电力系统分析实验讲义(稳态)汇编
电力系统分析基础讲义1-3章
特色：不同地区的能源结构具有一定的差异导致其对应的电力系统具有很强的地 区性特点。
易错点：选项 D 尤其需要注意。 【例题 3】电力系统部分接线如图 1-1 所示，各电压等级的额定电压和功率 输送方向已标明在图中，试求： （1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压； （2）各变压器的额定变比； （3）当变压器 T-1 工作在+5%抽头，T-2，T-4 工作于主抽头，T-3 工作于-2.5% 抽头时，各变压器的实际变比是多少？
2.1 本章知识点串讲 【知识点 1】发电机运行极限图及各种约束
【知识点 2】变压器的电阻，电抗，电导和电纳参数及数学模型
【知识点 3】架空线路的组成及整循环换位的目的 架空线路有导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等组成。 换位的目的：减少三相参数的不平衡 扩径导线：人为地扩大导线直径，但又不增大载流部分截面积的导线。减少 电晕，增大截面积；E 正比于 1/R，场强与半径成反比。 分裂导线：又称复导线，就是将每相导线分成若干根，相互间保持一定距离。 减少电晕和线路电抗，但是也使得线路电容增大。 绝缘子片数与电压等级有关，规程规定如下： 35KV 线路 60KV 线路 110KV 线路 220KV 线路 330KV 线路 500KV 线路
第二章电力系统各元件的特性和数学模型
本章节包括 7 个知识点，包括发电机运行极限图及各种约束，变压器的电阻， 电抗，电导和电纳参数及数学模型，架空线路的组成及整循环换位的目的，电力 线路的电阻、电抗、电导、电纳的求解公式及意义，波阻抗和自然功率的意义， 有功功率日负荷曲线和年负荷曲线的作用，标幺值的归算及等值变压器模型，其 中必须掌握的知识点是 4 个，包括发电机运行极限图及各种约束，电力线路和变 压器的电阻、电抗、电导和电纳参数及数学模型、求解公式和物理意义，标幺值 的归算及等值变压器模型。
稳态分析讲义之高等电力系统稳态分析第五章电力系统复杂故障分析
一、复杂故障计算
严格地讲电力系统的短路故障或其他复杂的故 障都伴随着复杂的电磁和机电暂态过程。在整 个故障期间电力系统各部分的电流和电压是随 时间变化比其中不仅包括幅值随时间变化的工 频周期分量，同时还有随时间衰减的非周期分 员以及其他频率的周期分量。所以，完整的短 路电流及复杂故障计算要求解微分方程和代数 方程组。
当xk1=xk2=1时，利用xk3=-1/2和xk3= 3 / 2 ， 构成两个不同的特征向量，就是克拉克 法的变换矩阵。
二、序分量原理
序分量法有如下的结论：
三相对称元件序导纳(阻抗)在所有序分量法 坐标下显然都是相同的，都等于其相导纳 (阻抗)矩阵的特征值。只不过，其称呼将随 序分量称呼的变化而变化。
相分量法能够轻松地处理任意的复杂故障， 程序实现也极其方便。
二、复杂故障计算的方法
不对称网络系统计算
随着电力工业的飞速发展，三相参数不对称 的元件不断出现，电力系统三相参数不对称 的问题越来越突出。由于参数的三相不对称， 元件不能实现在序分量坐标空间解耦，也就 不能形成独立的序网，因而序分量的序网连 接的故障处理方法也就不能继续使用了。
一、系统对称性分析： 轮换矩阵(循环对称矩阵)的特点
由于轮换元件的导纳参数矩阵都是轮换矩阵， 而轮换矩阵之间的四则运算结果仍然是轮换 矩阵，所以与轮换节点相关的自导纳和互导 纳矩阵都是轮换矩阵。
对于任意的轮换矩阵，恒有：
其中
一、系统对称性分析：
三相对称元件
如果各端三相电压之间发生任意交换，各电 压值对应的电流值能够始终不变。则称该元 件具有三相对称性。并称此元件为三相对称 元件。
二、序分量原理
可以求得
由于有重根，其特征向量只有两组，而 重根对应的组有两个自由基：
电力系统稳态分析教学资料02例课件
Pkund软件还提供了多种输出和可视化选项，帮助用 户直观地了解仿真结果和分析数据，为电力系统的规 划和优化提供有力支持。
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SUMMAR Y
涉及知识点： 电力系统稳态分析的基本概念、数学模型的建立、参数分析方法等。
案例二：某发电厂的稳态分析
发电厂运行状态评估
该案例以某发电厂的运行数据为基础，通过稳态分析方法，评估发电厂的运行状态，包括 各机组的出力、效率、污染物排放等。
