电力系统稳态分析_CH_5
电力系统稳态分析与优化
电力系统稳态分析与优化随着时代的发展和科技的进步，我们的日常生活离不开电力，而巨大的电力需求则需要一个稳定、可靠的电力系统来保障。
电力系统的稳态分析和优化便成为了一项重要的任务。
电力系统的稳态分析主要是对电力系统运行中存在的各种问题进行分析和评估，如电压波动、频率偏差、电力负荷不平衡等。
稳态分析的目的是为了保障电力系统的稳定性和安全性，避免出现电力故障和停电等情况。
稳态分析的核心是电力系统的模型建立和分析，其中最关键的是负荷特性和发电机组特性的分析和建模。
负荷特性的分析和建模需要对电力用户的需求进行深入理解，从而对负荷进行合理的划分和分析，并建立负荷模型。
而发电机组特性的分析和建模则是建立发电机组运行曲线，包括电机的电磁系数、机组机械特性等，从而对发电机组的性能进行建模。
除此之外，电力系统中还存在着复杂的电力网络，包括输电线路和变电站等，它们的特性和运行方式也需要被充分考虑。
通过对电力网络进行建模和分析，可以找到电力系统中存在的问题和隐患，并进行有效的解决。
稳态分析的另一个重要任务是电力系统的优化。
通过对电力系统的优化设计和调整，可以大大提高电力系统的运行效率和能力。
优化的主要内容包括电力负荷的合理调度、发电机组的最优运行状态和电力网络的最优传输。
在优化过程中，需要充分考虑电力系统需求和经济效益，以保证系统的稳定性和可靠性的前提下，尽可能地减少系统的运营成本。
电力系统的稳态分析和优化是一个复杂而又具有挑战性的任务。
为此，我们需要利用现代科技手段，如计算机模拟、数据分析等，对电力系统进行深入的研究和分析。
同时，我们也需要通过不断地学习和实践，掌握电力系统的运行规律和技术要点，不断提升电力系统的运行能力和安全性。
电力系统是现代社会的重要基础设施之一，其稳定运行和优化设计对于保障国家能源安全和经济发展至关重要。
我们应该始终关注电力系统的稳态分析和优化，加强对电力系统的研究和探索，为建设一个更加安全、高效和可靠的电力系统做出贡献。
第五章 电力系统稳态分析
40
（二）两端电压不相等供电网的功率分布 计算步骤 ①计算供载功率； ②计算循环功率； ③在同一支路中迭加供载功率和循环功率；
41
循环功率按下式计算
S ci
(U A U B )U N Z AB
n
*
*
＋S ＝ S ④算出初步功率分布后，由 S A B i i 1 和 SB 的计算正确与否。 可校验 S A
S LD
I
31
说明
①开式地方网一般只需计算功率分布和最大电压损 耗以及电压最低点电压； ②功率分布由末端向首端逐个环节推算；最大电 压损耗由首端向末端逐点推算； ③线路最大电压损耗是比较重要的运行参数。
32
④一般情况下，对于有n个集中负荷的无分支地方 电力网，其电源点（假设为A点）的输出功率为
★ 110kV及以下电压等级的电力网
2
U1 U 2 U 2
16
工程实际中，线路电压损耗常用线路额 定电压UN的百分数表示，即
U1 U 2 U % 100 UN
规程规定：电力网正常运行时的最大电压损 耗一般不应超过10% ；故障运行 一般不超过15%~20%。
17
电压偏移：电力网中任意点的实际电压U同该处 网络额定电压UN的数值差。
第5章 电力系统稳态分析
1
电力系统的潮流计算
电力系统的频率与有功功率 电力系统的电压与无功功率 电力系统经济运行
2
5.1 电力系统的潮流计算
电力网的功率损耗
电力网环节的功率平衡和电压平衡
开式电力网的潮流计算
两端电源供电网的潮流计算
电磁环网的功率分布与电压计算
3
电力系统稳定性分析与评估
电力系统稳定性分析与评估电力系统是现代社会中最为关键的基础设施之一，对于国家经济的发展和人民生活的保障都具有非常重要的作用。
在这样一个大系统中，要保证系统的稳定性是非常必要的。
如果系统失稳，将会导致电力系统运行中断甚至导致系统崩溃。
因此，本文将针对电力系统稳定性进行分析与评估。
电力系统的稳定性是指电力系统在扰动作用下能够保持稳定的能力。
这种扰动可以来自于负荷的变化，也可以来自于外部电网的故障。
为了量化电力系统的稳定性，通常采用以下三种指标：动态稳定、暂态稳定和静态稳定。
动态稳定性是指电力系统在运行过程中对于较小的扰动，如负荷变化和电力设备的故障等，能够保持稳定的能力。
而暂态稳定性则是指电力系统在经历重大扰动后，如输电线路发生短路或电力设备过载燃毁等故障，能够在短时间内回复到原有的稳定状态的能力。
最后，静态稳定性是指电力系统在负荷变化或电力设备参数变动时，能够保持稳定的能力。
在评估电力系统的稳定性时，需要先了解电力系统的结构及其构成元素。
电力系统主要由发电机，变压器，输电线路和负荷组成。
其中发电机和变压器是电力系统中的重要组成部分，它们的稳定性对于整个系统的稳定性起着至关重要的作用。
对于电力系统的稳定性评估，可以采用各种方法，如经典的机械特征法、模型误差法和现代控制理论等。
