电力系统分析基本概念
电力系统分析教案
第一章：电力系统基本概念1.1 电力系统简介电力系统的定义电力系统的基本组成部分电力系统的主要设备及其功能1.2 电力系统的分类交变电力系统与直流电力系统同步电力系统与异步电力系统高压电力系统与低压电力系统1.3 电力系统的运行方式电力系统的正常运行方式电力系统的不正常运行方式电力系统的稳定性和可靠性第二章：电力系统参数与电路模型2.1 电力系统参数电压、电流、功率和能量阻抗、电抗和容抗电力系统的等效电路2.2 电力系统的电路模型单相电路模型三相电路模型2.3 电力系统的相量图相量图的表示方法相量图的应用相量图的绘制与分析第三章：电力系统的稳定性与控制3.1 电力系统的稳定性电力系统稳定性的定义电力系统稳定性的判据电力系统稳定性的分析方法3.2 电力系统的控制电力系统控制的目标电力系统控制的方法电力系统控制的设备及其作用3.3 电力系统的保护与故障处理电力系统保护的作用与分类电力系统保护的方法与设备电力系统故障的类型与处理方法第四章：电力系统的优化与经济运行4.1 电力系统的优化电力系统优化的定义与目标电力系统优化的方法与算法电力系统优化的应用领域4.2 电力系统的经济运行电力系统经济运行的定义与目标电力系统经济运行的优化方法与算法电力系统经济运行的应用领域4.3 电力系统的节能与环保电力系统的节能措施与效果电力系统的环保措施与要求电力系统的可持续发展第五章：电力系统的负荷与短路分析5.1 电力系统的负荷电力系统负荷的分类与特性电力系统负荷的预测与计算电力系统负荷的分配与控制5.2 电力系统的短路分析短路故障的类型与特点短路分析的方法与步骤短路电流的计算与分析5.3 电力系统的保护与故障处理电力系统保护的作用与分类电力系统保护的方法与设备电力系统故障的类型与处理方法第六章：电力系统的传输与分配6.1 电力系统的传输输电线路的类型与特性输电线路的传输能力与损耗输电线路的优化设计与运行6.2 电力系统的分配配电线路的类型与特性配电线路的分配原则与方法配电线路的优化运行与维护6.3 电力系统的电压与无功控制电压控制的重要性与方法无功功率的概念与作用无功补偿设备的类型与配置第七章：电力系统的可靠性评估7.1 电力系统可靠性的指标与计算电力系统可靠性的基本指标电力系统可靠性的统计计算方法电力系统可靠性的评估模型7.2 电力系统的可靠性分析电力系统故障的类型与影响电力系统故障的传播与影响分析电力系统可靠性的优化提高措施7.3 电力系统的可靠性管理电力系统可靠性管理的重要性电力系统可靠性管理的方法与流程电力系统可靠性数据的收集与分析第八章：电力市场的运行与管理8.1 电力市场的概念与结构电力市场的定义与特点电力市场的结构与参与者电力市场的运作机制8.2 电力市场的运行与监管电力市场的运行规则与流程电力市场的监管机构与法规电力市场的竞争与公平性8.3 电力市场的交易与合同电力市场的交易类型与方式电力市场的合同管理与风险控制电力市场的信息技术支持第九章：电力系统的未来发展趋势9.1 电力系统的绿色与可持续发展清洁能源的发展与利用电力系统的绿色转型与减排电力系统的可持续发展战略9.2 电力系统的智能化与自动化智能电网的概念与架构电力系统的自动化控制技术电力系统的信息化与数字化转型9.3 电力系统的新技术与创新新能源技术的发展与应用电力系统的储能技术与需求响应电力系统的微电网与分布式能源第十章：电力系统的案例分析与实践10.1 电力系统的案例分析电力系统故障案例的分析与启示电力系统优化运行案例的分析与借鉴电力市场改革案例的分析与评价10.2 电力系统的实践操作电力系统的模拟与仿真电力系统的实验与测试电力系统的现场实习与操作培训10.3 电力系统的项目管理电力项目的基本流程与管理原则电力项目的风险评估与控制电力项目的质量管理与进度控制重点和难点解析一、电力系统的基本概念和分类：理解电力系统的定义、组成部分以及不同分类方式是理解后续内容的基础。
电力系统分析教案
电力系统分析-教案第一章：电力系统基本概念1.1 电力系统的定义1.2 电力系统的基本组成部分1.3 电力系统的分类1.4 电力系统运行的基本要求第二章：电力系统负荷与电压2.1 电力系统负荷的分类2.2 电力系统负荷的特性2.3 电力系统电压的稳定性2.4 电力系统电压的调整第三章：电力系统网络与短路3.1 电力系统网络的拓扑结构3.2 电力系统网络的基本参数3.3 电力系统短路的类型与特性3.4 电力系统短路的计算与分析第四章：电力系统的稳定性与控制4.1 电力系统稳定性的概念4.2 电力系统稳定的判据与分析方法4.3 电力系统稳定的控制与改进4.4 电力系统稳定的实例分析第五章：电力系统的优化与规划5.1 电力系统优化的目标与方法5.2 电力系统的经济性分析5.3 电力系统的可靠性分析5.4 电力系统规划的实例分析第六章：电力系统中的发电厂6.1 发电厂的分类与基本原理6.2 火力发电厂的结构与工作原理6.3 水力发电厂的结构与工作原理6.4 核能发电厂的结构与工作原理第七章：电力系统的输电网络7.1 输电网络的基本结构与参数7.2 输电线路的电气特性与设计7.3 输电线路的运行与管理7.4 输电网络的优化与控制第八章：电力系统的配电系统8.1 配电系统的基本结构与功能8.2 配电设备的选型与配置8.3 配电系统的运行与管理8.4 配电系统的优化与改进第九章：电力系统的自动化与保护9.1 电力系统自动化的意义与内容9.2 电力系统保护的基本原理与设备9.3 电力系统保护的动作原理与配置9.4 电力系统自动化的实例分析第十章：电力市场的运作与规划10.1 电力市场的概念与结构10.2 电力市场的运行机制与规则10.3 电力市场的规划与建设10.4 电力市场的发展趋势与挑战第十一章：电力系统的环境影响与可持续发展11.1 电力系统对环境的影响11.2 环境影响评估与管理11.3 可持续发展的原则与实践11.4 清洁能源与绿色电力系统第十二章：电力系统的安全与职业健康12.1 电力系统安全的重要性12.2 电力系统安全事故的类型与处理12.3 职业健康与安全管理体系12.4 安全文化与安全事故案例分析第十三章：电力系统的应急与故障处理13.1 电力系统应急响应策略13.2 故障检测与定位技术13.3 故障处理与恢复流程13.4 应急演练与案例分析第十四章：电力系统的改革与创新发展14.1 电力系统改革的动因与目标14.2 市场化改革与电力市场建设14.3 电力系统的创新技术与发展趋势14.4 创新案例分析与启示第十五章：电力系统分析的综合案例研究15.1 电力系统分析案例的选择与分析方法15.2 案例研究的基本步骤与技巧15.3 电力系统分析案例的实施与评估15.4 案例研究的应用与教学意义重点和难点解析第一章：电力系统基本概念重点：电力系统的定义、基本组成部分和分类。
电力系统分析计算实验报告
电力系统分析计算实验报告实验报告：电力系统分析计算一、实验目的本次实验的目的是通过对电力系统的分析和计算，了解电力系统的性能指标以及计算方法，为电力系统的设计、运行和维护提供理论依据。
二、实验原理1.电力系统的基本概念：电力系统由电源、输电线路、变电站以及用户组成，其主要功能是将发电厂产生的电能传输到用户处。
电力系统一般按照功率等级的不同分为高压、中压、低压电力系统。
2.电力系统的拓扑结构：电力系统的拓扑结构是指电源、变电站、输电线路等各个组成部分之间的连接关系。
常见的电力系统拓扑结构有环形、网状和辐射状等。
3.电力系统的性能指标：电力系统的性能指标包括电压、电流、功率因数、谐波等。
其中，电压是电力系统中最基本和最重要的性能指标之一，有着直接影响电力设备运行稳定性和用户用电质量的作用。
4.电力系统的计算方法：电力系统的计算方法主要包括短路电流计算、负荷流计算、电压稳定计算等。
通过这些计算方法可以了解电力系统的运行状态，为系统的运行和维护提供参考。
1.收集电力系统的基本信息：包括装置的类型、额定容量、接线方式等。