涉及知识点： 发电厂运行管理、机组性能测试、污染物排放控制等。
案例三：某城市电网的稳态分析
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目录
CONTENTS
• 电力系统稳态分析概述 • 电力系统元件模型与参数 • 电力系统稳态计算方法 • 电力系统稳态分析案例 • 电力系统稳态分析软件介绍
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DATE
ANALYSIS
随着能源结构的不断变化和可再生能源的大规模接入，电力系统稳态分
析对于优化资源配置、协调能源发展和促进电力系统的可持续发展具有
重要意义。
电力系统稳态分析的基本方法
潮流分析
负荷建模
通过潮流分析可以求解出电力系统中 各节点的电压、电流、功率等参数， 了解系统中各元件的运行特性和电力 电量平衡情况。
负荷建模是建立电力系统负荷的数学 模型的过程，通过对负荷特性的准确 描述，为电力系统稳态分析和仿真提 供基础数据。
详细描述
变压器模型通常采用理想变压器模型，忽略励磁电流和磁滞效应。参数包括额定容量、额定电压比、短路阻抗和 效率等。这些参数用于描述变压器的电气特性，以及在稳态分析中计算变压器的输入输出功率和电压调节。
电力系统综合实验讲义
电力系统综合实验讲义项目一：实验一 发电机组的基本操作一、实验目的1． 认识、了解电力动模仿真室的构成，各部分的主要电气设备及作用。
明确几个物理概念。
2． 了解发电机组的启动、调速、励磁、并机（并网）、增减负荷、解列、停机等基本操作。
总目的是理论联系实际，增加感性知识，提高同学实践动手能力，培养同学敬业认真，一丝不苟；实事求是，求实无华的科学精神和工作作风。
二、实验要求首先强调安全用电及其它方面的安全问题：（1） 严格遵守实验室的各种规章制度。
（2） 熟悉动模实验室模拟发电机组的基本构成。
（3） 熟悉发电机的相关知识及起停基本操作步骤。
三、实验原理发电机是一种非常复杂的电力设备，它需要与励磁系统、调速系统相配合才能正常安全运行；而且，同步发电机单机运行时，随着负载的变化，发电机的频率和端电压将发生相应的变化，供电的质量和可靠性较差。
为了克服这一缺点，现代电力系统（电网）通常总是由许多发电厂并联组成，每个电厂内又有许多台发电机在一起并联运行。
这样既能经济、合理地利用动力资源和发电设备，也便于轮流检修，提高供电的可靠性。
由于电网的容量很大，个别负载的变动对整个电网的电压、频率影响甚微，因而可以提高供电的可靠性。
同步发电机投入并联时，为了避免电机和电网中产生冲击电流，以及由此在电机转轴上产生的冲击转矩，待投入并联的发电机应当满足下列条件：（1） 发电机的相序应与电网一致；（2） 发电机的频率应与电网相同；（3） 发电机的激磁电动势0E ⋅应与电网电压U ⋅大小相等；（4） 相位相同。
上述三（四）个条件中，第一个条件必须满足，其它可允许稍有出入。
图1-1表示投入并联时的单相示意图。
若相序不同而投入并联，则相当于在电机的端点上加一组负序电压，这是一种严重的故障情况，电流和转矩冲击都很大，必须避免。
若发电机的频率与电网频率不同，0E ⋅和U 之间便有相对运动，两相量间的相角差将在0~360°之间逐步变化，电压差忽大忽小。
电力系统稳态分析教学资料01例课件
假设四
电力系统的电压是恒定 的，不考虑电压的波动
。
稳态分析的重要意义
意义一
意义二
意义三
意义四
为电力系统规划和设计提供依 据，确保系统能够满足负荷需 求，并具备足够的稳定性和安 全性。
为电力系统运行和控制提供依 据，帮助调度员制定合理的运 行方案和控制策略，确保系统 运行的经济性和稳定性。
为电力系统故障诊断和预防提 供依据，通过对稳态数据的分 析，发现系统可能存在的隐患 和问题，采取相应的措施进行 预防和解决。
分析。
CHAPTER 05
电力系统稳态分析软件介绍
PSS/E软件介绍
PSS/E是一款功能强大的电力系统稳态分析软件，广泛应用于电力系统的规划、设 计和运行等领域。
该软件提供了丰富的模型库和工具箱，支持多种电力系统和设备的建模，包括发电 机、变压器、线路、负荷等。
PSS/E软件具有友好的用户界面和强大的计算能力，能够进行精确的稳态分析，为 电力系统工程师提供可靠的决策支持。
电网
由输电线路和变电所组成，负 责将电能传输到用户。
负荷
指电力系统的用户，包括工业 、商业和居民等。