机械特征法是最早的一种用于分析电力系统动态稳定性的方法，通过计算电力系统的阻尼比和动稳定裕度等特征来评估电力系统的稳定性。
而模型误差法则是通过建立电力系统动态模型，并比较建立模型和实际情况之间的误差，进而评估系统的稳定性。
现代控制理论则采用现代数学方法对电力系统进行建模，评估系统的稳定性。
对于电力系统的稳定性评估结果的应用，可以帮助决策者更好地了解电力系统的稳定性情况，进而制定更好的系统运行措施。
例如可以设立一套系统监控指标，能够及时预警电力系统运行及其稳定可能出现的问题，及时采取措施，保障该系统的长时间、高负荷运行。
最后，总的来说，电力系统稳定性分析与评估是电力系统维护中一个不可或缺的环节。
电力系统稳态分析讲解第五章
( i 1,2, , n)
C PGi
C Fi ( PGi )
i 1 n
dFi ( PGi ) dPGi
( i 1,2, , n)
24
不等式约束的处理
功率上下限约束
PGi min PGi PGi max
先不考虑该约束条件进行经济分配计算，若发现 越限，越限的发电厂按极限分配负荷，其余发 电厂再按经济分配。 节点电压及无功功率约束 Vi min Vi Vi max
F F1 ( PT 1 ( t ))dt
0
这是一个求泛函极值问题，一般应用变分法求解。
27
§5.2电力系统中有功功率的最优分配
5、水、火发电厂间的负荷经济分配
变分法求解，分段处理 等式约束： H 2. k
P
W
k t
PT 1.k PLD.k 0
( PH 2. k )t k K 2 0
弧炉、轧钢机、电力机车等冲击性负荷
调频器 频率的二次调整，由调频发电厂的机组承担
（3）变动周期最大，变化幅度最大：气象、生产、生活规律， 可预测。
根据预测负 荷，按等耗 量微增率准 则在各机组 间进行最优 负荷分配
频率的三次调整，电力系统的经济运行调 度（发电计划）
6
§5.1电力系统中有功功率的平衡
dF1 ( PG 1 ) 0 dPG 1 dF2 ( PG 2 ) 0 dPG 2 PG 1 PG 2 PLD 0
等耗量微增率
1 2
21
物理意义：
dF dF2 假如两台机组微增率不等： 1 ，并且总输出功率不变， dP 1 dP 2 G G 调整负荷分配，机组 减少P，机组2增加P，节约的燃料消耗为： 1
电力系统的稳定性分析及优化
电力系统的稳定性分析及优化一、稳定性分析的概念和意义电力系统稳定性是指当外界扰动（如负荷变化，短路故障等）发生时，电力系统的设备能够保证正常的运行，不会发生不可逆的系统损坏和严重的电力停电现象。
稳定性的分析和优化是保证电力系统正常运行的一个必不可少的工作。
二、稳定性分析的方法（1）能量分析法能量分析法是通过对发电机转子能量进行分析和比较，来确定系统稳态运行是否处于稳定状态的一种方法。
其基本原理是同步发电机在稳态运行时，总能量守恒，当总能量不守恒时，就会引起系统的偏离，从而导致电力稳定性的降低。
（2）相平面分析法相平面分析法通过建立电力系统稳态模型，以相平面的方式展示稳态点所在位置及其稳定性的情况。
通过对相图的分析可以确定电力系统中的稳态点及其对应的特征根，从而判断系统的稳定性是否存在问题。
（3）大电网动态仿真分析法随着电力系统的不断发展和电网的日益复杂，电力系统模型的非线性程度也日益增加。
大电网动态仿真分析法可以在复杂的电力系统中有效地模拟复杂的电网系统，准确地分析系统的稳定性和优化措施。
三、稳定性优化的方法（1）增加备用发电机在电力系统中增加备用发电机，可以使系统的发电能力得到提高，同时对于系统的稳定性也有很大的帮助。
在电力系统发生故障或突发大负荷时，增加的备用发电机可以迅速转入工作，保证系统的正常运行。
（2）降低系统的电压质量在电力系统的运行中，电压降低和波动都会影响电力系统的稳定性。
通过降低电力系统的输电线路电阻，增强电力系统的电压稳态控制功能，可以有效地提高系统的电压质量，从而提高系统的稳定性。
（3）配电自动化系统的升级现代化的配电自动化系统可以通过采用现代化的控制技术，对电力系统进行远程监控和自动化控制。
在电力系统的发生故障时，自动化系统可以及时切断故障段进行隔离，最大限度地保证了电力系统的稳定性，并且对于系统的后期的优化工作也具有重要的意义。
四、稳定性分析的案例应用在实际的电力系统运行中，稳定性分析在保证电力系统正常运行的过程中起着重要的作用。
电力系统稳态和暂态的分析与优化
电力系统稳态和暂态的分析与优化电力系统是指由电力设备、输电线路和变电站等组成的、输送、配送电能的物理系统。
它是支撑现代社会正常运转的基础设施之一，对于国家的经济发展和人民的生活水平都有着至关重要的作用。
在电力系统中，稳态和暂态是两个非常重要的概念，它们分别指的是电力系统的运行状态。
本文将对电力系统稳态和暂态进行分析，并讨论如何进行优化，以保障电力系统的稳定运行。
一、稳态分析稳态是指电力系统在一定的负荷条件下，各种电量、电压、电流等参数基本上保持不变的状态。