2.进行短路电流计算：根据电力系统的拓扑结构和装置参数，计算各个节点的短路电流。
3.进行负荷流计算：根据电力系统的负荷信息和装置参数，计算各个节点的负荷流值。
4.进行电压稳定计算：根据电力系统的电源参数、负载参数和线路参数，计算各个节点的电压稳定性。
5.分析计算结果，评估电力系统的性能，找出可能存在的问题。
6.根据分析结果，提出改进措施，优化电力系统的运行。
四、实验结果通过上述计算，我们得到了电力系统各节点的短路电流、负荷流值以及电压稳定性等指标。
通过对实验结果的分析，我们发现了电力系统中可能存在的问题，并提出了相应的改进方案。
五、实验结论通过本次实验，我们深入了解了电力系统的分析和计算方法，掌握了评估电力系统性能的指标和工具。
我们发现电力系统的设计和优化非常重要，可以提高系统的稳定性和可靠性，减少能源损失。
电力系统分析(大学电力专业期末复习资料)
3．为用户提供充足的电能。
1.2 电力系统的电压等级和负荷
一、电力系统的额定电压 电力网的额定电压：我国高压电网的额定电压等级有3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV等。 1.用电设备的额定电压：与同级电网的额定电压相同。 2.发电机的额定电压：比同级电网的额定电压高出5%， 用于补偿线路上的电压损失。
例1-1 已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压 器的额定电压。
G
T1
变压~器T1的二次侧
供电距离较长，其
额定电压应10比kV线路
额定电压高10%
110kV
变T2压器T6k1V的一次绕组与 发电机直接相连，其一 次侧的额定电压应与发 电机的额定电压相同
发电机G的额定电压：UN·G=1.05×10=10.5（kV）
Wa Pmax
pdt
0
Pmax
图 年最大负荷与年最大负荷利用小时数
1.3 电力系统中性点运行方式
我国电力系统中性点有三种运行方式：
中性点不接地 中性点经消弧线圈接地 中性点直接接地
小电流接地系统 大电流接地系统
1、中性点不接地的电力系统
1.正常运行时，系统的三相电压对称，地中无电流流过， 2.当系统发生A相接地故障时 ，A相对地电压降为零，中性
点电压 U 0 U A 0 U 0 U A
UA
U A
U0
IPE
U C
U 0
U B
U C
U B
图1-8 中性点不接地系统发生A相接地故障时的电路图和相量图
电力系统分析
电力系统分析电力系统分析是对电力系统运行状态进行调查和研究，并根据已知的电气参数进行计算和分析的过程。
电力系统分析可以帮助我们了解电力系统的运行状态和问题，以及找出改进方案，保证电力系统的安全稳定运行。
电力系统分析主要涉及以下内容：1.电力系统的基本参数电力系统的基本参数包括电压、电流、电阻和电感等。
这些参数是电力系统分析的基础，是计算电力系统稳定性和故障响应能力的关键。
2.电力系统的模型电力系统的模型是对电力系统进行建模和仿真的过程。
模型包括各种元件，如发电机、变压器、线路和负载等。
通过建立模型，可以预测电力系统的运行状态和故障响应能力。
3.电力系统的稳态分析稳态分析是预测电力系统稳定性的关键，它包括电压稳定性、电流平衡和功率因数等方面的分析。
通过稳态分析，可以找出电力系统的瓶颈和短板，提出改进方案。
4.电力系统的短路分析短路分析是电力系统故障响应能力的重要评估指标。
通过短路分析，可以确定电力系统的短路电流等参数，找出电力系统的弱点和改进方案。
5.电力系统的动态分析电力系统动态分析是评估电力系统响应能力的重要指标。
通过动态分析，可以预测电力系统的运行状态，提出改进方案，并进行优化。
电力系统分析的方法包括：1.数学分析法数学分析法是一种基于数学模型的分析方法。
它包括蒙特卡罗方法、蒙特卡罗法等。
数学分析法适用于系统对完善的拓扑和参数模型的分析。
2.仿真模拟法仿真模拟法是一种基于计算机仿真的分析方法。
它完全模拟整个系统的运行状态，能够提供真实的系统响应。
仿真模拟法适用于对系统动态变化的分析。
3.经验判断法经验判断法是一种基于经验和专业知识的分析方法。
它主要依靠专业人员的经验和判断力，快速找出电力系统中的问题。
经验判断法适用于简单的问题和应急响应。
总之，电力系统分析是电力系统安全稳定运行的保障。
它涵盖了电力系统的各个方面，并提供了多种分析方法。
通过电力系统分析，可以找出问题并提出改进方案，保障电力系统的安全稳定运营。
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。
电力系统分析
九、隐极机和凸极机的电压相量图（出现过，但很少）
十、隐极机的运行极限图（P-Q图）及其限制条件（出现过，但很少）
第三章 电力系统的潮流计算(手算）
一、阻抗支路和导纳支路的功率损耗计算公式 典型题目 • 1）阻抗支路流过各种功率（感性功率、容性功率、纯有功、纯无功
第二章 电力系统元件的数学模型与电力系统的数学模型
• 一、输电线路的参数及其物理意义、单位、耗能参数和蓄能参数；
典型题目：
• 1）电力线路中，电纳参数B主要反映电流流过线路产生的（
）
• A．热效应 B．电场效应
• C．磁场效应 D．电晕损耗
• 2）线路参数中那些参数单位相同；
• 3）线路参数中那些是耗能参数（消耗有功功率）？那些是储能参数
• 1、接线方式 1）无备用接线——用户只能从一个方向获得电能的接线方式，包括单
回路放射式、单回路干线式、单回路链式接线； 2）有备用接线——用户可以从两个或两个以上方向获得电能的接线方
式。包括双回路放射式、干线式、链式极限；环式接线和两端供电方式。 2、特点 1）无备用接线方式： 优点—接线简单、投资少、运行维护方便； 缺点—供电可靠性差 2）有备用接线方式： 双回路放射式： 优点：供电可靠性高、电压质量好； 缺点：投资 大、经济性差 环形接线： 优点；供电可靠性较高、较为经济； 缺点：运行调度 复杂、故障或检修切除一侧线路时，电压质量差，供电可靠性下降。
第一章 电力系统基本概念
一、基本概念（电力系统、电力网、发电厂主要类型、电 力系统分析中所说电压、功率及其表达式）
1、电力系统 由发电机、变压器、输配电线路和用电设备连接而成的用于电能 生产、变换、输送分配以及消费的系统。
电力系统分析基础课程PPT(25张)
第三章：电力系统的潮流计算
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6（3-2-17）：图示110kV网络，线路1和2的阻抗为Z1 ＝10+j40Ω，Z2＝24+j12Ω，欲使潮流按最小有功功 率损耗的经济分配，线路中接入附加串连加压器，
试计算此附加串联变压器的容量及所需要的附加电 势的大小。
掌握：自然功率分布；
经济功率分布；
1
循环功率；
循环功率与电势的关系。
2 P=10000kW cosφ=1.0
第三章：电力系统的潮流计算
18
7（3-2-18）：由发电厂A供电的220kV环形网络，线
路参数负荷的兆伏安数和自然功率分布如图所示，试
计算（1）该环网的经济功率分布 （2）实现经济功率分布后，每年节约的电能（计算 电能损耗时取其平均的小时，cosφ=0.9，可查得
L1
K1
L2
补充习题
第三章简单电力系统的潮流计算
8
1:UN＝110kV，Ud＝118kV，求潮流分布。
d
c
b
a
R1=6.8Ω
R2=6.3Ω
R3=13.8Ω
X1=16.36 Ω
X2=12.48 Ω
X3=13.2 Ω
B1=1.13*10-4S B2=0.82*10-4S
B3=0.77*10-4S
Sc=20.3+j15.8MVA Sb=8.6+j7.5MVA Sa=12.2+j8.8MVA
电气工程学院
School of Electrical Engineering
