【课件】电力系统分析ppt
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电力系统分析课件
为了减少电能传输过程中的损失 ，电力系统通常采用高压输电方 式，将电能从发电环节传输至配 电环节，然后再配送给电力用户 。
实时性
电力系统的运行状态需要实时监 控和管理，以确保电能的安全、 稳定和可靠供应。
电力系统的分类
按电压等级分类
电力系统按电压等级可分为高压电力 系统（330kV及以上）、超高压电力 系统（220kV-330kV）、高压电力 系统（110kV-220kV）和低压电力 系统（10kV及以下）。不同电压等 级的电力系统适用于不同的输电和配 电需求。
04
电力系统优化方法
线性规划方法
总结词
一种常用的数学优化方法，用于解决线性问题。
详细描述
通过定义目标函数和约束条件，寻找满足所有约束条件下目标函数最优的解。在电力系统中的应用包 括调度和负荷分配等问题。
非线性规划方法
总结词
一种优化算法，用于解决非线性问题。
详细描述
非线性规划方法考虑了变量的非线性关系， 通过迭代寻找最优解。在电力系统中的应用 包括电压控制、潮流优化等问题。
生物质能发电技术
生物质能是一种可再生的能源。生物质能发电技术利用 生物质能的化学能进行发电。它包括直接燃烧发电和气 化发电两种方式。直接燃烧发电将生物质直接燃烧，驱 动锅炉内的水产生高温高压的蒸汽，驱动汽轮机转动， 从而将化学能转化为机械能，再驱动发电机转动，最终 将机械能转化为电能。气化发电将生物质进行气化处理 ，生成燃气后驱动燃气轮机转动，从而将化学能转化为 机械能，再驱动发电机转动，最终将机械能转化为电能 。
时间序列模型，对未来的负荷进行预测。
案例二：电力系统的故障诊断与预防
要点一
总结词
要点二
详细描述
第2章电力系统分析 79页PPT文档
注：式（2-3）~（2-5）是按单股导线的条件推导的。对 于多股铝导线或铜线r’/r小于0.799，而钢芯铝铰线的r’/r可取 0.95。
由（2-5）可见，电抗x1与几何平均距离Dm、导线半径r 为对数关系，因而Dm 、r对x1的影响不大，在工程计算中对 于高压架空电力线路一般近似取x1=0.4Ω/km。
第二章 电力系统元件参数和等值电路
电缆的敷设方式：
直接埋入土中：埋设深度一般为0.7～0.8m，应在冻土层 以下。当多条电缆并列敷设时，应留有一定距离，以利于散 热。 电缆沟敷设：当电缆条数较多时，宜采用电缆沟敷设，电 缆置于电缆沟的支架上，沟面用水泥板覆盖。 穿管敷设：当电力电缆在室内明敷或暗敷时，为了防电缆 受到机械损坏，一般多采用穿钢管的敷设方式。
第二章 电力系统元件参数和等值电路
第二章 电力系统元件参数和等值电路
2. 电缆线路
导体 绝缘层 包护层
图2-2 扇形三芯电缆的构造 1—导体；2—绝缘层；3—铅包皮； 4—黄麻层；5—钢带铠甲； 6—黄麻保护层
第二章 电力系统元件参数和等值电路
绝缘层：用来使导体与导体之间、导体与保护包皮之间保 持绝缘。绝缘材料一般有油浸纸、橡胶、聚乙烯、交联聚氯 乙烯等。 保护包皮：用来保护绝缘层，使其在运输、敷设及运行过 程中免不受机械损伤，并防止水分浸入和绝缘油外渗。常用 的包皮有铝包皮和铅包皮。此外，在电缆的最外层还包有钢 带铠甲，以防止电缆受外界的机械损伤和化学腐蚀。
第二章 电力系统元件参数和等值电路
第二章 电力系统元件参数和等值电路
第一节 电力线路参数和等值电路 第二节 变压器、电抗器的参数和等值电路 第三节 发电机和负荷的参数及等值电路 第四节 电力网络的等值网络
《电力系统分析》课件
频率调整的方法与策略
频率调整的方法
电力系统频率的调整可以通过改变发电机的出力、投切负荷、投切发电机组等方法实现。
频率调整的策略
频率调整的策略包括基于频率偏差的调整、基于负荷预测的调整、基于经济性的调整等。 这些策略各有优缺点，应根据电力系统的实际情况选择合适的策略。
频率调整的自动化