在稳态下，电力系统的各个部分和元件的电量和电参量都具有稳定的数值，因此可以通过计算分析来获取电力系统的各项性能指标。
电力系统的稳态分析是指，在任意一种运行状态下，通过分析系统中各元件的参数，计算系统中电量、电压、电流等对电力系统的影响，从而判断系统的负载是否平衡，各个元件的安全是否得到保障。
其核心是电力系统网络中电量、电压和电流的计算分析，以此来判定系统的稳定性和安全性。
稳态分析的核心是对电力系统中电量、电压、电流等参数进行计算。
这些参数的计算一般包括两种方法：一是基于电力系统的数学模型进行分析和计算，这种方法需要复杂的数学计算和高超的专业知识，但计算结果准确可靠；二是使用经验公式和统计方法进行计算，这种方法计算简单，精度稍低，但在实际应用中非常方便。
在稳态分析过程中，还需要对电力系统的各个部分进行监测和调整，以保障系统的运行。
例如，对于输电线路，需要定期进行检修，以保障其安全可靠运行；对于发电机组，需要及时清洗散热器，以提高其散热效率。
这些维护工作都是为了保证电力系统的稳定运行，保障电力供应的安全和可靠性。
二、暂态分析暂态是指电力系统在变化或受到某种扰动时，电量、电压、电流等参数的变化状态。
在暂态下，电力系统的各个部分和元件都处于变化状态，因此其性能指标相对于稳态要更为复杂。
为了保证电力系统的安全性和可靠性，必须对暂态进行分析和控制。
暂态分析是指在电力系统受到变化或扰动时，通过计算分析电气设备中的物理变量，如电压、电流等指标变化规律，从而判定系统的安全性、稳定性和可靠性。
电力系统稳态运行分析与优化研究
电力系统稳态运行分析与优化研究第一章引言随着我国经济发展的速度不断加快，电力系统的发展和运行成为我国发展的重要支撑。
电力系统是电能生产、输送、分配和使用的综合体系，是现代社会的重要基础设施。
电力系统的稳态运行是保障电力系统安全、经济、高效运行的基础。
因此，对电力系统稳态运行分析和优化具有重要的现实意义和技术价值。
本文主要对电力系统稳态运行的分析和优化进行研究探讨。
第二章电力系统稳态运行的概述电力系统的稳态运行是指在一定的负载和电网结构条件下，电路参数不发生大幅度变化，电网电压、频率和功率因数等各种电气量保持稳定，电网的安全性、经济性和可靠性得到保障。
电力系统的稳态运行是保证系统正常运行的基础，也是保证电力系统高效、稳定供电的前提。
电力系统稳态运行的主要内容有：1.电力系统计算模型的建立和应用电力系统计算模型是指对电力系统进行分析、计算和分析的数学模型。
常用的电力系统计算模型有潮流计算模型、电压稳态分析模型、阻尼振荡分析模型等。
电力系统计算模型的建立和应用是电力系统稳态运行分析和优化的基础，通过对电力系统计算模型的建立和应用，可以分析电力系统的各种电气变量，包括电压、电流、功率、功率因数、损耗等，以及各种运行状态，从而为电力系统的稳态运行提供支撑。
2.电力系统的潮流计算潮流计算是电力系统数学模型的一种应用，是对电力系统的电压、电流、功率和电力设备的功率因数、负载率等各种运行状态进行计算和分析的过程。
潮流计算是电力系统计算模型的基础，是电力系统稳态运行分析和优化的重要工具之一。
3.电力系统发电机机组控制技术电力系统的发电机机组控制技术是保证电力系统稳态运行的关键技术之一，主要包括机组功率控制、机组频率控制、机组电压控制等。
发电机机组控制技术的应用可以调节发电机机组的电力输出、频率、电压等参数，在保证系统稳定性和安全性的前提下，满足用户用电要求，并确保电网的稳定供电。
4.电力系统故障分析与处理技术电力系统故障分析与处理技术是保证电力系统稳态运行的重要手段之一，它是指在电力系统发生故障时，快速鉴别故障原因并及时采取必要的措施，使电力系统能够快速恢复正常运行。
电力系统稳定性分析
PEq'
Ud
Eq&q'Ud sin U2 (Xd Xd')sin2
Xd'
2 XdXd'
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8
P E'q E q X 'U d'dsinU 22(X X dd X X dd '')si2 n
2021/9/21
9
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二、凸极式发电机的功－角特性方程
1、以空载电势Eq和同步电抗Xd、Xq表示发电机 时
Eq Uq Id Xd 0 Ud Iq Xd
发电机输出的有功功率 ： PEq U d I d U q I q
PEq
EqUd Xd
UdUq
(
1 Xq
1 Xd
)
EqU sin U2 Xd Xq sin2
Xd
2 Xd Xq
10
PEq E X qU d sinU 22X X dd X X qqsi2 n
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1
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2