2005年9月29日
电力系统分析基础习题课
North China Electric Power University
《电力系统分析》第一章 电力系统的基本概念
例1.1的附图
解：发电机G的额定电压为10.5KV。
变压器T1:低压侧额定电压为10.5KV,高压侧额定电压为242KV；
变压器T2:高压侧额定电压为220KV，中压侧额定电压为121KV ，
低压侧额定电压为38.5KV；
变压器T3:高压侧额定电压为110KV,低压侧额定电压为11KV；
变压器T4:高压侧额定电压为35KV，低压侧额定电压为6.6KV；
6
二、电力工业发展概况
1．电力系统的发展简史 2．我国的电力系统发展现状 3．我国的电力工业展望与改革
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电力系统分析
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2.中国电力工业的现状
（1）发电量：1980年以来，平均年增长率9％，现为世 界第二位。
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2.中国电力工业的现状
（2）装机容量：居世界第二位。
• 系统与用电设备的额定电压（表1－3） • 电力网中的电压分布。
• 额定频率：50Hz。
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表 1-3 1000V 以上的额定电压
用电设备额定线电压/kV
系统的额定电压
交流发电机额定线电压/kV
变压器额定线电压/kV
一次绕组
二次绕组
34
3. 变压器 –一次侧：相当于用电设备，其额定电压与 系统（或线路）相同；与发电机直接相连时， 则与发电机相同 –二次侧：相当于电源，其额定电压应比系 统高5%，考虑变压器内部的电压损耗（5%）， 实际应定为比线路高10%。
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例题1.1 电力系统接线图如图1.2所示，图中标明了各级电 力线路的额定电压。试求发电机和变压器绕组的额定电压。
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%。
《电力系统分析》主要内容
第二章、电力系统元件参数和等值电 路
输电线路的参数计算 输电线路的等值电路：短输电线路、中等
长度的输电线路、长距离输电线路
变压器等值电路和参数： 。。。。。。、
变压器 ∏ 型等值电路
电力系统的稳态等值电路：
多电压等级网络的参数归算 标幺制 标幺值等值电路：精确等值电路（含理 想变压器和不含理想变压器）、近似等值电路
第五章、电力系统有功功率的平衡和 频率调整
电力系统中有功功率的平衡 电力系统的频率调整
第七章、电力系统三相短路的分析计 算
短路的一般概念 恒定电势源电路的三相短路 同步发电机的基本方程 同步电机的三相短路 电力系统三相短路的实用计算
第八章、电力系统各元件的序阻抗和 等值电路
对称分量法 对称分量法在不对称故障分析中的应用 同步发电机的负序和零序电抗 异步电动机的负序电抗和零序电抗 变压器的零序电抗 架空输电线的零序阻抗 电缆线路的零序阻抗 电力系统的序网络
《电力系统分析》主要内容
第一章、电力系统基本概念
电力工业发展情况 电力系统的组成、特点、基本要求 电力系统的电压等级 电力系统的接线方式 电力线路的结构 电力系统中性点的接地方式
第六章、电力系统无功功率的平衡和 电压调整
电力系统中无功功率的平衡 电力系统的电压管理 调压措施 电力线路导线截面的选择 电力系统无功功率的最优分配
第九章、电力系统简单不对称故障的 分析和计算
单相接地短路 两相短路 两相短路接地 正序等效定则的应用 非故障处电流和电压的计算 非全相运行的分析计算
第十章、电力系统运行稳定性概论
稳定性的基本概念 电力系统的机电特性 电力系统的静态稳定性 电力系统的暂态耗与两端 功率的关系公式
开式网络的电压和功率分布计算 简单闭式网的电压和功率分布计算 电能损耗
电力系统分析
前言 第1章 电力网络的数学模型 1.1 节点电压方程与节点导纳矩阵 1.1.1 节点电压方程的建立 1.1.2 节点导纳矩阵元素的物理意义 1.1.3 节点导纳矩阵形成与修改的计算机方法 1.1.4 节点方程的实数化求解方法 1.2 节点阻抗矩阵 1.2.1 节点阻抗矩阵表示的网络方程 1.2.2 节点阻抗矩阵的特点及其元素的物理意义 1.2.3 节点阻抗矩阵元素的求解方法 1.2.4 节点阻抗矩阵元素的实数化求解方法 思考题 第2章 电力系统潮流的计算机分析方法 2.1 潮流计算的数学模型 2.1.1 节点的功率方程 2.1.2 潮流计算中节点的分类 2.1.3 电力网络的潮流方程 2.2 牛顿-拉夫逊潮流算法 2.2.1 牛顿迭代算法 2.2.2 牛顿法的几何解释 2.2.3 极坐标牛顿潮流算法的雅可比矩阵 2.2.4 直角坐标牛顿潮流算法的雅可比矩阵 2.2.5 初值的设置与元件通过功率和电流的计算 2.2.6 牛顿潮流算法流程及评价 2.3 快速解耦潮流算法 2.3.1 快速解耦潮流算法的基本原理 2.3.2 快速解耦潮流算法的评价 2.4 直流潮流算法 思考题 第3章 电力系统的经济运行 3.1 电力系统经济运行的基本概念 3.2 火电厂间有功负荷的经济分配 3.3 水火电厂间有功负荷的经济分配 3.4 电力系统最优潮流 3.4.1 最优潮流的数学模型 3.4.2 最优潮流计算的降维梯度法 3.4.3 解耦最优潮流 思考题 第4章 同步电机的数学模型 4.1 abc坐标系的同步电机数学模型 4.1.1 理想同步电机 4.1.2 abc坐标系的同步电机方程 4.2 dq0坐标系的同步电机数学模型 4.2.1 派克变换 4.2.2 dq0坐标系的同步电机方程 4.2.3 派克变换的物理解释 4.3 同步电机的标幺值基本方程 4.4 电机参数表示的同步电机数学模型 4.4.1 同步电机参数 4.4.2 同步电机参数与其原始参数的关系 4.4.3 电机参数表示的同步电机方程 4.4.4 同步电机的电磁转矩方程 4.5 同步电机的简化数学模型 4.5.1 定子电压方程简化模型 4.5.2 转子电压磁链方程简化模型 4.6 同步电机的稳态数学模型及相量图 4.6.1 用同步电抗表示的同步电机稳态模型 4.6.2 用暂态电抗表示的同步电机稳态模型 4.6.3 用次暂态电抗表示的同步电机稳态模型 思考题 第5章 同步电机三相短路暂态过程分析 5.1 同步电机三相短路物理过程分析 5.1.1 同步电机三相短路的特点及磁链守恒原理 5.1.2 无阻尼绕组同步电机空载三相短路的物理过程 5.2 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算 5.2.1 不计衰减时同步电机空载短路电流计算 5.2.2 不计衰减时同步电机负载状态下的短路电流计算 5.2.3 自由电流衰减的时间常数 5.3 有阻尼绕组同步电机三相短路电流计算 5.3.1 不计衰减定子转子短路电流计算 5.3.2 自由电流分量的衰减时间常数 5.4 强行励磁对同步电机短路暂态过程的影响 思考题 第6章 电力系统故障的计算机算法 6.1 三相对称短路故障计算 6.2 简单不对称故障计算 6.2.1 序网络端口电压方程 6.2.2 不对称短路故障计算 6.2.3 不对称断线故障计算 6.3 复杂故障的计算 6.3.1 不对称故障的通用边界条件 6.3.2 多重故障计算 思考题 第7章 电力系统稳定性分析中的元件模型 7.1 概述 7.2 发电机的转子运动方程 7.2.1 转子运动方程的推导 7.2.2 转子运动方程的标幺值表示 7.2.3 惯性时间常数及物理含义 