调节系统
用于调节和控制电力系统的运 行状态。
电力系统的元件模型
发电机
用数学模型描述发电机的运行 特性。
变压器
用数学模型描述变压器的运行 特性。
输电线路
用数学模型描述输电线路的电 气特性。
负荷
用数学模型描述负荷的运行特 性。
的需求。
Pkund软件介绍
Pkund是一款基于Windows平台的电力系统稳态分析软件，具有简单易 用和高效的特点。
该软件支持多种稳态分析方法，如潮流计算、短路计算、负荷建模等， 能够处理各种类型的电力系统和设备。
电力系统稳态分析 复习 自学讲义 第三部分
电压偏移限制在允许的范围之内。
5
③ 在波动负荷附近装设调相机，并在线路首端串联电抗器
R jX
电抗器
一般负荷 冲击负荷
调相机
采取措施前： (U ) PR QX
U
采取措施后： (U ) PR (Q QC )X
若补偿容量选择适当则可将母U
R jX
线的电压波动限制在允许的范围。 ④ 在波动负荷供电线路 上设置静止补偿器
的变比，从而改变二次侧电压达到调压的目的。
容量小于等于6300KVA的无励磁调节变压器一般附有三个分接头；
容量大于等于8000KVA的无励磁调节变压器一般附有五个分接头。
17
2、无励磁调节双绕组变压器分接头的选择
1）降压变压器 按照变比的定义
Kf
N fI n
U fI U IIe
由变压器的等值电路 K U II U IUT
U II
U II
UI
UT
U II
UI
UT
U II
注意到：上述两个公式中的变比均代表变压器的实际变比，从而有：
U fI U I UT
U IIe
U II
U fI
UI
UT U II
U IIe
式中：U I 高压侧实际电压；UT归算到高压侧的变压器电压损耗；U II低e 压侧
额定电压；U
II低压侧实际电压；U
高压绕组（分接头已定）和中压绕组选择中
压绕组分接头。
（详见例题4）
24
5、改变变压器变比调压的适用场所
由于改变变压器变比不能改变电力系统的无功功率供给，即不能改变 电力系统的无功平衡关系，而只是改变电力系统的无功功率分布，所以这 种调压方式不能用于无功不足，而导致系统整体电压水平偏低的电力系 统；只能用于整体电压正常，而局部电压偏低或偏高的电力系统的电压调 整。 例题1、 例题2、 例题3、 例题4
电力系统稳态分析讲解第二章
§2.3 电力线路的参数和数学模型
多股线绞合—J
排列：1、6、12、18 普通型：LGJ 铝/钢 比5.6—6.0 加强型：LGJJ 铝/钢 比4.3—4.4 轻 型：LGJQ 铝/钢 比8.0—8.1 LGJ-400/50—数字表示截面积 扩大直径，不增加截面积LGJK300相当于LGJQ-400 和普通钢芯相区别，支撑层6股
容量：100/100/100、100/50/100、100/100/50
3.三绕组变压器 接线：Y/Y/△,稳定绕组，改善波形
自耦：体积小，损耗小，110kV以上用 结构 升压：铁芯－中压－低压－高压
降压：铁芯－低压－中压－高压 原副边额定电压相等，变比相等 接线组别对应一致 额定短路电压相等
4.并列运行
A B
C
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
3.绝缘子和金具
§2.2 变压器的数学模型
补充：
变压器型号举例说明 1：SJL-1000/10，为三相 油浸自冷式铝线、双线圈 电力变压器，额定容量为 1000千伏安、高压侧额定 电压为10千伏 电力变压器的型号表示方 法:基本型号+设计序号-额定容量(KVA)/高压侧电 压 2:S7-315/10变压器 即三相（S）铜芯10KV变压 器,容量315KVA,设计序号7 为节能型. 3：SFPZ9-120000/110 指的是三相（双绕组变压 器省略绕组数，如果是三 绕则前面还有个S）双绕组 强迫油循环风冷有载调压 ，设计序号为9，容量为 120000KVA，高压侧额定电 压为110KV的变压器。
意
短路试验求RT、XT
条件：令一个绕组开路，一个绕组短路，而在余下的一个 绕组施加电压，依此得的数据（两两短路试验）
电力系统稳态分析教学资料01例课件
电力系统稳态分析的优化与改进
提高计算速度的方法
算法优化： 采用更高效 的算法，减 少计算过程 中的冗余和 复杂度
并行计算： 利用多核处 理器或分布 式计算资源， 实现并行计 算，提高计 算速度
内存优化： 合理利用内 存，避免内 存泄漏和不 必要的内存 占用