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3
同步发电机组转子运动方程式，式电力系统稳定性分析与 计算中最基本的方程式。用来判断电力系统受到扰动后 能否保持稳定性的最直接根据！
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4
第二节 发电机的功－角特性方程式 发电机的功－角特性：
发电机输出的电磁功率和功率角的关系 一、隐极式发电机的功－角特性方程
2021/9/21
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2、以交轴次暂态电势Eq’和直轴暂态电抗Xd’表示发电机 时
Eq Uq Id Xd 0 Ud Iq Xd
发电机输出的有功功率 ： PEq U d I d U q I q
电力系统的稳定性分析与优化控制
电力系统的稳定性分析与优化控制一、引言电力系统是现代工业发展的重要基础，其稳定性是保障电力系统正常运行的关键因素，而电力系统受到外界扰动时容易出现电压振荡或电网崩溃等问题，因此，电力系统的稳定性分析与优化控制成为电力系统研究的热点问题。
二、电力系统稳定性分析电力系统稳定性是指系统受到扰动时，系统能够恢复到原有的稳态或进入到一个新的稳态的能力。
电力系统的稳定性分析是为了评估电力系统受到干扰时稳态运行能力，通常可分为动态稳定分析和静态稳定分析。
1、动态稳定分析动态稳定分析是指电网受到外界扰动时，电网的电压、电流等参数随时间变化的情况下，系统能够保持稳定运行的能力。
动态稳定分析常用的方法是暂态稳定分析方法，该方法通过建立电力系统暂态稳定问题的数学模型，然后通过计算机模拟的方法来得到电力系统的暂态稳定裕度，来评估电网的稳定性能。
2、静态稳定分析静态稳定分析是指电网在无扰动时的稳态运行能力，通常包括电力系统潮流计算、电力系统节点电压裕度分析、最大负荷能力分析等内容。
静态稳定分析常用的方法是潮流计算方法，该方法通过电网拓扑结构、元件参数和外部负荷等信息计算出电网中各节点的电压、电流、有功功率、无功功率等各种参数，进而评估电网的稳定性能。
三、电力系统优化控制电力系统优化控制是指通过对电力系统的模型进行优化设计和控制策略的优化，对电力系统进行安全、稳定和经济运行的一种综合性技术。
通常分为发电机控制优化、输电线路控制优化和负荷控制优化。
其中，输电线路控制优化和负荷控制优化比较容易实现，而发电机控制优化则需要较高的技术水平和资金支持。
电力系统优化控制的目的是通过人工智能、高级算法等方法，将电力系统的建模、优化和控制集成到一起，一次性满足电力系统的优化、自愈和调度功能，以实现对电力系统的智能化控制。
四、总结电力系统稳定性分析与优化控制是实现电力系统安全、稳定、经济运行的重要保障。
在稳定性分析方面，动态稳定分析和静态稳定分析是两个不可或缺的部分，其中暂态稳定分析和潮流计算两种方法是比较常用的分析方法；在优化控制方面，通过发电机控制优化、输电线路控制优化和负荷控制优化实现电力系统的智能化控制。
电力系统稳定分析与控制
电力系统稳定分析与控制1. 引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，其稳定性对于保障电力供应的可靠性和安全性至关重要。
因此，对电力系统的稳定性进行准确分析和有效控制具有重要意义。
2. 电力系统稳定性2.1 稳定性定义电力系统稳定性是指在外部扰动或内部故障情况下，系统恢复到新的稳态工作状态所需的时间和过程。
主要包括动态稳定性和静态稳定性。
2.2 动态稳定性分析动态稳定性分析是评估电力系统在大幅负荷变化或故障发生时系统的动态响应能力。
通过建立系统的数学模型和求解微分方程，可以得到系统的动态响应曲线，从而评估系统的动态稳定性。
2.3 静态稳定性分析静态稳定性分析是评估电力系统在小幅负荷变化或短路故障发生时系统的稳定性。
通过计算系统中各节点的功率余量和电压裕度，可以判断系统是否处于静态稳定状态。
3. 电力系统稳定性控制3.1 主动控制方法主动控制方法主要包括功率调节和电压调节。
功率调节通过调整发电机的出力和传输线路的有功功率来维持系统频率稳定。
电压调节通过调整发电机的励磁电压和变压器的调压器来维持系统电压稳定。
3.2 进化算法在稳定性控制中的应用进化算法是一类基于遗传算法、模拟退火算法和粒子群优化等方法的智能优化算法。
它们可以应用于电力系统的稳定性控制中，通过优化控制参数，提高系统的稳定性。
4. 电力系统稳定性分析与控制的案例分析4.1 案例一：电力系统频率稳定分析与控制通过建立电力系统的频率响应模型，分析系统在突发负荷变化下的频率稳定性，并提出相应的控制策略，包括发电机出力的调整和负荷侧的功率控制。
4.2 案例二：电力系统电压稳定分析与控制通过建立电力系统的节点电压模型，分析系统在负荷扰动和线路故障下的电压稳定性，并提出相应的控制策略，包括调整发电机的励磁电压和变压器调压器的操作。
