (0) 2 xn )0 xn 0
(0) f n ( x1(0) , x2 ,
写成矩阵形式：
f n f (0) x1(0) n x2 x1 0 x2 0 f1 x1 0 (0) (0) (0) f1 ( x1 , x2 , , xn ) f 2 (0) (0) (0) f 2 ( x1 , x2 , , xn ) x 1 0 (0) (0) (0) f ( x , x , , x n 1 2 n ) f n x1 0
电力工程电力工程第6次课(第二章第二节)
其相量关系如图所示，由图可得
P2
U1U 2 X
sin
sin P2 X O
U1U 2
U1
j P2X U2
U2
Q2X
U2
六、开式网络的潮流分析
开式电力网式一种简单的电力网， 可以分为无变压器的同一电压等级的开 式网和有变压器的多级电压开式网。每 一种又包含有分支的开式网与无分支的 开式网。开式网的负荷一般以集中负荷 表示，并且在计算中总是作为已知量。
（一）、同一电压等级开式网计算
dⅢ c Ⅱ b Ⅰ a
SLc
SLb
SLa
d c R3 jX3
R2 jX2
b R1 jX1
B3
B3
B2 B2
B1 B1
2
2
SLc 2 2
SLb
2
2
a
SLa
若已知开式网的末端电压，则由 末端逐渐向首端推算，首先合并b、c 点的对地导纳，将等值网络简化。
SLc
第三步，利用c点的电压对第三段做 同样的计算，得到d点的电压，最后求出 d点送出的功率，它应当是c点负荷与第 三段线路阻抗中的功率损耗以及第三段 线路首端电纳中的功率损耗的代数和。
例1：无分支电力网如图所示。共有 三段线路，三个负荷。导线型号、各段 线路长度以及各个负荷值均标注在网上 。三相导线水平架设，相邻两导线间的 距离为4m，线路额定电压为110kV，电 力网首端电压为118kV。求各运行中母 线电压及各段线路的功率损耗。
(I cos jI sin)(R jX ) IR cos jIX cos IX sin jIRsin
则可以定义：
U IR cos IX sin U IX cos IR sin
电力分析试题
电力分析试题一、填空题1．电力系统是由发电机、输电线路、变配电设备及其控制设备组成的复杂系统。
2．电力系统是由生产、输送、分配和消费的各环节组成的一个整体。
3．变压器参数一般是指等值电路中的电阻R T 、电抗X T、电导G T 和电纳B T。
4．在电力系统计算中，电力网络的数学模型常用节点电压方程、回路电流方程来表示。
5．潮流计算常用的方法是牛顿—拉夫逊法和P—Q分解法。
6．频率和电压是衡量电能质量的重要指标。
7．冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体在短路电流下的受力是否超过容许值。
8．短路容量主要用于检验开关的切断能力。
9．电力系统中性点有效接地方式指的是中性点直接接地。
10. 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。
11. 减小输出电元件的电抗将提高（改善）系统的静态稳定性。
12. 潮流计算中，三类节点数量最多的是PQ节点。
13. 将压三绕组变压器三个绕组排列方式，从内至外为低－中－高。
14．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。
15．在元件的电抗比电阻大得多的的高压电网中，无功功率从电压高的一端流向电压低的一端，有功功率则从电压相位越前的一端流向相位落后的一端，这是交流电网功率传输的基本规律。
16．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。
二、选择题1、衡量电能质量的技术指标是（ B ）。
A、电压偏移、频率偏移、网损率；B、电压偏移、频率偏移、电压畸变率；C、厂用电率、燃料消耗率、网损率；D、厂用电率、网损率、电压畸变率2、用于电能远距离输送的线路称为（ C ）。
A、配电线路B、直配线路C、输电线路D、输配电线路3、我国目前电力系统的最高电压等级是（ D ）。
A、交流500kv，直流kv±B、500交流750kv，直流kv±500C、交流500kv，直流kv800±D、交流1000kv，直流kv±8004、用于连接220kv和110kv两个电压等级的降压变压器，其两侧绕组的额定电压应为（D）。
电力系统分析作业题
东北农业大学网络教育学院电力系统分析作业题复习题一一、填空题（每小题1分，共10分）1．降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv，若选择＋2×2.5%的分接头，则该分接头电压为231KV。
2．电力系统中性点有效接地方式指的是中性点直接接地。