为了实现快速、准确的频率调整，需要建立自动化的频率调整系统。该系统可以根据实时 监测到的频率值，自动调整发电机的出力或投切负荷，以维持频率稳定。
电力系统的组成
电源
包括发电厂、小型发电装置等，负责将各种 一次能源转换为电能。
负荷
各种用电设备，消耗电能并转换为其他形式 的能量。
电网由各种电压等级的输电线路和电线路组成 的网络，负责传输和分配电能。
电力系统的运行和管理
通过调度中心等机构对电力系统的运行进行 管理和控制。
电力系统的基本参数
电压
事故状态
发生重大事故导致电力系 统严重受损，无法满足正 常需求。
电力系统的运行状态
01
02
03
正常运行状态
电力系统在正常条件下运 行，满足负荷需求，各项 参数在规定范围内。
异常运行状态
由于某些原因导致电力系 统部分设备异常运行，但 仍能满足基本需求。
事故状态
发生重大事故导致电力系 统严重受损，无法满足正 常需求。
04
电力系统无功功率平衡与 电压调整
04
电力系统无功功率平衡与 电压调整
电力系统无功功率平衡
无功功率平衡的概念
无功功率平衡是电力系统稳定运行的重要条件，它确保了系统中 的无功电源和无功负荷之间的平衡。
无功功率不平衡的影响
无功功率不平衡会导致电压波动、系统稳定性降低、设备过热等问 题，影响电力系统的正常运行。
电力系统分析第一章ppt课件
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
二、负荷曲线：
定义：用曲线描述某一时间段内负荷随时间变化的规律。 分类：日负荷曲线、月负荷曲线、年负荷曲线。 ☆ 日负荷曲线：描述负荷一天24小时内所需功率的变化情况； 是供调度部门制定各个发电厂发电计划的依据。
24
一天的总耗电量： W 日平均负荷：
=
Pdt
0
W 1 Pav = = 24 24
新建或扩建 机组的容量
机组维修
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
☆ 年持续负荷曲线：按一年中系统负荷的数值大小及其持续小 时数顺序排列绘制而成；可供编制电力系统发电计划和进行 可靠性计算用。 P P1
全年耗电量：
Pmax
P2
P3
W =
8760
0
Pdt
最大负荷利用小时数：
t1
t2
t3
8760
Tmax
输电网和配电网组成。
动力系统（广义电力系统）：动力部分与电力系统组
成的整体。
1.1 电力系统概述
2、电力系统的运行特点与基本要求：
电力系统的运行特点
系统运行基本要求
提供充足的电能
电能不能大量的存贮 保证安全可靠的供电 电力系统的暂态过程非常短促 与各行业和人民生活密切相关 保证良好的电能质量 良好的经济性 环保问题
1.1 电力系统概述
3、本课程主要学习内容：
稳态分析 电力系统元件模型及参数计算 电力网的电压和功率分布 电力系统的电压和频率调整 电力系统的三相短路故障 故障分析 电力系统的不对称故障 电力系统的机电特性
稳定性分析
电力系统的暂态稳定、静态稳定
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
一、电力系统的负荷：
高等电力系统分析--ppt课件
重写规范形式如下 ：
Y11V1 Y12V2 Y13V3 Y14V4 Y15V5 I1
Y21V1 Y22V2 Y23V3 Y24V4 Y25V5 I2
Y31V1
Y32V2
Y33V3
Y34V4
Y35V5
I3
Y41V1
Y42V2
Y43V3
Y44V4
Y45V5
I4
边界条件
I Sn AYU S AI S
节点电压方程简化为
YU I
nn
Sn
矩阵A反映了网络的拓扑约束， Y反映了网络的支路特性约束，
所以节点导纳矩阵集中了网络 两种约束的全部信息。
2024/7/16
高等电力网络分析
19
若网络参数用阻抗形式表示，则节点网络方程有如下形 式：
Z I U
n sn
n
Zn
.
I 1 Y11V1 Y12V2
.
I 2 Y21V1 Y22V2
.