代码优化： 对代码进行 优化，减少 不必要的循 环和嵌套， 提高代码执 行效率
调压计算的实际 案例分析
电力系统稳态分析实例
实例一：简单电力系统的稳态分析
电力系统组成及运行方式 * 电源、输电线路、变压器、负荷等组成部分 * 正常运行时的 有功功率和无功功率平衡 * 电源、输电线路、变压器、负荷等组成部分 * 正常运行时的有功功率和无功功率平衡
简单电力系统的稳态分析方法 * 潮流计算：确定各节点电压和功率分布 * 短路计算：确 定系统在故障情况下的电流分布和设备承受的电压 * 潮流计算：确定各节点电压和功率分布 * 短路计算：确定系统在故障情况下的电流分布和设备承受的电压
实例二：复杂电力系统的稳态分析
复杂电力系统的组成和特点 稳态分析的基本方法和步骤 实例的具体分析和计算过程 稳态分析结果及其对电力系统的影响
实例三：考虑新能源的电力系统的稳态分析
新能源概述：介绍新能源的定义、种类和特点，以及其在电力系统中的应用。
电力系统稳态分析的基本概念：简要介绍电力系统稳态分析的定义、目的和主要内 容。
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电力系统稳态分析将更加注重实时性和准确性
单击此处输入你的正文，请阐述观点
电力系统稳态分析将更加注重与电力系统其他领 域的协同发展
单击此处输入你的正文，请阐述观点
未来研究方向与挑战
电力系统稳态分析的深入研究 新型电力系统的开发与应用 智能化技术在电力系统中的应用 应对新能源并网带来的挑战
电力系统分析实验讲义稳态
电力系统分析（上）实验讲义实验一：节电导纳矩阵的形成一．实验目的掌握节点导纳矩阵形成的方法二．实验学时：2学时 三．实验原理与方法n 个独立节点的网络，n 个节点方程 B Y U I =。
式中的B Y 即为节点导纳矩阵。
1．自导纳(0,)j i ii i U j i I Y U =≠⎛⎫= ⎪⎝⎭ 0ii i ij j Y y y =+∑具体说，ii Y 就等于与节点i 相连的所有支路导纳的和。
2．互导纳(0,)j jji iU j i I Y U =≠⎛⎫=⎪⎪⎝⎭ ij ji ij Y Y y ==- 即给节点i 加单位电压，其余节点全部接地，由节点j 注入网络的电流。
节点导纳矩阵的特点： （1） 直观易得阶数：等于除参考节点外的节点数n ；对角元：等于该节点所连导纳的总和；非对角元Yij ：等于连接节点i 、j 支路导纳的负值。
（2） 稀疏矩阵，非对角元素中有大量的零元素。
（3） 对称矩阵。
3．非标准变比变压器在包括变压器的输电线路中，变压器线圈匝数比为标准变比时，变压器的高、低压两侧的电压和电流值用线圈匝数比来换算是不成问题的。
但是变压器线圈匝数比为不等于标准变比时需要加以注意。
图中1212,,,U U I I 是按标准变比换算出来的变压器高、低压侧的电压和电流，理想变压器的线圈匝数比k ：1表示变压器线圈匝数比对标准变比的比值。
由图可得： 2I1I1’2’12112121T U Z I kU I I k ⎫-=⎪⎬=⎪⎭上面的电压电流关系用π形等值网络表示有两种：对于用导纳表示的π形等值网络，从1-1'端口看进去的节点自导纳为：11(1)T T T Y kY k Y Y =+-=，和k 等于1时相同。
从2-2'端口看进去的节点自导纳为：222(1)T T T Y kY k k Y k Y =+-=，是标准变比时导纳的 k 2倍。
互导纳1221T Y Y kY ==-, 是标准变比时导纳的 k 倍。
《现代电力系统分析》讲义汇总
《现代电力系统分析》Advanced Analysis of Power System课程介绍：本课程是在本科阶段学习《电力系统稳态分析》的基础上，针对现代电力系统特点，结合现代电力系统分析研究成果，为硕士研究生今后从事电力系统相关课题研究打下必要的基础而设置的一门《电力系统分析》延伸性质的课程。
本课程是从事电力系统经济运行、控制和稳定性分析研究的基础，也是现代电力系统规划、电能管理系统等应用项目的基础。
课程由若干专题讲座构成，讲授和讨论相结合。
课程主要内容：一、现代电力系统分析基本功能、方法二、大规模电力系统分析的等值处理三、大规模电力系统分析的分块处理四、电力系统状态估计的基本功能、方法五、加权最小二乘状态估计六、快速分解状态估计、等值变换状态估计七、动态电力系统状态估计（*，以分块算法研究代替）八、不良数据检测和辨识方法九、广义状态估计方法（*）十、配电网络状态估计方法（*）考核方式：报告+考试。