3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和电阻。
4．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。
5．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和功率表示。
6．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。
7．复合故障一般是指某一时刻在电力系统二个及以上地方发生故障。
8．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc的非对角元素为零。
9．系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流的 3 倍。
10．减小输出电元件的电抗将提高（改善）系统的静态稳定性。
二、单项选择题（每小题1分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
11．同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（②）①否②是③不一定④根据发电机的形式定12．三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（③）①内层②中间层③外层④独立设置13．中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（③）①全补偿②欠补偿③过补偿④有时全补偿，有时欠补偿14．三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（②）①越大②越小③不变④无法确定15．变压器的电导参数G T，主要决定于哪一个实验数据（①）①△P O ②△P K ③U K% ④I O%16.当功率的有名值为s＝P＋jQ时（功率因数角为）取基准功率为S n，则有功功率的标么值为（③）①②③④17.环网中功率的自然分布是（④）①与电阻成正比分布②与电抗成正比分布③与阻抗成正比分布④与阻抗成反比分布18．电力系统中PQ节点的数量（②）①全都是②大量的③少量的④必有且一般只设一个19．潮流计算中，要求某些节点之间电压的相位差应满足的约束条件是（④）①>min ②<min③>max ④<max20．在同一时间内，电力网的电能损耗与供电量之比的百分值称为（②）①负载率 ②网损率 ③供电率 ④厂用电率 21．电力系统的频率主要决定于（ ① ）①有功功率的平衡 ②无功功率的平衡 ③电压质量 ④电流的大小 22．关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（ ② ）①高峰负荷时允许中枢点电压略低 ②低谷负荷时允许中枢点电压略低 ③适用于用户对电压要求不高的场合 ④适用于供电线路不长的场合23．通过改变变压器变比，实质上（ ③ ）①改变了电压损耗的数值 ②改变了负荷变化时次级电压的变化幅度 ③改变了电力网的无功功率分布 ④增加了整个电力系统的无功功率容量 24．三相短路时，非周期分量极小值，只能是在某种情况（① ）①一相中出现 ②同时在两相中出现③三相均不出现 ④只有故障相出现其它相不出现 25．同步机的各种电抗间关系为(③ )①'x "x x x d d q d >>> ②"x 'x x x d d d q >>> ③ "x 'x x x d d q d >>> ④"x x 'x x d q d d >>> 26.若ac 两相发生短路，则基准相选择为( ② )①a 相 ②b 相 ③c 相 ④a 相和c27．下网K 点发生两相短路接地，其复合序网为图所示( ③ )(其中，1,2，0分别为正序、负序、零序阻抗)28．越靠近电源点负序电压越( ① )①低 ②高 ③不变 ④无法确定 29．作为判据0d dP E >δ主要应用于分析简单系统的（ ③ ）①暂态稳定 ②故障计算 ③静态稳定 ④调压计算 30．分析简单系统的暂态稳定性可以应用（ ② ）①等耗量微增率准则 ②等面积定则 ③小干扰法 ④对称分量法 三、简答题（每小题5分，共20分） 31．电力变压器的主要作用是什么？答：电力变压器的主要作用是升高或降低电压，另外还起到将不同电压等级电网相联系的作用。
二、电力系统分析基础知识
电力系统分析基础知识一、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%。
电力系统区间潮流计算方法综述
电力系统区间潮流计算方法综述一、概述电力系统区间潮流计算是电力系统分析领域的重要研究方向之一，旨在确定电力网络中各节点电压和支路功率的波动范围。