7.3 发电机功角及功率特性 7.3.1 转子位置角 7.3.2 功角及简单电力系统稳态功率特性 7.3.3 用其他电势表示的发电机功率特性 7.3.4 复杂系统的功率特性 7.4 功率特性影响因素分析 7.4.1 网络参数的影响 7.4.2 自动励磁调节器的影响 7.5 发电机励磁系统 7.5.1 发电机励磁系统的构成 7.5.2 主励磁系统模型 7.5.3 发电机励磁系统数学模型 7.6 原动机及调速器系统 7.6.1 水轮机及调速器系统 7.6.2 汽轮机及调速器系统 7.6.3 原动机及调速器系统简化模型 7.7 电力负荷模型 7.7.1 静态负荷模型 7.7.2 感应电动机负荷模型 7.7.3 其他负荷模型简介 思考题 第8章 电力系统稳定性的基本概念 8.1 电力系统稳定性概述 8.2 小扰动稳定性的初步概念 8.3 暂态稳定性的初步概念 8.4 负荷稳定的初步概念 8.5 电压稳定的初步概念 思考题 第9章 电力系统小扰动稳定性 9.1 小扰动稳定性基础概念 9.1.1 动力系统模型 9.1.2 运动稳定性的基本概念 9.1.3 系统的线性化模型 9.1.4 系统控制参数变动的影响 9.1.5 电力系统小扰动稳定性分析步骤 9.2 单机-无穷大系统小扰动稳定性分析 9.2.1 不计发电机阻尼时的稳定性分析 9.2.2 计及发电机阻尼时的稳定性分析 9.2.3 小扰动稳定储备系数和系统阻尼因子 9.3 简单电力系统小扰动稳定分岔分析 9.3.1 系统模型 9.3.2 系统小扰动稳定性分析 9.4 多机电力系统小扰动稳定性分析 9.4.1 系统模型 9.4.2 系统初始点的小扰动稳定性分析 9.4.3 系统负荷水平变动对小扰动稳定性的影响 9.4.4 发电机出力对系统小扰动稳定性的影响 9.4.5 综合考虑负荷水平和调度方式变化对系统小扰动稳定性的影响 思考题 第10章 电力系统暂态稳定性 10.1 概述 10.1.1 大扰动后的暂态过程 10.1.2 电力系统暂态稳定分析模型及其简化 10.1.3 电力系统暂态稳定分析方法 10.1.4 暂态稳定性研究的一些新问题 10.2 单机无穷大系统的暂态稳定判据——等面积定则 10.2.1 发电机各阶段的功率特性曲线 10.2.2 暂态稳定和不稳定场景分析 10.2.3 等面积定则 10.3 电力系统暂态稳定分析数值方法 10.3.1 常微分方程的数值积分方法 10.3.2 微分-代数方程的数值积分方法 10.4 单机无穷大系统暂态稳定数值分析 10.4.1 电力系统模型 10.4.2 不计阻尼时的暂态性分析 10.4.3 影响系统暂态稳定性的因素分析 10.5 多机电力系统暂态稳定性分析简介 10.5.1 暂态稳定分析的网络模型 10.5.2 电力系统暂态稳定分析的一般步骤 10.5.3 多机电力系统暂态稳定分析示例 思考题 第11章 提高电力系统稳定性的措施 11.1 概述 11.2 在电力系统规划设计阶段可采取的措施 11.2.1 提高系统功率极限的原理 11.2.2 改善发电机运行特性 11.2.3 改善输电线路的运行参数 11.2.4 改善变压器运行特性 11.2.5 实施无功补偿 11.2.6 优化保护装置 11.3 DyLiacco安全构想和运行控制措施 11.3.1 DyLiacco安全构想 11.3.2 EMS系统安全监控功能简介 11.3.3 电力系统运行控制的三道防线 11.4 电力系统运行控制措施 11.4.1 电力系统预防控制 11.4.2 电力系统紧急控制 11.4.3 实际例子 11.5 电力系统恢复控制 11.5.1 制定恢复计划和实施恢复培训 11.5.2 有功平衡和频率控制 11.5.3 无功平衡和电压控制 11.5.4 继电保护及安全自动装置的配合 思考题 参考文献
电力系统分析课后习题答案
电力系统分析课后习题答案第一章电力系统概述和基本概念1－1 电力系统和电力网的定义是什么？答：通常将生产、变换、输送、分配电能的设备如发电机、变压器、输配电电力线路等，使用电能的设备如电动机、电炉、电灯等，以及测量、继电保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体，称为电力系统。
电力系统中，各种电压等级的输配电力线路及升降变压器所组成的部分称为电力网络。
1－2 电力系统接线图分为哪两种？有什么区别？答：地理接线图：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的连接。
地理接线图不能更加详细地反映电力系统各电气设备之间的连接关系。
电气接线图：电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路之间的电气接线。
电气接线图并不侧重反映系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的连接。
1－3 对电力系统运行的基本要求是什么？电能生产的基本特点是什么？答：对电力系统运行的基本要求是：（1）保证系统运行的安全可靠性（2）保证良好的电能质量（3）保证运行的经济性。
另外，环境保护问题日益受到人们的关注。
火力发电厂生产的各种污染物质，包括氧化硫、氧化氮、飞灰等排放量将受到严格限制，也将成为对电力系统运行的要求。
电能生产的特点是：（1）电能与国民经济各个部门、国防和日常生活之间的关系都很密切。
（2）电能不能大量储存。
（3）电力系统中的暂态过程十分迅速（4）对电能质量的要求比较严格。
1－4 电力系统的额定电压是如何确定的？系统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：电力系统额定电压的确定，首先应从电力系统输送电能的经济性上考虑。
因为电力线路的三相输送功率S和线电压U、线电流I之间的关系为S＝sqrt(3)UI，当输送功率S一定时，输电电压U越高，则电流I越小，因此选用的导线截面积可相应减小，投资也就越小。
但电压U越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等的绝缘的投资也越大。
电力系统分析基础知识点总结
电力系统分析基础目录稳态部分一．电力系统的基本概念填空题简答题二．电力系统各元件的特征和数学模型填空题简答题三．简单电力网络的计算和分析填空题简答题四．复杂电力系统潮流的计算机算法简答题五．电力系统的有功功率和频率调整1．电力系统中有功功率的平衡2．电力系统中有功功率的最优分配3．电力系统的频率调整六．电力系统的无功功率和频率调整1．电力系统的无功功率平衡2．电力系统无功功率的最优分布3．电力系统的电压调整暂态部分一．短路的基本知识1.什么叫短路2.短路的类型3.短路产生的原因4.短路的危害5.电力系统故障的分类二．标幺制1.数学表达式2.基准值的选取3.基准值改变时标幺值的换算4.不同电压等级电网中各元件参数标幺值的计算三．无限大电源1.特点2.产生最大短路全电流的条件3.短路冲击电流im4.短路电流有效值Ich四．运算曲线法计算短路电流1．基本原理2.计算步骤3.转移阻抗4.计算电抗五．对称分量法1.正负零序分量2.对称量和不对称量之间的线性变换关系3. 电力系统主要元件的各序参数六．不对称故障的分析计算1.单相接地短路2.两相短路3.两相接地短路4.正序增广网络七．非故障处电流电压的计算1.电压分布规律2.对称分量经变压器后的相位变化稳态部分一一、填空题1、我国国家标准规定的额定电压有 3kv 、6kv、 10kv、 35kv 、110kv 、220kv 、330kv、 500kv 。
2、电能质量包含电压质量、频率质量、波形质量三方面。
3、无备用结线包括单回路放射式、干线式、链式网络。
4、有备用界结线包括双回路放射式、干线式、链式、环式、两端供电网络。
5、我国的六大电网：东北、华北、华中、华东、西南、西北。