先修课程：电力系统分析、数值计算方法。
参考书籍：诸骏伟. 电力系统分析上册. 中国电力出版社，1998年或诸骏伟. 电力系统分析上册. 水利电力出版社，1995年张伯明，陈寿孙著. 高等电力网络分析. 清华大学出版社，1996年H．H．Happ著，丘昌涛译. 分块法及其在电力系统中的应用. 科学出版社，1987年于尔铿主编. 水利电力出版社，1985年宋文南，李树鸿，张尧. 电力系统潮流计算. 天津大学出版社，1990年第1讲 现代电力系统分析基本功能、方法现代电力系统的特点规模庞大：1）系统网络节点数量多；2）系统覆盖地域广。
结构复杂：1）拓扑结构复杂；2）系统参数变化点多；3）交直流混合系统。
影响面宽：由影响一个地区、一个省、一个大区、一个国家到多个国家。
课程学习方法：复习《电力系统稳态运行分析》部分，多思考，多阅读文献，必要时编写程序对一些问题进行验证计算。
预备知识：电力网络构成，元件以及元件之间的连接。
电力系统稳态分析
19 调压方式:逆调压，顺调压，常调压。
20衡量电力系统经济分配：线损率（网损率）2比耗量（耗量特性曲线上某一点纵坐标和横坐标的比值即单位时间内输入能量与输出功率之比称作比耗量）
0 1 00101110
1 电力系统：生产、输送、分配、和消费电能的发电机、变压器、电力路线和用电设备（负荷）联系在一起组成的统一整体。
12潮流计算的计算方法主要有高斯—塞德尔法、牛顿—拉夫逊法、PQ分解法。从解题速度看，PQ分解法最快，牛顿—拉夫逊法次之，高斯—塞德尔法更慢。从迭代次数看，牛顿—拉夫逊法最少，PQ分解法次之，高斯—塞德尔法较多。从对初值的要求来看，高斯—塞德尔法要求相对轻松，牛顿—拉夫逊法及PQ分解法都要有较好的初值。
11电力系统中性点运行方式分为两大类：中性点直接接地（大接地电流系统）和中性点非接地（小接地电流系统）。中性点非直接接地又包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经高电阻接地。中性点直接接地供电可靠性地，但过电压较低，减少了为提高绝缘水平的投资，降低了设备造价，特别适用与高压和超高压电网，在我国110KV及以上电压等级的电网中一般采用中性点直接接地的运行方式，而用其它方法提高供电可靠性。而中性点不接地系统供电可靠性高，但对绝缘水平的要求同时增大，从而提高了设备造价，加大了投资。在我国6—60KV电网常采用中性点不接地方式。中性点经消弧线圈接地的运行方式，采用消弧线圈的感性电流补偿接地相电容电流，从而保证电弧瞬间熄灭，消除弧光间歇过电压，一般在实际应用中采用过补偿方式，何时采用此法根据单相接地电流大小决定。
电力系统分析实验讲义(稳态)
电力系统分析（上）实验讲义实验一：节电导纳矩阵的形成一．实验目的掌握节点导纳矩阵形成的方法二．实验学时：2学时三．实验原理与方法n个独立节点的网络，n个节点方程B Y U I &&。
式中的Y即为节点导纳矩B阵。
1．自导纳具体说，Y就等于与节点i相连的所有支路导纳的和。
ii2．互导纳即给节点i加单位电压，其余节点全部接地，由节点j注入网络的电流。
节点导纳矩阵的特点：（1）直观易得阶数：等于除参考节点外的节点数n；对角元：等于该节点所连导纳的总和；非对角元Yij：等于连接节点i、j支路导纳的负值。
（2）稀疏矩阵，非对角元素中有大量的零元素。
（3） 对称矩阵。
3．非标准变比变压器在包括变压器的输电线路中，变压器线圈匝数比为标准变比时，变压器的高、低压两侧的电压和电流值用线圈匝数比来换算是不成问题的。
但是变压器线圈匝数比为不等于标准变比时需要加以注意。
图中1212,,,U U I I &&&&是按标准变比换算出来的变压器高、低压侧的电压和电流，理想变压器的线圈匝数比k ：1表示变压器线圈匝数比对标准变比的比值。
由图可得：上面的电压电流关系用π形等值网络表示有两种：对于用导纳表示的π形等值网络，从1-1'端口看进去的节点自导纳为：11(1)T T T Y kY k Y Y =+-=，和k 等于1时相同。
1’ 2’12112121T U Z I kU I I k ⎫-=⎪⎬=⎪⎭&&&&&从2-2'端口看进去的节点自导纳为：222(1)T T T Y kY k k Y k Y =+-=，是标准变比时导纳的k 2倍。
互导纳1221T Y Y kY ==-,是标准变比时导纳的k 倍。
由以上可见，当有非标准变比变压器时，可按如下次序形成节点导纳矩阵。