I i Yi1V1 Yi2V2
.
I n Yn1V1 Yn2V2
Y1iVi
Y1nVn
Y2iVi Y2nVn
YiiVi
YinVn
YniVi YnnVn
节点自导纳Yii ＝节点i加单位电压，其它节点接地 时，节点i向电网注入的电流。
V4
y1
y3
2
3
4
i1
i3
用节点电压方程描述电力 网络的一个例子
y4
y5
i4
i5
1 V1
i6
y6
y2
V5
i2
5
V4
4
以基尔霍夫电流定律列出节点方程：
电力系统分析(完整版)PPT课件
输电线路优化运行
总结词
输电线路是电力系统的重要组成部分，其优化运行对于提高电力系统的可靠性和经济性具有重要意义 。
详细描述
输电线路优化运行主要涉及对线路的路径选择、载荷分配、无功补偿等方面的优化，通过合理的规划 和管理，降低线路损耗，提高线路的输送效率和稳定性，确保电力系统的安全可靠运行。
分布式电源接入与控制
分布参数线路模型考虑线路的电感和 电容在空间上的分布，用于精确分析 长距离输电线路。
行波线路模型
行波线路模型用于描述行波在输电线 路中的传播特性，常用于雷电波分析 和继电保护。
负荷模型
负荷模型概述
静态负荷模型
负荷是电力系统中的重要组成部分，其模 型用于描述负荷的电气特性和运行特性。
静态负荷模型不考虑负荷随时间变化的情 况，只考虑负荷的恒定阻抗和电流。
电力系统分析(完整版)ppt 课件
• 电力系统概述 • 电力系统元件模型 • 电力系统稳态分析 • 电力系统暂态分析 • 电力系统优化与控制 • 电力系统保护与安全自动装置
01
电力系统概述
电力系统的定义与组成
总结词
电力系统的定义、组成和功能
详细描述
电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的，其功能是将一次能源转 换为电能，并通过输配电网络向用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
无功功率平衡的分析通常需要考虑系统的无功损耗、无功补偿装置的容 量和响应速度等因素。
有功功率平衡
有功功率平衡是电力系统稳态分析的 核心内容，用于确保系统中的有功电 源和有功负荷之间的平衡。
有功功率平衡的分析通常需要考虑系 统的有功损耗、有功电源的出力和负 荷的特性等因素。
有功功率不平衡会导致系统频率波动， 影响电力系统的稳定运行。因此，需 要合理配置有功电源和调节装置，以 维持系统的有功平衡。
2024全新电力系统分析课件
未来发展趋势预测
分布式能源与微电网
随着分布式能源和微电网技术的不断发展 ，未来电力系统将呈现更加分散化、灵活
化的特点。
智能化与自动化
借助人工智能、大数据等技术，未来电力 系统将实现更高程度的智能化和自动化，
提高系统的运行效率和管理水平。
电力储能技术
电力储能技术将在未来电力系统中发挥越 来越重要的作用，提高电力系统的运行效 率和可再生能源的利用率。
类型和特点。
无功优化策略
02
介绍无功优化的目标、约束条件和优化算法，包括基于灵敏度
分析的无功优化、基于人工智能的无功优化等方法。
无功补偿与新能源接入
03
探讨新能源接入对电力系统无功平衡的影响，以及无功补偿在
新能源接入中的应用和挑战。
03
电力系统暂态过程与稳定性
故障类型及其对系统影响
01
02
03
04
采用柔性输电技术
利用柔性输电技术（如SVC、 SVG等）提高系统的动态无功 支撑能力，改善系统的暂态稳 定性。
优化系统运行方式
合理安排电源和负荷的分布， 优化系统运行方式，提高系统
的稳定性裕度。
04
新能源接入与智能电网技术
风能、太阳能等新能源接入方式
风能接入方式
通过风力发电机将风能转化为电能，再经过变流器和变压器等设 备接入电网。
电力技术创新 随着新技术的发展和应用，如人 工智能、大数据等，电力系统运 行和管理的智能化水平有待提高 。
电力市场改革
电力市场改革进入深水区，如何 进一步推动市场化改革，完善电 力市场机制，实现资源的优化配 置是当前的重要议题。
能源转型
在应对气候变化的背景下，能源 转型成为全球共识，电力系统需 要加快向清洁、低碳、高效的方 向转型。
电力系统分析完整PPT课件