5. 结论通过对电力系统稳定性的准确分析和有效控制，可以提高电力系统的可靠性和稳定性，保障电力供应的安全性。
未来，随着新能源的快速发展和电力系统规模的不断扩大，电力系统稳定性分析与控制将面临新的挑战，需要进一步研究和探索。
电力系统运行稳定性分析与优化
电力系统运行稳定性分析与优化随着人类社会的发展，电力系统成为了现代社会的基础设施之一，其对于生产、生活和国家安全乃至人民生命财产的保障至关重要。
电力系统的运行稳定性是电力系统一项非常关键的指标，对于保障电网安全稳定运行，提高电力资源完整利用率具有着至关重要的作用。
一、电力系统运行稳定性分析电力系统运行稳定性是指电力系统在受到外界扰动而进行恢复时，系统内各个环节之间保持相对稳定，不会因为某一环节的波动而导致整个系统的崩塌。
电力系统运行稳定性的分析主要包括故障分析、暂态分析和稳态分析。
故障分析是指电力系统在发生故障的情况下被迫从正常状态下转变为另一种状态。
故障分析主要包括短路故障和断路故障，其主要目的是为了防止故障向电力系统周边扩散。
暂态分析是指在电力系统受到短时间外部冲击（如雷击等）之后，系统能否在短时间内恢复正常，主要包括电力系统的动态响应、振荡等指标。
暂态分析主要通过计算电力系统的传输及负荷特性，来确定电力系统的不同工作状态下的临界状态和保护措施。
稳态分析是指确定电力系统在稳定运行条件下的电力负荷和电力产量平衡情况。
稳态分析主要关注于电力系统的主要参数，如电压、频率等，并进行相应的压降、电力损耗等因素的分析。
二、电力系统运行稳定性优化电力系统的优化目标是为了实现最小的系统损耗和最大的电力输出。
电力系统的优化分为长期、中期和短期的优化，其主要的目标是为了实现电力系统的最优调度，提高系统的效率和运行的稳定性。
长期优化以年为单位，主要目标是确定电力系统的投资和发展计划。
优化方案主要包括电网扩建、升级和更新电力设施等。
中期优化以月为单位，主要目标是确定电力系统的生产和生活负荷预测、电力资源分配、电力机组开关状态等。
优化方案主要包括电力机组参数的调整、发电计划的调整等。
短期优化以日为单位，主要目标是实现电力生产的最大效益，优化方案主要包括电力机组的启停和电力负荷的分配，并实现对电力系统的控制和监测，以保证电力系统的正常运行和稳定性。
电力系统稳态与暂态分析研究
电力系统稳态与暂态分析研究电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施，它为工业生产、商业活动和居民生活提供了稳定可靠的电能供应。
为了确保电力系统的可靠运行，稳态与暂态分析的研究变得至关重要。
本文将从电力系统的稳态与暂态分析的概念入手，探讨其研究内容、方法以及在现实应用中的意义。
一、电力系统稳态分析电力系统的稳态分析主要研究系统在恢复稳态下的工作特性和电气参数。
稳态是指电力系统在负荷和发电均衡的情况下，电气参数、电压、功率等保持稳定的状态。
稳态分析的主要目标是确定电力系统的运行状态，以及评估系统的稳定性、可靠性和经济性。
稳态分析的研究内容包括电力系统元件的电气参数计算，例如发电机电流、电压和功率因数等；负荷特性的分析，例如各个负荷节点的功率需求和负荷间关系；电压和功率的传输与分配，例如线路的电气损耗和潮流计算；还包括调度和控制策略的制定，以确保电力系统的可靠运行。
稳态分析的方法主要有潮流计算、灵敏度分析和稳定边界计算等。
潮流计算是最常用的方法，用于计算电力系统中各个节点的电压、相角和功率等。
通过潮流计算，可以对电力系统进行规划、调度和控制，以保持系统的稳定性。
电力系统稳态分析的意义在于帮助电力公司和运营商合理安排电力资源的利用，提高电力供应的可靠性和经济性。
稳态分析可以为电力系统规划、运行和扩建提供科学依据，减少电力系统的故障，提高电力系统的可靠性和安全性。
二、电力系统暂态分析电力系统的暂态分析主要研究系统在发生电气故障或异常情况时的动态响应和稳定恢复过程。
暂态是指电力系统在发生故障后的短暂时期内，电流、电压和功率等参数发生瞬时变化的过程。
暂态分析的目标是研究故障对电力系统的影响，以及确定系统的动态稳定性和可靠性。
暂态分析的研究内容包括电力系统在故障前、故障期间和故障后的电气特性，例如故障电流、电压暂降和暂增等；还包括故障修复和系统恢复的策略、方法和时间等。
暂态分析还需要考虑电力系统元件的动态特性，例如发电机的失稳特性和变压器的励磁过程等。
电力系统稳态分析-
二级负荷：对这一级负荷中断供电，将 造成大量减产，人民生活受影响。
三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。
二．电力系统的结线方式
包括单回路放射式、干线式和链式网络
优点：简单、经济、运行方便
无备用结线 缺点：供电可靠性差
3. 原动机功率约束。即发电机的额定功率。直 线BC。
4. 其他约束。当发电机以超前功率因数运行的 场合。综合为圆弧T。
5.