随着电力网络的日益复杂和可再生能源的大规模接入，电力系统中的不确定性因素显著增加，区间潮流计算对于电力系统的规划、运行和调度具有重要意义。
区间潮流计算的核心在于处理电力系统中的不确定性因素，如负荷波动、可再生能源出力变化等。
这些不确定性因素导致电力网络中的潮流分布呈现出一定的区间特性，而非传统的确定性值。
区间潮流计算需要采用特殊的数学方法和计算技术，以准确描述和评估这些不确定性因素对电力系统的影响。
电力系统区间潮流计算方法已经取得了显著的研究成果。
这些方法大致可以分为两类：基于确定性方法的扩展和基于概率性方法的改进。
基于确定性方法的扩展主要包括区间算术法、仿射算术法等，这些方法通过引入区间变量来描述不确定性因素，并在确定性潮流计算的基础上进行扩展。
基于概率性方法的改进则主要利用概率论和随机过程理论来描述不确定性因素，通过构建概率模型并进行统计分析来得到潮流的区间分布。
现有的电力系统区间潮流计算方法仍面临一些挑战和问题。
如何处理大规模电力网络中的复杂约束条件、如何准确评估不确定性因素对电力系统稳定性的影响、如何提高计算效率和精度等。
未来的研究需要进一步探索新的数学方法和计算技术，以推动电力系统区间潮流计算方法的不断发展和完善。
电力系统区间潮流计算是电力系统分析领域的重要研究方向，对于电力系统的规划、运行和调度具有重要意义。
未来的研究需要继续深入探索新的方法和技术，以更好地应对电力系统中的不确定性因素和挑战。
1. 电力系统区间潮流计算的背景与意义随着电力系统规模的不断扩大和复杂性日益增加，不确定性因素在电力系统中扮演着越来越重要的角色。
这些不确定性因素包括负荷波动、设备故障、可再生能源接入等，它们对电力系统的稳定运行和安全性产生着显著影响。
对电力系统进行准确、全面的分析，以应对这些不确定性因素带来的挑战，成为电力领域的研究热点。
部分国网电力系统分析试题（一）
部分国网电力系统分析试题（一）电力交流4群：458622441电力系统基本知识1、对电力系统的基本要求是（）。
A、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响；B、保证对用户的供电可靠性和电能质量；C、保证对用户的供电可靠性，提高系统运行的经济性；D、保证对用户的供电可靠性。
2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（）。
A、一级负荷；B、二级负荷；C、三级负荷；D、特级负荷。
3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（）。
A、所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电；B、一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电；C、除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电；D、一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。
4、衡量电能质量的技术指标是（）。
A、电压偏移、频率偏移、网损率；B、电压偏移、频率偏移、电压畸变率；C、厂用电率、燃料消耗率、网损率；D、厂用电率、网损率、电压畸变率5、用于电能远距离输送的线路称为（）。
A、配电线路；B、直配线路；C、输电线路；D、输配电线路。
6、关于变压器，下述说法中错误的是（）A、对电压进行变化，升高电压满足大容量远距离输电的需要，降低电压满足用电的需求；B、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换；C、当变压器原边绕组与发电机直接相连时（发电厂升压变压器的低压绕组），变压器原边绕组的额定电压应与发电机额定电压相同；D、变压器的副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的1.1倍。
7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（）。
A、燃料消耗率、厂用电率、网损率；B、燃料消耗率、建设投资、网损率；C、网损率、建设投资、电压畸变率；D、网损率、占地面积、建设投资。
8、关于联合电力系统，下述说法中错误的是（）。
A、联合电力系统可以更好地合理利用能源；B、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减少；C、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量；D、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。