330、500、750:超高压
>750:特高压
➢ 提高输电电压的利弊：减小载流截面和线路
电抗，利于提高线路功率极限和稳定性，增
加绝缘成本
2020/8/1
南京理工大学
19
1.2我国的电力系统（3）
电力系统的电压与输电容量和输电距离
线路电压(kv) 输送容量(MV) 输送距离(km)
6
0.1~0.2
4~15
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南京理工大学
17
1.2我国的电力系统（1）
• 4个发展阶段
195x：城市电网 196x：省网 1970~1990：区域电网 1990~：区域电网互联
• 电力系统的规模
2004 400GW
2010 535GW
2020 790GW
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1.2我国的电力系统（2）
2020/8/1
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6
教学进度
• 总学时数：56~64
➢ 课堂教学：48~52 ➢ 实践环节：8~12
• 学时分配
➢ 电力系统的基本概念：2~3 ➢ 电网等值：8~10 ➢ 电力系统潮流计算：10~12 ➢ 电力系统运行方式的调整和控制：10 ➢ 电力系统故障分析：10~12 ➢ 电力系统稳定性分析：8~10
• 电磁感应定律 法拉第，1831
• 世界上第一个完整的电力系统 1882，法国
• 三相变压器和三相异步电动机 1891
• 直流电力系统和交流电力系统 爱迪生和西屋
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1.1.2电力系统的组成
• 电力系统 发电厂、输电和配电网络、用户
• 电网、电力系统和动力系统 • 一次设备和二次设备
电力系统分析全套课程课件
2.1 概述
• 本章计算电力线路和变压器的等值电路 • 假定系统的三相结构和三相负荷都完全对
称，即讨论三相电流和电压的正序分量。
2.2 输电线路的等值电路
• 2.2.1 输电线路的种类 ➢ 架空线路
由导线、避雷线、杆塔、绝缘子、金具组成 ➢ 电力电缆
包括三部分：导体、绝缘层、保护层 • 2.2.2 架空线路的等值电路
G
T1
110kv
T2
35kv
T3 6kv
M
10kv
•G:10.5kv
T4 X
10kv
380v
•T1:10.5/121kv T2:110/38.5/11kv T3:35/6.3kv T4:10kv/400章小结
• 电力系统由发电机、电网和用户组成，是动 力系统的一部分。由于电能不能大量储存、 暂态过程迅速，为保证可靠性、安全性和经 济性要求，需要合理地对电力系统进行规划、 设计、运行调度和故障恢复。
非铁磁材料单股线Ds=0.779r
非铁磁材料多股线Ds=0.724~0.771r
钢芯铝线Ds=0.77~0.9r,计算中常取0.81r
❖导线电抗与r成对数关系。对不同截面的
导线，当Deq为常数时，电抗变化不大，
工程上常取x0=0.4Ω /km。
单回线路的等值电路（5）
• 电纳
➢ 由导线间的电容和导线与大地间的电容决定。
•
无损线路的自然功率
Pe
U
2 2
Zc
自然功率用来衡量线路的输电能力，一般 20kv以上线路的输电能力大致接近自然功率
• 行波波长
2 2L 1C 1f
1 6000km L 1C 1
¼波长时（1500km），两端相位差90°
电力系统分析课件
电力系统分析
电气工程及其自动化专业
第1章 电力系统的基本概念
• 本章提示 • 1.1 电力系统的组成和特点 • 1.2 电力系统的电压等级和规定 • 1.3 电力系统的接线方式 • 1.4 电力线路的结构 • 小结
本章提示
✓ 电力系统、动力系统、电力网基本 概念
✓ 发电机、变压器额定电压的确定 ✓ 电力系统的接线方式 ✓ 架空线路的结构和导线型号的表示
第二级负荷：
对这一级负荷中断供电将造成大量减产，影响人民生活。
第三级负荷：
不属于第一、第二级，停电影响不大的其他负荷。
1.1.2 电力系统运行应满足的基本要求