发电机组的数学模型：
发电机组在约束的上、下限（功率极限） 运行。
通常以两个变量表示，即发出的有功功率 P和端电压U的大小 或发出的有功功率P 和无功功率Q的大小。
第二节 变压器的参数和数学模型
P E q U sin
xd
Q E q U cos U 2
xd
xd
二．隐极发电机组的运行限额和数学模型
P
P
B
C
E qN
N O' N
N j I N x d
U N
Q
O
b
I N
图 2-3 隐 极 式 发 电 机 组 相 量 图
B
T
E
qN
U (
N
xd
)
S
I
N
xd
U (
N
xd
S
2 N
U
2 N
RT
Pk
S
2 N
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
U
2 N
RT
RT
Pk U
2 N
S
2 N
经过单位换算：
电力系统稳态分析
电力系统稳态分析发布时间：2021-09-13T23:36:19.123Z 来源：《基层建设》2021年第17期作者：高云飞[导读] 摘要：电力系统作为一个强大的多维复杂系统，其稳态分析非常重要。
身份证号码：41022219891126XXXX摘要：电力系统作为一个强大的多维复杂系统，其稳态分析非常重要。
近年来，许多大型电力系统都引进了新型的设备，使得电力系统在更加功能化的同时，也更加难以控制。
随着电力系统规模和复杂性的不断增加，电力系统的安全性、经济性和稳定性问题越来越受到重视。
关键词：电力系统；稳定性；控制因素随着科学技术的发展和经济的进步，电力系统变得越来越复杂和庞大，电力系统的稳定性问题也越来越突出。
1.电力系统稳定电力系统的稳定性对整个系统的正常运行起着至关重要的作用，它决定着交流远距离输电的距离和容量。
此外，随着经济的发展和科学技术的进步，城市甚至村庄的用电量逐渐增加，导致一些大型电网的负荷中心容量不断增加，因此远距离重载输电变得十分普遍。
长距离大负荷输电给电力系统的安全运行带来了诸多问题，需要进一步加强电力系统的稳定性。
2.电力系统稳定文类2.1功角稳定电力系统功角稳定性是指同步电动机互联后保持同步的能力。
电力系统角度稳定的普遍问题是缺乏足够的振荡阻尼。
相对于其他电力系统稳定性研究，专家们对功角稳定性的研究起步较早，因此研究方法和研究成果也较为成熟。
电力系统功角稳定性的研究是根据同步马达转矩的变化和同步马达的特点，找出导致功角稳定性的一些因素，如同步转矩不足或阻尼力矩不足。
功角稳定性的主要问题是由于同步转矩不足而引起的静态稳定性和暂态稳定性，此外，由于阻尼转矩不足，还存在扰动稳定性小、扰动稳定性大等问题。
2.2电压稳定电力系统电压稳定性的研究相对较晚，但对电力系统的稳定性起着重要作用，近年来受到许多研究者的关注。
电压稳定性是指当电力系统在一定的事故运行状态下突然受到干扰时，母线保持稳定电压的能力。
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26
三. 频率的一次调整
1.
1)
概念介绍
发电机的单位调节功率:发电机组原动机或电源频 率特性的斜率.
PG (Mw / Hz ) KG = f PG f N K G* = = K G f N / PGN PGN f
标志着随频率的升降发电机组发出功率减少或增加 的多寡.