6、电网中性点对地运行方式有：直接接地、不接地、经消弧线圈接地三种，其中直接接地为大接地电流系统。
7、我国110kv及以上的系统中性点直接接地，35kv及以下的系统中性点不接地。
二、简答题1、电力网络是指在电力系统中由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。
现代电力系统分析
现代电力系统分析1. 介绍现代电力系统是指由多个电力设备和电力网络组成的复杂系统，用于产生、传输和分配电能。
电力系统的分析是对电力系统进行建模、仿真和评估的过程，以确保电力系统的安全、可靠和经济运行。
本文将介绍现代电力系统分析的基本概念、方法和工具。
2. 建模在电力系统分析中，建立电力系统的准确和可靠的数学模型是非常重要的。
电力系统的建模过程包括以下几个方面：2.1 电力设备建模电力设备建模是指将各种电力设备，如发电机、变压器、输电线路等，抽象成数学模型。
这些模型可以描述电力设备的电气特性、动态响应和耦合关系，为电力系统的分析和控制提供基础。
2.2 电力网络建模电力网络建模是指将电力系统的各个部分，包括发电厂、变电站、输电线路和配电网等，抽象成网络模型。
这些网络模型可以反映电力系统的拓扑结构、电气参数和功率流动关系，为电力系统的稳态和动态分析提供基础。
2.3 负载建模负载建模是指将电力系统的负载，如电动机、照明设备和家电等，抽象成数学模型。
这些模型可以描述负载的功率需求、响应特性和对电力系统稳定性的影响，为电力系统的负荷流动和电压稳定性分析提供基础。
3. 仿真电力系统仿真是指利用电力系统模型进行计算和模拟，以获取电力系统的运行状态和性能指标。
电力系统仿真可以分为静态仿真和动态仿真两种。
3.1 静态仿真静态仿真主要关注电力系统的稳态运行状态。
其中，最常用的仿真方法是潮流计算，用于计算电力系统的节点电压、线路功率和负荷功率等参数。
静态仿真可以帮助评估电力系统的潮流分布、功率损耗和电压稳定性等。
3.2 动态仿真动态仿真主要关注电力系统的动态响应和稳定性。
其中，最常用的仿真方法是时域仿真，用于模拟电力系统在故障、负荷变化和控制操作等情况下的动态过程。
动态仿真可以帮助评估电力系统的暂态稳定性、电压暂降和频率波动等。
4. 评估电力系统评估是指对电力系统的性能进行量化和分析，以评估电力系统的安全性、可靠性和经济性。
现代电力系统分析
现代电力系统分析现代电力系统是一个大规模的复杂系统，由不同类型的电源、输电线路、变电站和终端用户组成。
为有效地管理电力系统，需要对其进行分析。
本文将介绍现代电力系统分析的基本概念、方法和工具。
电力系统分析的基本概念负荷和电源电力系统中的负荷是指终端用户的用电量。
电源则是指向电力系统供电的各类电源，如煤炭发电、核能发电、水力发电、风力发电和太阳能发电等。
电力系统的构成电力系统包括三个组成部分：发电、输电和配电。
发电是指将能源转换为电能的过程。
输电是指将电能从发电站输送到终端用户的过程。
配电是指将输电到用户附近的电能分配到终端用户的过程。
电力系统管理电力系统管理是指为了满足用户用电需求，对电力系统的负荷和电源进行协调、管理和优化的一系列活动。
电力系统分析的方法负荷预测负荷预测是指预测未来一定时间内电力系统的负荷变化。
负荷预测可以帮助电力系统管理者做好电力调度和优化计划。
负荷预测的方法包括时间序列分析、神经网络、回归分析等。
电力系统调度电力系统调度是指通过对电力系统中的各种资源进行协调和优化来满足用户用电需求的过程。
电力系统调度需要考虑各种约束条件和限制条件，如输电线路的最大负载、发电机的最大出力等。
风险分析风险分析是指对电力系统可能出现的潜在风险进行评估和分析。
风险分析可以帮助电力系统管理者制定应急预案和风险控制策略。
风险分析的方法包括故障树分析、事件树分析、失效模式和影响分析等。
功率流分析功率流分析是指分析电力系统中电能的传输和分布情况的过程。
功率流分析可以帮助电力系统管理者制定合理的输电方案和优化电能分配方案。
功率流分析的方法包括潮流分析、节点分析、整定分析等。
电力系统分析的工具模拟软件模拟软件可以帮助电力系统管理者模拟电力系统在不同情况下的运行状态。
常用的电力系统模拟软件包括PSS/E、MATLAB等。
数据库管理系统数据库管理系统可以帮助电力系统管理者高效地管理和分析大量的电力系统数据。
常用的数据库管理系统包括MySQL、Oracle等。
电力系统分析总复习
第一章 电力系统的基本概念电力系统的根本任务：向用户提供充足、可靠、优质、价格合理的电能 电力系统的组成：广义上是指由若干发电厂、变电所、负荷中心，通过电力线路连接在 一起的统一整体，用以完成电能的生产、输送、分配和使用；狭义上是指由发电机、变 压器、线路及用电设备等电气设备连接起来构成的整体 电力网：在电力系统中，实现输送、分配电能的部分，由发电厂和变电所中的变压器、 电力线路连接起来构成的整体 电力线路：是传输电能的电气设备——从功能上分为输电线路（是指发电厂向负荷中心 输送大量电力的主要干线， 以及不同地区电网间互送电力的高压联络线路） 、配电线路（是 指变电所与电力终端用户间的较低电压等级的联络线路） ；从结构上分为架空线路 （由导 线、 避雷线、绝缘子、 金具、杆塔、基础接地装置等组成） 、电缆线路 （由导线、绝缘层、 保护层组成） 负荷=电力系统中所有的用电设备所消耗的功率总和； 供电负荷 =负荷+电力网功率损耗； 发电负荷 =供电负荷 +发电厂厂用电 负荷分类：按负荷对供电可靠性要求分：一类负荷（是指中断供电将造成人身伤亡或将 在政治上、 经济上造成重大损失的负荷） 、二类负荷 （是指中断供电将在政治上、经济上 造成重大损失的负荷） 、三类负荷 负荷曲线：用来描述负荷随时间变化的规律，常采用折线法、阶梯法绘制 负荷曲线分类：A ．按负荷种类分类：有功功率负荷曲线、无功功率负荷曲线B •按负荷对象分类：用电设备、车间、企事业单位、行业、县网、区域网、地区网、 省网负荷曲线 and so onC .按时间分类：日、周、月、季、年负荷曲线and so on电力系统运行的特点： a.电能不能大量储存；b •过渡过程非常短暂；c •影响因素众多；d.电能与国民经济各部门及人民生活关系密切电力系统运行的要求： a.保证供电的可靠性；b.保证良好的电能质量（频率一一50Hz 、 电压一一电压偏差，电压波动，电压闪变，三相电平衡、波形一一正弦波）；c.提高电力系统运行的经济性 电力系统的电气接线方式：无备用接线方式（有单回路放射式、干线式、链式网络，常 适用于三类负荷） 、有备用接线方式（有双回路放射式、干线式、链式、环式、两端供电 网络，常适用于一类和二类负荷） 电力系统分类： 按职能分为 输电系统（其任务是将区域性发电厂的电能， 通过电力系统 中高压等级最高的一级或两级电力线路和枢纽变电所，可靠而经济地输送到负荷集中地区）、配电系统（其任务是将输电系统输入的电能分配给终端用户）国标电压等级分 3类：a.第一类为100V 以下；b.第二类为500V 以下；c.第三类为1000V 以上★电力线路、发电机、变压器的额定电压等级的确定：A •电力线路——他的额定电压 =用电设备的额定电压 =对应电力系统电压等级B .发电机一一他的额定电压 =线路额定电压*105%C •变压器：a.—次测直接与发电机相连的变压器，一次侧额定电压=发电机额定电压=线路额定电 压*105%，二次侧额定电压 =线路额定电压 *105% b.二次侧在带负荷运行时，一次侧额定电压 =线路额定电压，二次侧额定电压 =线路额12 3 4 5 67 89 10 111213 14定电压*110%（如果变压器内阻抗较小，或二次侧直接与用电设备相连，则二次侧额定电压=线路额定电压*105% ）15 电力系统中性点运行方式分类：有效接地系统（大电流接地系统）——中性点直接接地、中性点经小阻抗接地；非有效接地系统（小电流接地系统）——中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经高阻抗接地16中性点直接接地方式的特点：a.