（2）保证良好的电能质量 1）频率
fN = 50 ± 0.2 Hz
2) 电压 偏移不超过 0.1 UN
3）波形
1.1.2 电力系统运行应满足的基本要求
电力网：电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网，它包 括升、降压变压器和各种电压的输电线路。
可见，电力系统是动力系统的一部分，电力网 又是电力系统的一部分。
1.1.2 电力系统运行应满足的基本要求 1、电力系统的特点
（1）电能与国民经济各部门及人民日常 生活关系密切
（2）电能不能大量储存
（3）电力系统暂态过程非常短暂
1、电力系统的额定电压 2、电力网电压等级的选择
1.2.1 电力系统的额定电压
1、网络额定电压
• 电力线路的额定电压和用电设备的额定 电压相等，这一电压即称为电网的额定 电压。
我国的网络额定电压有：
3KV、 6KV 、 10KV 、 35KV 、 60KV 、 110KV 、220KV 、 330KV、 500KV
1.3.2 电力系统的接线方式
电气工程及其自动化专业
第1章 电力系统的基本概念
• 本章提示 • 1.1 电力系统的组成和特点 • 1.2 电力系统的电压等级和规定 • 1.3 电力系统的接线方式 • 1.4 电力线路的结构 • 小结
本章提示
✓ 电力系统、动力系统、电力网基本 概念
✓ 发电机、变压器额定电压的确定 ✓ 电力系统的接线方式 ✓ 架空线路的结构和导线型号的表示
第二级负荷：
对这一级负荷中断供电将造成大量减产，影响人民生活。
第三级负荷：
不属于第一、第二级，停电影响不大的其他负荷。
1.1.2 电力系统运行应满足的基本要求
（2）保证良好的电能质量 1）频率
fN = 50 ± 0.2 Hz
2) 电压 偏移不超过 0.1 UN
3）波形
1.1.2 电力系统运行应满足的基本要求
电力网：电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网，它包 括升、降压变压器和各种电压的输电线路。
可见，电力系统是动力系统的一部分，电力网 又是电力系统的一部分。
1.1.2 电力系统运行应满足的基本要求 1、电力系统的特点
（1）电能与国民经济各部门及人民日常 生活关系密切
（2）电能不能大量储存
（3）电力系统暂态过程非常短暂
1、电力系统的额定电压 2、电力网电压等级的选择
1.2.1 电力系统的额定电压
1、网络额定电压
• 电力线路的额定电压和用电设备的额定 电压相等，这一电压即称为电网的额定 电压。
我国的网络额定电压有：
3KV、 6KV 、 10KV 、 35KV 、 60KV 、 110KV 、220KV 、 330KV、 500KV
1.3.2 电力系统的接线方式
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4.1 概述
4.1.1 频率调整的必要性 4.1.2 频率调整的方法
4.1.1 频率调整的必要性 系统中负
频率变化的原因?
荷的变 你答对了吗? 化
频率变化对负荷的影响
(1)异步机 ：纺织品产生毛疵、纸张薄厚不均 (2)电子设备：降低精度、产生误差
频率变化对电力系统的影响 (1) 水泵、风机：水压、风力不足 (2) 汽轮机的叶片：低压级叶片因振动产生 裂纹
f P
/ fN / PGN
PGN fN
KG σ
可以整定
4.3 电力系统的频率特性
功频静态特性的平移
4.3 电力系统的频率特性
4.3.2 系统负荷的有功功率—— 频率静态特性
系统的负荷功率与频率的关系：
PD
a0 PDN
a1PDN
f fN
a2PDN
4.4 电力系统的频率调整
4.4 电力系统的频率调整
一次调整方程式为
PD0 PD PG
PD0 PG PD (KG KD )f Kf
系统的单位调节功率
4.4.2 频率的二次调整
a是原始运行点 系统负荷增加Δ PD0 机组增发功率Δ PG0
ae ad df ef
4.3 电力系统的频率特性
4.3.1 发电机组的有功功率——
PG
频率静态特性
KG
α
0
f
KG
tan
PG f
PGN 0 fN f0
单位调节功率的标么值
4.3 电力系统的频率特性