（1） 先不考虑非标准变比（认为k=1），求导纳矩阵。
（2） 再把接入非标准变比变压器的节点的自导纳加上2(1)T k Y -，其中Y T 是从变压器相连接的另一端节点来看变压器的漏抗的倒数。
电力系统稳态分析实验内容
为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功 率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴 上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。
通电时的操作，依次合实验台总电源开关、三相电源开关，空载合线路上的 断路器 QF 即图 1 中的单回路时合（系统开关、QF4、QF6、QF2）或（系统开关、 QF3、QF1）；双回路时合（系统开关、QF4、QF6、QF2、QF3、QF1）。
发电机组起动、建压、并网、双回线输电；保持系统电压U S = 300V 或 400V
3
邵阳学院
电力系统稳态分析综合实验指导书
可调整旁边的变压器调整无穷大母线电压； 7．合上原动机开关，按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮，调速器将手动
或自动启动电动机到额定转速； 8．当机组转速升到 95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到
与系统电压相等。 9．调整：调整“TGS-04 型微机调速装置”上的“增速”和“减速”按钮来
最小三个条件，即 (U1 − U 2 ) ≈ 0 、 ( f1 − f2 ) ≈ 0 、 Δδ ≈ 0 ，方可并网（手动、自
动）。
三、实验内容和方法
开电源前，调整实验台上的切换开关的位置，确保：三个电压指示为同一 相电压或线电压，发电机运行方式为并网运行，发电机励磁方式为手动励磁（或 自动励磁），励磁电源为他励，并网方式选择手动同期（或自动准同期）。
U F U Z Uα ΔU ΔP ΔQ
0.5
单回路 1
（3）发电机组的解列和停机。调节调速装置和励磁装置，使发电机组有功功 率，发电机无功功率，断开发电机开关；灭磁、断开实验台上的灭磁开关；接下 微机调速装置的停止键，使转速减小到零时，关闭原动机电源。
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电力系统分析（上）实验讲义学习-----好资料实验一：节电导纳矩阵的形成.实验目的掌握节点导纳矩阵形成的方法.实验学时：2学时n 个独立节点的网络，n 个节点方程 Y B ^ ll 0式中的Y B 即为节点导纳矩阵具体说，Y ii 就等于与节点i 相连的所有支路导纳的和。
2.互导纳jY ji 丁丫》=丫门=—yj\ i ，Uj舟护即给节点i 加单位电压，其余节点全部接地，由节点 j 注入网络的电流。
节点导纳矩阵的特点：(1) 直观易得阶数：等于除参考节点外的节点数 n ；对角元：等于该节点所连导纳的总和; 非对角元Yij :等于连接节点i 、j 支路导纳的负值。
(2) 稀疏矩阵，非对角元素中有大量的零元素。
(3) 对称矩阵。
3 .非标准变比变压器在包括变压器的输电线路中，变压器线圈匝数比为标准变比时，变压器的高、 低压两侧的电压和电流值用线圈匝数比来换算是不成问题的。
但是变压器线圈匝数 比为不等于标准变比时需要加以注意。
图中山^2, 是按标准变比换算出来的变压器高、低压侧的电压和电流，理想变压器的线圈匝数比k ： 1表示变压器线圈匝数比对标准变比的比值由图可得：”1十.实验原理与方法1 .自导纳对于用导纳表示的二形等值网络，从1-1'端口看进去的节点自导纳为: 论(1 -k)Y r =齐，和k 等于1时相同。
从2-2'端口看进去的节点自导纳为：丫22二kY T ・k(k-1)Y T 二k 2V r ，是标准变比时导纳的k 2倍互导纳Y ,2二丫2i kY 「是标准变比时导纳的k 倍。
由以上可见，当有非标准变比变压器时，可按如下次序形成节点导纳矩阵。
(1) 先不考虑非标准变比(认为k=1)，求导纳矩阵。
(2)再把接入非标准变比变压器的节点的自导纳加上(k 2-1)Y r ，其中Y T 是从变压器相连接的另一端节点来看变压器的漏抗的倒数。
(3)由接入非标准变比变压器的对端节点来看自导纳不变。