27
1. 概念介绍
2)
发电机是调差系数:单位调节功率的倒数. f f N f0 f0 f N σ = = = PG PGN 0 PGN
单位:吨/小时
上述函数可用试验数据通过最小二乘法拟合而 成,根据前人经验,阶数为2比较合适,即
2 f i = a2i PGi + a1i PGi + a0i
12
2. 电力系统经济调度的数学模型
总的目标函数为:
min f i () = Fcos t =
i#43; a1i PGi + a0i 2i
i =1 Gi i =1
Li
=0
PG1min ≤ PG1 ≤ PG1max , PG 2 min ≤ PG 2 ≤ PG 2 max QG1min ≤ QG1 ≤ QG1max , QG 2 min ≤ QG 2 ≤ QG 2 max U1min ≤ U1 ≤ U1max , U 2 min ≤ U 2 ≤ U 2 max
fPGN f0 f N σ% = ×100 = × 100 f N PGN fN 发电机的单位调节功率与调差系数的关系: 1 K G* = ×100 σ%
一般来说发电机的单位调节功率是可以整定的: σ % =3~5或 K G* =33.3~20 汽轮发电机组 σ %=2~4或 K G* =50~25 水轮发电机组
10
1.
数学模型 一般非线性规划问题可描述为满足非线 性约束条件是非线性函数的最小值问题,其 标准形式为:
min f ( x) s.t. h( x) = 0 g ≤ g ( x) ≤ g
即在满足h(x)=0的等式约束条件下和g(x)不等 式的条件下,求取目标函数f(x)值最小.
11
2. 电力系统经济调度的数学模型
对于整个系统:
∑ P ∑ P
i =1 n Gi i =1 n Gi
n
n
Li
P∑ = 0
若不计网损:
∑ P ∑ P
i =1 i =1
Li
=0
14
2. 电力系统经济调度的数学模型
3)
不等式约束条件:为系统的 运行限制.
PGi min ≤ PGi ≤ PGi max QGi min ≤ QGi ≤ QGi max U i min ≤ U i ≤ U i max
3) 4) 5)
;
取 r2(1) < r2( 0 ) .自第二步开始重复计算;
6)
( 继续计算,直到求得的 K 2k )与给定的K2相等为止.
23
第三节 电力系统的频率调整
一.概述
频率是电力系统运行的一个重要的质量指标,直接影 响着负荷的正常运行.负荷要求频率的偏差一般应控 制在(±0.2~ ±0. 5)Hz的范围内. 一般而言,系统综合负荷的有功功率与频率大致呈一 次方关系. 要维持频率在正常的范围内,其必要的条件是系统必 须具有充裕的可调有功电源.
4)
变量:各发电设备输出有功功率.
15
3. 电力系统经济调度问题的求解
一般用拉格朗日乘数法. 现用两个发电厂之间的经济调度来说明,问题 略去网络损耗. 建立数学模型.
2 min f () = Fcos t = ∑ a2i PGi + a1i PGi + a0i i =1
2 2
1)
2
(
)
∑ P ∑ P
24
频率不稳定给运行中的电气设备带来的危害:
1.
2.
3.
对用户的影响 产品质量降低 生产率降低 对发电厂的影响 汽轮机叶片谐振 辅机功能下降 对系统的影响 互联电力系统解列 发电机解列
25
二. 自动调速系统及其特性
关键在于利用杠杆的作用调整汽轮机或水轮 机的导向叶片,使其开度增大,增加进汽量或进 水量. P224
dF1 (PT 1 ) dW2 (PH 2 ) = r2 =λ dPT 1 dPH 2
21
5. 等耗量微增率准则的推广运用
即:
λT 1 = r2 λW 2 = λ
r2 实际可看作是一个换算系数,也称为水价系数.
在枯水季节,水电厂承担调频任务, r2 比较小,λ比较大; 在洪水季节,水电厂承担基荷任务, r2 比较大,λ比较小.
7
二.一些名词性解释
有功功率电源:可投入发电设备的可发功率之 和,不应小于包括网损和厂用电在内的系统 (总)发电负荷. 系统的备用容量:系统电源容量大于发电负荷 的部分,可分为热备用和冷备用或负荷备用, 事故备用,检修备用和国民经济备用等.
8
第二节 电力系统中有功功率的最优分配
经济调度的第二个问题是有功功率的最 优分配,包括有功功率电源的最优组合和有 功功率负荷的最优分配.