PG
KG
f PGN KG fN
PGN
1 100
%
fN
调差系数的标么值
对B系统： PDB PAB PGB K B f B f A f B f
4.4 电力系统的频率调整
f (PDA PGA ) (PDB PGB ) PD PG
KA KB
KA KB
功率缺额
全系统负荷增量 发电功率增量
若联合系统二次调频的发电功率增量 PG 等于全 系统负荷增量 PD时，可实现无差调节，即 f 0
4.4 电力系统的频率调整
4.4.1 频率的一次调整 4.4.2 频率的二次调整 4.4.3 主调频厂的选择 4.4.4 互联系统的频率调整
4.4.1 频率的一次调整
a是原始运行点
系统负荷增加Δ PD0
PD KDf
b点 PG KGf
负荷功率的负实值际增量
PD0 PD PD0 Kf
4.4 电力系统的频率调整
PD0 PG0 (KG KD )f Kf
f PD0 PG0 K
4.4.3 主调频厂的选择
4.4 电力系统的频率调整
按照是否承担二次调整可将电厂分为：
主调频厂 辅助调频厂 非调频厂（基载厂）
按照频率调整的要求，主调频厂应具备以下条件：
负荷增大
发电机输出 功率增加
频率略低于原来值
负荷降低
发电机输出 功率减小
频率略高于原来值
有差调节
4.2 自动调速系统
4.2.2 调频器的工作原理—— 实现频率的二次调整
调频器完成二次调整
无差调节
4.3 电力系统的频率特性
4.3.1 发电机组的有功功率——频率静态 特性
4.3.2 系统负荷的有功功率——频率静态 特性
f fN
2
a3PDN
f fN
3
联结容量，是指频率、 电压等于额定值时， 接在电网上的用电设 备的实际容量。
4.3 电力系统的频率特性
有功负荷的频率静态特
4.3 电力系统的频率特性
例4.1 某电力系统中，与频率无关的负荷占35％， 与频率一次方成正比的负荷占45％，与频率二次方成 正比的负荷占10％，与频率三次方成正比的负荷占10 ％。求系统频率由50赫降到47赫时，相应的负荷变化 百分值。
第4章 电力系统的有功功率平衡 与频率调整
本章提示 4.1 概述 4.2 自动调速系统 4.3 电力系统的频率特性 4.4 电力系统的频率调整 小结
本章提示
调频的意义及电力系统频率的允许波动范围； 频率一次调整的概念、原理及结果； 频率二次调离心飞摆式调速系统
转速测 量元件
放大元 件
转速控 制机构
4.2 自动调速系统
执行机 构
PE﹥PT
w﹤ w0
4.2 自动调速系统
图4.2离心飞摆式调速系统示意图
PE﹥PT
w﹤ w0
4.2 自动调速系统
图4.2离心飞摆式调速系统示意图
4.2 自动调速系统
4.2.1 调速器的工作原理—— 实现频率的一次调整
f PA PB KA KB
联合系统频率的变化取决于这个系统总的功率缺额 和总的系统单位调节功率
4.4 电力系统的频率调整
PAB
K A (PDB
PGB ) KA
KB (PDA KB
PGA )
当A、B两系统都进行二次调整，且两系统的功率缺额与 其单位调节功率成比例时，即
频率允许偏移的范围：50Hz±(0.2~0.5)Hz
4.1.2 频率调整的方法
4.1 概述
P
PΣ
幅度小,周期短
P1
幅度较大,周期较长
P2
P3
持续变动的负荷
0
t
有功功率负荷变动曲线
4.2 自动调速系统
4.2.1 调速器的工作原理—实现频率的 一次 调整
4.2.2 调频器的工作原理—实现频率的二次 调整
机组要有足够的调整容量及范围; 调频机组具有能适应负荷变化需要的调整速度; 调整输出功率时符合安全及经济原则。
4.4.4
互联系负统荷PA增B的对量频系，率统对A调系相统整当B
于 相
A
当于发电功率增量B。
KA Δ PGA
Δ PDA
Δ PAB
KB Δ PGB
Δ PDB
对A系统： PDA PAB PGA K Af A
PDA PGA PDB PGB
KA
KB
联络线上的交换功率增量PAB 为零。
4.4 电力系统的频率调整
PAB
K APB KA
K B PA KB
如A系统没有功率缺额，即 PA 0 ，联络线上 由A流向B的功率增大；如B系统没有功率缺额，即
PB 0 联络线上由A流向B的功率减少。