短路回路中的短路电流很大；b.中性点电位保持不变，仍为地电位；c.非故障相对地电压仍为相电压17 中性点运行方式的优缺点比较：供电可靠性——中性点不接地、中性点经消弧线圈接地系统的供电可靠性要大很多；对绝缘要求——中性点直接接地系统对绝缘水平要求较低；中性点经消弧线圈接地系统能够解决间歇性电弧对系统产生的过电压现象第二章电力系统元件参数和等效电路18 四大参数的物理意义：电阻——反映线路通过电流时产生的有功功率损耗的效应；电抗——反映载流导线周围产生的磁场效应；电导——反映带电导线绝缘介质泄漏损耗和导线周围电晕损耗的效应；电纳——反映带点导线周围的电场效应19 电力线路参数及等效电路：★一般线路：Z=R+jX Y=G+jBa. 短线路（长度不超过100Km的架空线路）：R=r i l; X=x i l; G=0; B=0，采用一字型等效b. ★★★中等长度线路（长度在i00Km~300Km 之间的架空线路和i00Km 以下的电缆线路）：R=r i| ；X=x i l; G=g i l=O ; B=b i l，采用n型等效或T型等效长线路（长度超过300Km的架空线路和超过iOOKm以上的电缆线路）：采用n型等效20 变压器参数及等效电路：Z T=R T+jX T Y T=G T-jB T我国国标双绕组只有五种：Yyni2、Ydii、YNdii、YNyi2、Yyi2 （绕组的连接方式只有星形Y、三角形△两种）变压器分类：按绕组结构分——普通变压器（双绕组和三绕组）、自偶变压器;按绕组分布分——升压变压器、降压变压器; 按变压器的调压方式分——普通分接头变压器、有载调压变压器A . ★★★双绕组变压器参数及等效电路：通常采用r型等效的理由：额定电流时，一次侧绕组的压降只有 2.5%~5%U,且励磁电流小于一次侧3%I N,所以直接把励磁支路直接移至电源端具体参数：22R T=P s U N2/(i000S N2)2X T=U s%U N2/(i00S N)2G T=P0/(i000U N2)2 B T=I0%S N/(i00U N2)其中U N为额定线电压（U N的选择与R T有关）,P s为短路损耗其中U s%为短路电压百分值其中P0 是空载损耗其中10%是空载电流百分值B •★三绕组变压器参数及等效电路：磁通：主磁通（链过三个绕组的磁通）、漏磁通（自漏磁、互漏磁）三绕组变压器分类：按川型100/50/1003个绕组容量比分——I型100/100/100、n型100/100/50、a. ^^ ★【型变压器参数：P s1=(P s1-2+P s3-1-P s2-3)/2P s2=(P s1-2+P s2-3-P s3-1)/2P s3=(P s2-3+P s3-1-P s1-2)/22 2 2 2 2 2 R T1= P s1U N2/(1000S N2) R T2= P s2U N2/(1000S N2)R T3= P s3U N2/(1000S N2)U s1%=(U s1-2%+U s3-1%-U s2-3%)/2U s2%=(U s1-2%+U s2-3%-U s3-1%)/2U s3%=(U s2-3%+U s3-1%-U s1-2%)/22 2 2X T1=U s1%U N2/(100S N) X T2=U s2%U N2/(100S N) X T3=U s3%U N2/(100S N) 2G T=P0/(1000U N2)2B T=I0%S N/(100U N ) 此处变压器的电纳为负b. n型、川型变压器参数：由于容量为100 的高、中绕组电流只为他们额定电流的一半，所以对其需要归算：P s2-3=4P s2-3P s3-1=4P s3-1 其余的计算和I型一样c. 按最大短路损耗计算：22R T(100)=P smax U N2/(2000S N2) R T(50)=2 R T(100)C.变压器n型等效参数：2 y12=1/(kZ T) y10=(k-1)/(kZ T)y20=(1-k)/(k 2Z T)21 ★★★电力系统的等效电路：A .★有名制等效电路：a •确定基本电压等级(稳态时，取最高电压等级；短路时，取短路处电压等级)b •计算实际参数c. 变比k计算k=基本级侧U NI :待归侧U N2d .★归标'2R=R(k i k2……也)X=X '(k i k2…… 心)2'2G=G /(k i k2……k n)'2B=B /(k i k2……k n)U=u'(k i k2……k n)1=1/(k i k2……k n)e.作等效电路图注意：归算前后功率不变；各级电压、电流都是归算至基本级量；变比k=基本级侧U NI : 待归侧U N2；一定要跨过，不跨不计入B .标幺制等效电路：标幺值=有名值：基准值基准值的俩限制条件：一是基准值的单位应与有名值相同；二是Z、Y、U、I、S的基准值之间要符合对应的电路关系★一般取S B=100的倍数MVA U B=基本电压等级，由此推出：22Z B=U B/S B Y B=S B/U B I B=S B/( V 3U B)其次是R*=R/Z B X*=X/Z B G*=G/Y B B*=B/Y B★ 不同基准值标幺值的换算：第一步：额定标幺值还原为有名值——X=X (N)*U N2/S N 第二步：选定基准值换算——X(B)*=X/ZB=X S B/U B2 总结：X(B)*= X (N)*U N 2S B/(S N U B2)第三章简单电力系统的潮流计算22电力系统运行要求：1电源发电量=负荷需求+损耗；2节点电压保持在额定值左右；3发电机运行在额定有功功率和无功功率上下限内；4输电线路和变压器不过负荷23潮流计算的任务：根据给定运行条件及系统接线方式来确定电力系统稳态运行状态；潮流计算的结果：评价系统运行方式和系统规划设计方案的合理性、安全可靠性、经济性的依据，是电力系统故障分析及计算的重要部分24电力网的功率损耗和电压降落A .电力线路的功率损耗和电压降落a.电力线路的功率损耗：串联阻抗的功率损耗+并联导纳的功率损耗串联阻抗的功率损耗：' 2 ' 2 ' 2 2 ' 2 ' 2 2A S Z=(S 2/U 2) Z=(P 2 +Q 2 )R/U 2 +j(P 2 +Q 2 )X/U 2' 2' 2' 2 2' 2 ' 2 2A S Z=(S 1/U1) Z=(P 1 +Q 1 )R/U i +j(P 1 +Q 1 )X/U 1并联导纳的功率损耗：*22A S YI=U I(YU i/2) =(G-jB)U i2/2~ -jBU i2/22 2A S Y2=U2(YU 2/2) =(G-jB)U 2 /2〜-jBU 2 /2b•电力线路的电压降落：是指线路始末两端的向量差dU=U i-U2,实际上是线路阻抗中的电压降落(高压电网中，线路的无功功率主要影响线路的电压损耗，有功功率主dU=(S ‘2/U2)*Z=(P 2R+Q ‘2X)/U 2+j(P 2X-Q 2R)/U 2= △U+j S UdU=(S 'i/U i)*Z=(P 'i R+Q‘i X)/U i+j(P '1X-Q 'i R)/U 1= △U+j S U'U i= U2+dU=(U2 + A U)+j S U U2=U i-dU =(U i-A U )-j S US =arctan( S U/(U 2+ A U)) S =arctan(- S U /(U 2- A U '))c. 电压质量指标与输电效率：电压损耗：是指始末两端电压有效值之差 A U%=100%(U I-U2)/U N电压偏差：是指始端或末端与线路额定电压的数值差 A U iN%=100%(U i-U N)/U N电压调整：是指线路末端空载与负载时电压的数值差 A U o%=1OO%(U 20-U 2)/U 20输电效率：是指线路末端输出有功功率与线路始端输入有功功率的比值n %=100%P2/P iB .