节点电压法介绍电力系统潮流计算的数学模型其中
P θT J Q θT
H ij M ij P i j Qi j
P T U Q UT
Nij Lij
H M
N 0 L
P i U j Qi U j
n
电力系统潮流计算方法
•牛顿拉夫逊法
•基本原理
if then then
F(x* ) 0
and
x* = x + Δx
F F(x + Δx) F(x) Δx 0 x 1 F x* x F(x) =x J 1F(x) x
电力系统潮流计算方法
•牛顿拉夫逊法
•其中
F1 x 1 F2 F x1 J x Fn x1 F1 x2 F2 x2 Fn x2 F1 xn F2 xn , F(x) Fn xn F1 ( x) x1 F ( x) x 2 , x = 2 F ( x ) n xn
y12 y22 yn 2
y1n y2 n ynn
分别称为接点注入电流向量，节电电压向量，节点导纳矩阵
电力系统潮流计算的数学模型 节点电流向量的形成 所有注入节点i的有源支路电流的向量和， 流入为正，流出为负
电力系统潮流计算的数学模型 导纳矩阵的形成 对角元Yii：所有与节点i直接相连的支路的 导纳之和 非对角元Yij：节点i和节点j之间支路导纳 取负值 特点：高度稀疏（零元素很多）
电力系统潮流计算的数学模型
•节点分类
当网络结构和参数已知（即导纳矩阵已知）时， 每个节点共有四个变量（有功，无功，电压的幅 值和相角），故对于n节点系统，共有4n个变量。 而上述模型只有 2n 个方程。故对每个节点，必 须要进行一定约束，才能求解。这是节点分类的 原因
潮流计算的基本算法及使用方法
潮流计算的基本算法及使用方法一、 潮流计算的基本算法1. 牛顿－拉夫逊法1．1 概述牛顿－拉夫逊法是目前求解非线性方程最好的一种方法。
这种方法的特点就是把对非线性方程的求解过程变成反复对相应的线性方程求解的过程，通常称为逐次线性化过程，就是牛顿－拉夫逊法的核心。
牛顿-拉夫逊法的基本原理是在解的某一邻域内的某一初始点出发，沿着该点的一阶偏导数——雅可比矩阵，朝减小方程的残差的方向前进一步，在新的点上再计算残差和雅可矩阵继续前进，重复这一过程直到残差达到收敛标准，即得到了非线性方程组的解。
因为越靠近解，偏导数的方向越准，收敛速度也越快，所以牛顿法具有二阶收敛特性。
而所谓“某一邻域”是指雅可比方向均指向解的范围，否则可能走向非线性函数的其它极值点，一般来说潮流由平电压即各母线电压(相角为0，幅值为1)启动即在此邻域内。
1．2 一般概念对于非线性代数方程组即 ()0,,,21=n i x x x f ()n i ,2,1= (1－1)在待求量x 的某一个初始计算值()0x附件，将上式展开泰勒级数并略去二阶及以上的高阶项，得到如下的线性化的方程组()()()()()0000=∆'+x x f x f (1－2)上式称之为牛顿法的修正方程式。
由此可以求得第一次迭代的修正量()()()[]()()0100x f x f x -'-=∆ (1－3)将()0x∆和()0x相加，得到变量的第一次改进值()1x。
接着再从()1x出发，重复上述计算过程。
因此从一定的初值()0x出发，应用牛顿法求解的迭代格式为()()()()()k k k x f x x f -=∆' (1－4)()()()k k k x x x ∆+=+1 (1－5)上两式中：()x f '是函数()x f 对于变量x 的一阶偏导数矩阵，即雅可比矩阵J ；k 为迭代次数。
由式（1－4）和式子（1－5）可见，牛顿法的核心便是反复形成求解修正方程式。
一、潮流计算概述、基本方法
1 Yii = zT
1 Yij = − & KzT
1 Y ji = − ˆ KzT
1 Y jj = 2 K zT
由于变比K为复数，造成Yij与Yji不等，因此，移相器 没有相应等值电路。而且，含有移相器的电力网络的 导纳矩阵不对称。
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（四）节点导纳矩阵 反映了电力网络的参数及接线情况 由导纳矩阵所构成的节点方程式是电力网络广泛应用的一 种数学模型。
& = K − 1 V + 1 (V − V ) & & & Ii i i j KzT KzT & = 1 − K V + 1 (V − V ) & & & Ij j j i K 2 zT KzT
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得变压器等值电路：
& Vi & Ii
KzT K −1
K zT 1− K
电力系统稳态分析