(4) 变压器两节点间的互导纳加上-(k -1)Y T4.系统变更时的修正(1) 从原有的节点上引出新的支路(输电线路或变压器)，在这一支路另一端设新 的节点。
(2) 在原有的支路上并联新的支路。
(3) 在没有支路直接相连的两个原有节点间附加新的支路。
(4) 原有变压器的变比或者分接头位置发生变化时。
下面分别讨论这几种变更情况。
(1) 从原节点i 增加新的节点j 和新的阻抗为z 的支路时，节电导纳矩阵的阶次 增加一阶。
自导纳和互导纳变化如下：1 Y j =Y ji … z Y i =Y i (0)+1zU l kU 2TU I 三5 4»3U Z TZ TkU , k 2UZ T上面的电压电流关系用-形等值网络表示有两种:a)(a)1 1 Z o ZZ o在原有节点i 和j 间增加阻抗为z 的新支路时，节点导纳矩阵的阶次不变, 自导纳和互导纳分别变化为：Y+1 zY _丫 一 Y(0)1ijjiij(3)在没有支路直接相连的两个原有节点间附加新的支路Y jj =比⑼(k'2—k 2)1 z 1Y j =Y ji=Y j (°)_(k'—k)— z5•节点导纳矩阵的计算方法 根据以上的讨论，导纳矩阵的计算归结如下： (1) 导纳矩阵的阶数等于电力系统网络的节点数。
(2) 导纳矩阵各行非对角元素中非零元素的个数等于对应节点所连的不接地支路 数。
(3)导纳矩阵的对角元素即自导纳等于相应节点所连支路的导纳之和。
(4) 导纳矩阵非对角元素Y j 等于节点i,j 之间导纳的负数(即i,j 之间阻抗倒数的负数)。
当i,j 之间有多条并联支路时，求Y j 时应求所有并联支路导纳的代数 和的负数。
四•实验内容及步骤：内容：(1)形成图(a)所示网络的导纳矩阵。
(2) 将图(a )中变压器的变比改为1.03,再重新求导纳矩阵。
(3) 形成图(b)所示网络的导纳矩阵。
i ■网 络1 j(2) (o ) +—用前面介绍的非标准变比变压器的处理方法,进行zz 1(a)24（b）步骤：节点导纳矩阵形成的步骤：①形成节点导纳矩阵的原始数据为了形成节点导纳矩阵，必须知道电力系统的接线图。
网络接线由节点及连接两个节点的支路确定。
实际上，只要输入了各支路两端的节点号，就相当于输入了系统的接线图。
除了系统的接线图外，还要知道系统中各支路的阻抗值，如果线路对地有电容则需输入电纳。
此外，对变压器支路还要知道他的变比及变比在哪一侧。
这样，一条支路一般需要输入6个数据，即i,j,z,bc,t,it,其中i,j是支路两端节点号，z为支路阻抗，bc为线路电纳，t为变压器支路的变比。
it为折算到哪一侧的标志（如果支路的首端i处于高压侧则请输入“1”否则请输入“ 0”，在程序中用矩阵B来进行输入（其中矩阵的行数为支路数，列数为上述6个数据）。
当支路为变压器支路时，t填实际变比，当支路为线路时，t为1，当支路为接地支路时，t为0。
程序根据t 是否为零作为区分接地支路与不接地支路的标志，或者把接地支路作为节点注入电流源的已知量来输入。
矩阵X是由各节点的节点号与该节点的接地阻抗构成。
②形成节点导纳矩阵的程序框图及清单。
输出结果/图(a)程序示例：阪本程序的功能是形成节点导纳矩阵n=input C请输入节点数*');rtl= input C请输入支路数:nW );B=input (J请输入由支路參敛形成的矩阵:坯"\ \K= input「请输入由节点号及其抗釆成的矩阵:!=*);Y=zeros(n);for i=l:nif IX2)^=0;□mo ；T(p f p)=L/X(i J2);endendfor i=l ：nlif B (i, G)二二Dp=B (i, 1) ;q=B Ci, 2);elseP=B (i? 2) ；q=E (i, 1);endY(Pi q) =Y(pj q)-L/(B (i, 3)*B(i f5));T(q J P)=Y(p J q);Yg q)=Yg q)4-L/(B(i, 3)*0(^ 5)T(p,p) =Y(p,p)4-L/B(i, 3HB(如4),/2；enddisp (J导纳矩阵Y=^ ;disp (Y)程序运行结果：话怖人节点诘協人支昭2 O H D3I 0 l.dS 0；2 3乩館简一五九血1 0r34 0-01 Si. □ h05 1 ;£5 Ou 1+0- 0 I 0；3 5 0.0fl+0h JSi Q.5i L OJ诘输人由史路芳数形成时矩阵:B=[l诒箭入由节点号廉其对抱阻抗飛履时柜阵:器口0.2 0.3 0,4 0.S 0]导螂E乜阵沧0 -33. 33310 +31.74610000 +31.7461 1.5346 一35.736i-0. 82PB8 + 3.11210-0. 75472 卡 2.0-a 62338 + 3.1121L4539 -66.93110 +時赳抡i-0, 62402 + 5.SODZi 000 +甩49210三阪6S7i00-0, r5472 + 2.64151-0,63402 +灵9002i0L378? ■S. 2»Ri五.实验报告要求(1)实验报告要求手写。