变压器的功率损耗和电压降落:------- ►---------------------- > ------- ►a. 变压器的功率损耗：阻抗功率损耗+导纳功率损耗(变压器的阻抗支路功率损耗与负荷功率或传输功率有关，励磁导纳支路功率损耗取决于电压大小)阻抗功率损耗： △ S ZT = (S 2/U 2) Z T =(P 2+Q 2)R T /U 2+j(P 2+Q 2)X T /U 2' 2 ' 2 ' 2 2 ' 2 ' 2 2△ S ZT =(S 1/U 1) Z T =(P 1 +Q 1 )R T /U I +j(P 1 +Q 1 )X T /U I导纳功率损耗：△ S YT =U 1(Y T U 1 )*=G T U 1 2+jB T U 12b. 变压器的电压降落： dU=(S 2/U 2)*Z T =(P 2R T +Q 2X T )/U 2+j(P ‘2X T -Q ‘2R T )/U 2= △ U+j S UdU=(S ‘ 1/U 1)*Z T =(P ‘1R T +Q ‘ 1X T )/U 1+j(P ‘1X T -Q ‘ 1R T )/U F △ U+j S U ‘c. 近似计算功率损耗：(S 1~ S 1U 1^ U 2~ U NS 2~ S 2 )2222△ S zT =P s S i /(1000S N )+jU s %S N S i /(100S N ) △ S YT =P o /1OOO+jl 0%S N /100C .负荷和电源的功率：负荷功率S 4：变电所负荷侧功率 等效负荷功率S 3：从网络输入到变电所的功率 运算负荷S 3 ':为等效负荷功率+进线末端导纳功率电源功率S 1：发电厂电源侧的功率 等效电源功率S 2：为发电机高压母线向系统送出的功率 运算功率S 2 ':为等效电源功率-出线始端导纳功率25 ★简单开式网络的潮流计算：简单潮流计算的三种情况计算步骤：A. ★★★已知同端负荷功率和同端电压（已知 S 1和U 1 、 S 4和U 4）：a. 求各元器件参数b. 做等效电路图c. 由给定条件求各功率分点分布和功率损耗、节点电压 B. 已知末端负荷功率和始端电压（已知S 4和U 1 ）：a.假定全网电压为额定电压U N ，则U 4=U Nb •由S 4、U 4推出S i (推算功率分布，不计电压降落)c •由S i 、U 1推出U 4 (推算电压分布，计入电压降落) 26闭式网络的潮流计算： A •环式网络潮流计算步骤：(忽略电压降一一 U N 为全网电压)Z i2 Z23 Z31a. 作等效电路：U i=U i =U Nb. 求基本功率：* * * * * *S a=((Z 23 +Z31 )S2+Z 31 S3)/(Z 12 +Z23 +Z31 )* * * * * *S b=((Z 23 +Z12 )S3+Z12 S2)/(Z 12 +Z23 +Z 31 )C. 校验：S a+S b=S2+S3?d. 确定功率分点(两边流入)：S3=S23+S be. 计算实际功率分布：打开功率分点，其余同开式网计算法B •两端供电网络潮流计算步骤：a. 做等值电路：各元件参数b. 求基本功率：S a=((Z 23 +Z34 )S2+Z 34 S3)/(Z 12 +Z23 +Z34 )+(U N dU )/(Z 12 +Z 23 +Z34 )S b=((Z 23 +Z12 )S3+Z12 S2)/(Z 12 +Z23 +Z 34 )-(U N dU )/(Z 12 +Z 23 +Z 34 )S c=(U N dU*)/(Z12*+Z23*+Z34*)C.校验：S a+S b=S2+S3?d. 确定功率分点：功率由两侧流入的节点e. 计算实际功率分布：打开功率分点，其余同开式网计算法第四章复杂电力系统的潮流计算27节点导纳矩阵的特点：它是一个方阵( n个节点就是n阶矩阵，不含参考节点)；对称矩阵；稀疏矩阵对角线为自导纳；非对角线为互导纳(通常取地为参考点，编号0,节点电压都是各节点对地电压)28自导纳：节点导纳矩阵的对角元素Y ii，他等于在节点i加上单位电压，其他节点都接地时，经节点i向网络注入的电流；也等于在节点i加电压，其他节点都接地时，从节点i注入网络的电流同施加于节点i的电压之比；Y ii=X y j (自导纳是节点i以外的所有节点都接地时，节点i对地的总导纳，即等于与节点i相接的各支路导纳之和)29互导纳：节点导纳矩阵非对角元素Y ji,他等于在节点i加单位电压，其他节点都接地时，经节点j注入网络的电流；也等于在节点i加电压，其他节点都接地时，从节点j注入网络的电流同施加于节点i的电压之比；Y j=Y ji=-y ji =-y j (节点j的电流实际上是自网络流出并注入大地中的，所以互导纳等于节点i与j之间的支路导纳的负值30 节点导纳矩阵的形成：A ．矩阵阶数= 节点数B ．非对角元素中非零元素的个数=对应节点所连的不接地支路数C ．对角元素就是各节点的自导纳=相应节点所连支路的导纳之和D ．非对角元素=i 节点与j 节点之间支路导纳的负值E ．矩阵是一个对称的，只要求下三角或上三角部分F •对于变压器支路，利用n型等效或归算法做都能求出（等效或归算后，按以上规则求）31 P-Q 分解法的迭代次数一般多于牛顿-拉夫逊法，但每次迭代所需的时间比牛顿-拉夫逊法少得多，所以其计算时间小很多第五章电力系统正常运行方式的调整与控制32 有功功率负荷的变动及调整：电力系统的总负荷（据变化规律）分三类：第一类是变化幅度很小，变化周期很短的负荷；第二类是变化幅度较大、变化周期较长的负荷；第三类是变化幅度很大、变化周期很长的负荷频率的调整分三种：频率一次调整——由于第一类负荷变化引起的频率偏移将由发电机组调速系统的调速器进行调整；频率二次调整——由于第二类负荷变化引起的频率偏移将由发电机组调速系统的调频器进行调整；频率三次调整——由于第三类负荷变化引起的频率偏移将在有功功率平衡的基础上，责成各发电设备按经济最优分配原则进行有功功率分配33 电力系统的功—频静特性：负荷的功—频静特性、发电机组的功—频静特性A .负荷的有功功率一频率静态特性：K L D=△ P LD/△ f K L D =K LD f N/P LDN其中K LD是负荷的频率调节效应系数（表征负荷的频率调节特性）f N=50HzP LD是频率等于f时系统的有功功率P LDN是频率等于工频50Hz时系统的有功功率注意：K LD负荷的频率调节效应系数不能整定，其K LD*大小取决于全系统各类负荷所占比重（1~3）；他是调度部门确定按频率减负荷方案以及低频事故切负荷来恢复频率的计算依据B .发电机组的功一频静态特性：K G=-△ P G /△ f K G*=K G f N/P GN其中K G是发电机组的单位调节功率（表征电源的频率调节特性）f N=50HzS *静态调差系数：表征系统电源频率调节特性的参数之一，S *=（f0-f N）/f N则有K G=P GN/（ S *f N）K G*=1/ S *注意：K G是可以整定的，在整定范围内，K G越大，S *就越小，调整结果频率偏移越小；当发电机组满载以后，受调速机构的限制，发电机组不再具有调频能力，此时K G 为0 ，S *为无穷大34频率的一次调整：负荷增量△ P LDO是由调速器作用使得发电机组有功出力增加和负荷功率随频率的下降而自动减少两方面共同调节来平衡的K G刀=E K G：△ P LDO=-（K G刀+ K LD）△ f=-K △ f 注意：式中n台发电机组均未满载一旦满载，则某台发电机的单位调节功率K G=O,参加并联的未满载机组越多，系统单位调节功率K越大，频率变化△ f越小，系统频率就越稳定各机组间的负荷分配：（按单位调节功率或调差系数自然分配）各机组承担的功率增量△P Gi=-K Gi △f=-P GN △f/（S f N）35 调节负荷节点a 处的电压可以采取以下措施：A .