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0、课程简介
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主要内容（一） 主要内容（ 电力系统潮流计算 基础知识 概述、潮流问题的数学模型 Geuss-Seidal 法，N-R法 线性稀疏方程的解法 FDLF法 保留非线性潮流算法 最小化潮流算法 最优潮流问题 几个特殊性质的潮流计算简介
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主要内容（二） 主要内容（ 电力系统状态估计 概述 电力系统运行状态的表征与可观察性 最小二乘估计 不良数据的检测、不良数据的辩识 非二次准则的电力系统状态估计方法简介
& & & & I 1 = Y11V1 + Y12V2 + L + Y1iVi + L + Y1nVn . & + Y V +L + Y V +L + Y V & & & I 2 = Y21V1 22 2 2i i 2n n M . & & & & I i = Yi1V1 + Yi 2V2 + L + YiiVi + L + YinVn M . & & & & I n = Yn1V1 + Yn 2V2 + L + YniVi + L + YnnVn
电力系统潮流计算中负荷一般采用什么数学模型描述
c)计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值。
(８分)
d)计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值,并作三线图标明
该侧线路各相电流的实际方向（9分）
八、如下图所示单机无穷大系统，假设发电机内电势E′恒定，输入无穷大母线的功率为Ｐ0+jQ0,
（1）忽略机械阻尼Ｄ,写出正常运行时的转子运动方程(标么值）;（5分）
（2）写出工作点附近线性化后的转子运动方程；(5分）
（3）试用特征根分析该系统的静态稳定性,并写出静态稳定功率极限Pｍax;(8分）
（4）若K点发生三相短路，试用等面积定则作图并说明极限切除角的计算原理；(１2分）
∠
s
V
δ
∠
E
X T
G
P0+jQ
K
X T
X L
X L
D
T
X
J
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,
,'。
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七、系统接线如下图，线路f处发生金属性B、C相接地短路。已知各元件参数为：
发电机G：SN=60MVA, VN=10.5KV，Xd″=0.2, X2=0.25，E″=11KV；
变压器T-1：SN=60MVA, Vs（%）=10.5，KT1=10.5 /115kV；
变压器T-2：SN=60MVA, Vs（%）=10.5，KT2=115/10.5kV；
c)计算短路点的入地电流有名值和A相电压有名值。(8分)
d)计算短路时发电机侧线路流过的各相电流有名值，并作三线图标明该侧线路各相统，假设发电机内电势E′恒定，输入无穷大母线的功率为P0＋jQ0，
（1）忽略机械阻尼D，写出正常运行时的转子运动方程（标么值）；（5分）
一、电力系统潮流计算中负荷一般采用什么数学模型描述？通过潮流计算结果如何得出系统网损值？当潮流计算结果表明电网中局部母线电压偏低时，一般可以采取那些调整措施？（20分）
二、已知某电网的节点导纳矩阵Yn，电网中某变电站为双母线运行，两条母线对应的编号为i和j。试问当双母线间母联开关状态由断开变为闭合时，节点导纳矩阵应该如何修改？（10分）
线路L：长L=90km, X1=0.4Ω/km, X0=3.5X1；
负荷LD：SLD=40MVA，X1=1.2, X2=0.35。
选取基准功率SB=60MVA，基准电压为平均额定电压，要求：
a)制定正、负、零序网，计算网络各元件序参数标幺值。（10分）
b)计算各序组合电抗及电源组合电势并绘制复合序网。(8分)
（2）写出工作点附近线性化后的转子运动方程；（5分）
（3）试用特征根分析该系统的静态稳定性，并写出静态稳定功率极限Pmax；（8分）
（4）若K点发生三相短路，试用等面积定则作图并说明极限切除角的计算原理；（12分）
三、电力系统有功经济运行和无功经济运行的优化目标分别是什么？试简述等微增率准则的含义及用途。（10分）
四、试分别说明一次调频和二次调频的特点。电力系统选择主力调频机组时一般会考虑那些因素？（10分）
五、恒定电势源网络发生三相短路时相电流包含那些分量？无阻尼绕组发电机机端三相短路时定子电流由包含哪些分量？其中，哪些是强制分量，哪些是自由分量？（10分）