(2)写清楚实验名称、目的。
(3)简述计算机形成节点导纳矩阵基本原理。
(4)按前述的实验内容要求，编程形成节点导纳矩阵，打印程序清单和计算结果。
实验二：牛顿-拉夫逊法潮流计算.实验目的掌握的牛顿-拉夫逊法潮流计算的计算机方法。
.实验学时：2学时 三.实验原理与方法1•牛顿-拉夫逊迭代法非线性方程组:f l （X i ，X 2，|||,X n ）= y f 2（X i ,x 2J||,x r ） =y 2IIIIIIIf n （X i ，X 2，川，X 』二 y n其近似解为X 1（0）, X 2（o ）,|||, X n（0）,与精确解相差 話」x 2,|||, x n,有'f l （Xi（0）+ 铭入⑼ + 也 X 2，|||,Xn （0）7X n ）= % 』f 2（X i （°）+ 也 X i ，X 2（0）+ 也 X 2，|||,X n （°）+ 也 X 』=衣 | IIIIIIf n （X i （°） ：Xi ，X 2（0） X 2，|||,X n （0）元二 y .将上式按泰勒级数展开fiWXX2（0）%,l||,Xn （0）g二 f i（X 1（0）,X 2（0）^|,Xn（0））Xi 由此可得 f i I Xii X2 % HI fi X n二y if i (X i (0),X 2(0),IILX n (0))汗1 cx i八；：nf 2(X i (0),X 2(0),|ILX n (0))fcx iX 2 IIIX n = y2IIIIIIf n （X i （0）,X 2（0）,lll,X n （0））』X1线性方程或修正方程为：f i(X i(0),X2⑼，|||,Xn(0)) - y if2(X i(0),X2(O), ,X n⑼- y2)I : I ■ fn(X i(0),X2(0)JH,X n(0)) y n j其矩阵形式为： f = - J X非线性代数方程的牛顿法迭代格式为:AX(k)=—[J(k)]rf(X(k)) x(k °=x(k)」x(k)2 •直角坐标系下N-R法潮流计算：U^e i - jf i Y ij =G ij - jB ij 节点电压方程带入得：ne i jfj 円心甘-jBjj) e j -jf j二P「jQ in© jf i ' (G j e j —Bij f j) - j GJ Bg二RjQ ij壬n为 e (G ij e j — Bj f j) + £(G j f j + B j e j ) I = R j =1 -n为f i (G ij e j —B ij f j ) —e i(G ij f j + B ij e j)" = Q i jT -e i2修正方程: Q iP i| 5IdI人P p△U n'^P n」N iiN2iIIIpipiS niMiL i2J i2L p J i p L inN i2H i2N ip H ip N inL22J22L2p J2p L2nN22H22N2p H2p N2nIII III III III HIS p2R p2S pp R pp S pnN p2H p2N pp H pp N pnS n2R n2S np R np S nnN n2H n2N np H np N nnJ iiH iiJ2iH2iIIIR piH piR niH niH inJ2nH2nIIIR pnH pnH nnJ inIII11cX20召Xn0cf2|M xi〕III cf2i I IcX2«■0Xn0| 丨：11 '«4■1 | 严X n一%III11CX20*|0JY B U B* *其中:P i-f — = B ij e i -Gij f i〔R ^-(G j e i B j f i ) e jQ^ = B j f i G j ei-N jf j少Q iL jB j e i -G j f i = H j2% 二半"Sjif ；四.实验内容及步骤：内容：（1）求如1所示系统的潮流分布。