调节发电机励磁电流以改变发电机端电压U GB .适当选择变压器变比C •改变线路的电抗参数D .改变无功功率分布第六章电力系统的经济运行36 ★电力系统的经济运行的两大指标：煤耗率（g/kWh ）——是指每生产1kWh 电能所消耗的标准煤重（29.31MJ/kg ）；网损率——是指电力网中损耗的电能与向电力网供应的电能的百分比37 电力网中的电能损耗：变压器绕组和输电线路导线电阻的电能损耗；变压器铁芯、电容器和电缆的绝缘介质以及电晕等的损耗★输电线路电能损耗计算：＜最大负荷损耗时间法＞、＜等值功率法＞最大负荷损耗时间T max：若线路中传送的功率一直保持最大负荷功率Smax在T max 时间内电能损耗恰好等于该线路全年的实际电能损耗（T max可由Tmax和cos $查表得出）△ A=E △ Pmaxr max38 降低网损的技术措施：1，提高用户的功率因数，减少电网输送的无功功率；2，改善闭式网络的功率分布；3，合理确定电力网的运行电压水平；4，合理组织变压器的经济运行；5对原有电网进行技术改造39 有功功率的经济分配：等耗量微增率准则——在满足一定的约束条件下，各发电厂之间合理分配系统的有功功率负荷，使整个系统燃料耗量最小刀P Gi-刀PLDi =0第七章同步发电机的基本方程40 派克变换：它是一种线性变换，是将静止的a、b、c 三相坐标系统（abc 坐标系统）表示的电磁量变换为在空间随转子一起旋转的两相直角坐标d、q 系统和静止的0 轴系统（dq0 坐标系统）41 派克矩阵：i dq0=Pi abc[ cos0cos( 0 -120 。
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电力系统是如何描述的？
1980~2002年全国发电量如图示（亿千瓦时）
18000 16000 14000 12000 10000
8000 6000 4000 2000
0 80 84 88 92 96 00年
总发电 火电 水电
电力系统是如何描述的
电压(KV）
1000（计划建设中）、750（建设中）、500、 330、220、110、60、35、10、0.6 0.38/0.22
第一节电力系统的组成
人类为什么选择使用电能？
显著优点
洁净 ： 环保 方便 : 输送、分配、使用 节能 : 能耗小，转换效率高
一、 问 题 的 提 出
电气化
2002年，中国电力消费在终端能源消费中的比例为42％， 2020年达到70％左右。
2002年，中国人均电力消费1280千瓦时，仅相当于20世纪70 年代的世界平均水平，约为目前世界平均水平2500千瓦时的 一半。
2011年1-10月全国电力消费 ，1-10月份，全国全社会用电量 38951亿千瓦时，同比增长11.9%。10月份，全社会用电量 3797亿千瓦时，同比增长11.4%。今年各季用电量增速基本在 12.3%-11.9%之间波动,总体处于平稳增长的范围，是2007年 以来各季增长最平稳的一年。
试想：没有电能你的生活会如何？
《电力系统分析》中国水利水电出版社。 ◆ 参考书：
各种与其相关书籍
考核方式
理论教学：100 % ➢ 平时成绩：30% （出勤、课堂表现、作业、回答问题） ➢ 考试：70%（闭卷或开卷） 实验教学：0%
联系方式
授课教师：张俐 教研室：电气工程系 QQ：1806342404
第1章 电力系统分析基本概念
停电的起因，由多家单位缺乏相关实践经验，缺少相应设备，未能及时进 行决断，影响当天下午事故情况发展和最终结果。缺乏合作机制、不能严格 遵守产业方针、对无功和电压不当管理导致了停电事故发生。具体原因：
1）FE电网公司和ECAR电网公司没有对FE系统存在的问题进行正确的评估 和认识，特别是缺乏对电压不稳定性和Cleveland-Akron地区系统薄弱性的 考虑，FE没有按照正确的电压标准和补救措施运行其系统。
二、供电恢复过程：
美国东部时间8月15日早晨，美国停电地区开始恢复供电。截至到8月15日 8时，负荷恢复共计约4880万千瓦。8月15日晚9时30分，纽约城在停电29 小时后全面恢复供电。 三、事故的影响：
停电事件影响到约5000万人口，造成美国俄亥俄、密歇根、宾西法尼亚、 佛蒙特、马萨诸塞、康涅狄格、新泽西以及加拿大安大略等地区约 61800MW的负荷损失，停电范围9300多平方英里。美国因停电造成的损失 估计在40至100亿美元之间。 四、事故发生的原因：
电力系统分析
东北农业大学电信学院 张俐本课程的主要内容及特点
主要内容
电力系统的分析与计算
稳态分析 电力系统的平衡与调整
电力系统
暂态分析
电力系统的经济运行 同步电机的数学模型 电力系统故障分析
电力系统稳定性分析
简单
复杂
有功
无功
静态稳定
暂态稳定
课程安排
◆ 课堂教学：72 学时 ◆ 实验课：0 学时 ◆ 教材：
苏维埃＋电气化＝共产主义（^_^）
美加2003年“8.14”大停电事故
纽约一篇漆黑，布什一脸无奈，与911并提
美加8.14大面积停电事 件 2003年8月14日，美国中西部、东北部及加拿大安大略省遭受了大面积停电事件。
事故开始于美国东部时间16时左右，在美国部分地区，电力供应在4日后仍未恢 复，而在全部电力供应恢复之前，安大略省部分地区的停电持续了一个多星期。 一、事故的发展过程：
事件发生前，停电地区中西部正值高温天气，电网负荷很大。潮流方向是从印 第安纳州和俄亥俄州南部通过密歇根州和俄亥俄州北部向底特律地区送电，并通 过底特律地区送往加拿大的安达略省。
14时左右,俄亥俄北部属FE电网公司的 Eastlake 5号机组（597MW）跳闸。 15时05分，俄亥俄南北联络断面上送克里夫兰的一条345千伏线路跳闸。 15时32分，俄亥俄另一条南北联络线Ohio Hanna—Juniper 345千伏线路 因对树放电跳闸。 15时41分，俄亥俄又有两条南北联络线相继跳闸，克里夫兰地区出现严重低 电压。 16时06分，俄亥俄南北联络断面又有一条345千伏线路跳闸。此时潮流反向 从底特律地区向俄亥俄州北部送电。 16时09分，俄亥俄南北联络最后两条345千伏联络线跳闸。俄亥俄州南北联 络断面全部断开，潮流发生大范围转移，通过印第安纳州经密歇根州与底特律地 区向俄亥俄州北部送电。 大约30-45秒后，因电压下降，密歇根州中部电网大约180万千瓦机组相继跳 闸，密歇根州中部电网电压开始崩溃。 16时10分，底特律地区电压全面快速崩溃，在8秒钟之内约30条密歇根州和 底特律间的联络线跳闸，潮流再次发生大范围转移，从俄亥俄州南部经宾西法尼 亚、纽约州、安达略、底特律向克里夫兰送电。 16时10分，底特律和安达略交界地区大量机组和线路跳闸，安达略电网和底 特律电网解列，底特律和俄亥俄州北部地区系统全部崩溃，系统瓦解，所有负荷
2）FE电网公司未能充分了解系统状况，未认识到其系统状况正逐步恶化。 3）FE电网公司未能对其输电走廊内的树木生长进行适当的管理。这一失误 是导致FE的3条345千伏输电线和1条138千伏线路停电的主要原因。 4）互联电网内的可靠性组织没有提供有效的实时诊断支持。 五、可借鉴的经验或事故防范措施： 1）启动美国－加拿大风险处理研究。 2）加强可靠性管理，使可靠性标准成为强制性标准。 3）增强调度人员、可靠性协调人员、运行维护人员及运行支持人员的短期 和长期培训及资质认证。 4）更有效和广泛地采用系统保护措施。
♣ 第一节电力系统的组成 ♣ 第二节电力系统运行的基本要求 ♣ 第三节电力系统的接线方式和电压
等级
♣ 第四节电力系统的负荷 ♣ 第五节电力系统分析课程的主要内容
主要知识点：
♣ 电力系统的组成 ♣ 电能生产的特点 ♣ 电力系统运行的基本要求 ♣ 电力系统的接线方式和特点 ♣ 电压等级 ♣ 中性点运行方式及特点 ♣ 电力系统的负荷及其曲线