1)
目标函数:系统发电所需的总费用或所消耗的总燃 料耗量 对于纯火电系统, 发电厂的燃料费用主要与发 电机输出的有功功率有关,与输出的无功功率及电 压等运行参数关系较小 .这种反映单位时间内发电 设备的能量消耗与发出的有功功率之间的关系称为 耗量特性.其函数关系式为:
f i = f i (PGi )
3
第一节 电力系统中有功功率的平衡
电力系统经济调度:是在满足安全和一定质量 要求的条件下尽可能提高运行的经济性,即合 理地利用现有的能源和设备,以最少的燃料消 耗量(或燃料费用或运行成本),保证对用户 可靠而满意地供电. 最优潮流:满足各节点正常功率平衡及各种安 全性不等式约束条件下,求以发电费用(耗量) 或网损为目标函数的最优的潮流分布. 最优潮流的优点:将安全性运行和最优经济运 行等问题综合地用统一的数学模型来描述.
dF2 (PG 2 ) λ = 0 dPG 2
(1)
f (PG1 , PG 2 ) = PG1 + PG 2 PL1 PL 2
17
3. 电力系统经济调度问题的求解
4)
求解(1)得到:
λ1 = λ2 = λ
5)
这就是著名的等耗量微增率准则,表示为使总耗量 最小,应按相等的耗量微增率在发电设备或发电厂 之间分配负荷. 对不等式约束进行处理 对于有功功率限制,当计算完后发现某发电设备越 限,则该发电设备取其限制,不参加最优分配计算, 而其他发电设备重新进行最优分配计算. 无功功率和电压限制和有功功率负荷的分配没有直 接关系,可暂时不计,当有功功率负荷的最优分配 完成后计算潮流分布在考虑.
18
4. 用迭代法求解电力系统经济调度问题
1) 2) 3)
设耗量微增率的初值 λ( 0) ;
( 求与λ( 0) 对应的各发电设备应发功率 PGi0 ) ; ( 校验求得的 PGi0 ) 是否满足等式约束条件:
( PGi0) ∑ PLi = 0 ∑ i =1 i =1
(1) (0) 如不能满足,则如 ∑ PGi > ∑ PLi ,取 λ < λ ; 如 ∑ PGi < ∑ PLi ,取 λ(1) > λ( 0) ,自2)开始重新计算.
16
3. 电力系统经济调度问题的求解
2)
根据给定的目标函数和等式约束条件建立一个新的, 不受约束的目标函数——拉格朗日函数.
C * = F1 (PG1 ) + F2 (PG 2 ) λ (PG1 + PG 2 PL1 PL 2 )
λ 拉格朗日乘子
3)
对拉格朗日函数求导,得到最小值时应有的三个条 件: dF1 (PG1 ) λ = 0 dPG1
4
一.负荷预测的简要介绍
电力系统经济调度的第一个问题就是研究用户 的需求,即进行电力负荷预测,按照调度计划 的周期,可分为日负荷预测,周负荷预测和年 负荷预测.不同的周期的负荷有不同的变化规 律:
第一种变动幅度很小,周期又很短,这种负荷变动有 很大的偶然性; 2. 第二种变动幅度较大,周期也较长,属于这种负荷的 主要有:电炉,压延机械,电气机车等带有冲击性的 负荷变动; 3. 第三种变动基本上可以预计,其变动幅度最大,周期 也最长,是由于生产,生活,气象等变化引起的负荷 变动.
广西大学课程教案
《电力系统稳态分析》
1
第五章 电力系统的有功功 率和频率调整
1. 2.
有功功率的最优分布 频率调整
2
概述
电力系统是现代社会中最重要,最庞杂的工程 系统之一.如何保证正常,稳态运行时的电能 质量和经济性问题,是我们考虑的重点问题之 一. 衡量电能质量的指标包括:频率质量,电压质 量和波形质量,分别以频率偏移,电压偏移和 波形畸变率表示. 衡量运行经济性的主要指标为:比耗量和线损 率 有功功率的最优分布包括:有功功率负荷预计, 有功功率电源的最优组合,有功功率负荷在运 行机组间的最优分配等.
)
1)
2)
λ = F / P = dF / dP 或 λ = W / P = dW / dP 比耗量 :单位时间内输入能量与输出功率之比.
为耗量特性曲线上某一点纵坐标和横坐标的比值.
关于目标函数的一些重要的概念: 耗量微增率 λ :单位时间内输入能量微增量与输出 功率微增量的比值.为耗量特性曲线上某一点切线 的斜率.
一.有功功率电源的最优组合 .
有功功率电源的最优组合:是指系统中发电 设 备或发电厂的合理组合.通常所说的机组 的合理开停,大体上包括三个部分:
1. 2. 3.
机组的最优组合顺序 机组的最优组合数量 机组的最优开停时间
9
二.有功功率负荷的最优分配
最优化:是指人们在生产过程或生活中为某个 最优化 目的而选择的一个"最好"方案或一组"得力" 措施以取得"最佳"效果这样一个宏观过程. 有功功率负荷的最优分配: 有功功率负荷的最优分配:是指系统的有功功 率负荷在各个正在运行的发电设备或发电厂之 间的合理分配.其核心是按等耗量微增率准则 进行分配. 电力系统最优运行是电力系统分析的一个重要 电力系统最优运行 分支,它所研究的问题主要是在保证用户用电 需求(负荷)的前提下,如何优化地调度系统 中各发电机组或发电厂的运行工况,从而使系 统发电所需的总费用或所消耗的总燃料耗量达 到最小这样决策问题.