35四川大学电力系统分析理论总结PPT课件
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电力系统分析川大课件小结及习题
电力网的电能损耗1.电力网的电能损耗和损耗率在分析电力系统运行经济性时，经常要求计算一段时刻内电力网的电能损耗。
在时刻段内对有功功率的积分便是电能损耗。
要是功率为恒定值，那么电能损耗确实是根基功率乘以时刻。
通常以年〔即365×24=8760小时〕作为计算时刻段，称为电力网年电能损耗。
例如8760小时分为n段，其中第i段时刻为△ti(h),全网功率损耗为△Pi(MW),那么全网年电能损耗为。
在同一时刻内，电力网损耗电量占供电量的百分比，称为电力网的损耗率，简称网损率或线损率，即电力网损耗率=(3-54)其中，在给定的时刻〔日、月、季或年〕内，系统中所有发电厂的总发电量与厂用电量之差称为供电量；那个地点介绍一种常用的电能损耗简化计算方法，用于逐个计算线路或变压器的年电能损耗，即最大负荷损耗时刻法。
要是线路中输送的功率一直维持为最大负荷功率Smax，在τ小时内的电能损耗恰好等于线路全年的实际电能损耗，那么称为最大负荷损耗时刻维持为最大负荷功率Smax，在τ小时内的电能损耗恰好等于线路全年的实际电能损耗，那么称为最大负荷损耗时刻。
(3-63)假设认为电压接近于恒定，那么(3-64)由此可见，最大负荷损耗时刻τ与视在功率表示的负荷曲曲折折曲曲折折折折线有关。
在一定功率因数下视在功率与有功功率成正比，而有功功率负荷曲曲折折曲曲折折折折线的外形在某种程度上可由最大负荷利用小时数反映。
因此，τ与线路负荷的功率因数和Tmax有关。
通过对一些典型负荷曲曲折折曲曲折折折折线的分析，得到τ与Tmax及cosρ的关系,如表3-1所示。
使用这一方法只需计算最大负荷时线路或变压器的功率损耗,再按负荷的Tmax和cosρ从表3-1查得τ，就可用下式计算线路的年电能损耗(3-65)变压器年电能损耗为(3-66)表3-1τ与Tmax和cosρ的关系2.落低网损的要紧技术措施•1〕提高功率因素、末端增加无功补偿，以减少无功功率的传输。
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
电力系统分析全套课程课件
利用物联网、大数据、人工智能等技术，实现电 力系统的智能化监测、调度和控制。
新能源接入
研究如何将新能源如风能、太阳能等安全、可靠 地接入电力系统。
电力市场改革
适应电力市场的改革和变化，研究如何提高电力 系统的经济性和竞争力。
CHAPTER 07
电力系统仿真与优化
仿真方法与工具
仿真方法
包括数学仿真、物理仿真、半实物仿真等， 用于电力系统性能评估、控制策略验证等。
潮流分析
总结词
研究电力系统在正常运行条件下的功率流动和负荷分 配。
详细描述
潮流分析是电力系统分析的重要内容之一，它涉及到 电力系统的功率流动和负荷分配。潮流分析主要研究 电力系统在正常运行条件下的功率流动情况，包括各 节点的电压、电流、功率等参数的计算和分析，以及 这些参数在系统运行过程中的变化情况。此外，潮流 分析还研究如何优化电力系统的运行方式和控制策略 ，以实现电力系统的经济和高效运行。
CHAPTER 04
电力系统稳定性
稳定性的定义
稳定性是指电力系统在正常运行时，受到小的干扰后能够自 动恢复到原始状态的能力。这种干扰可以是来自系统内部的 异常，也可以是外部的干扰，如负荷的突变、新能源的接入 等。
稳定性可以从时域和频域两个角度来分析。在时域中，稳定 性关注的是系统在受到干扰后是否能收敛回平衡状态；在频 域中，稳定性关注的是系统在一定的频率范围内是否能保持 稳定。
未来电力系统
未来的电力系统将朝着更加智能化、清洁化、高效化的方向发展，如 发展智能电网、分布式能源等。
CHAPTER 02
电力系统基本元件
电阻器
总结词
电阻器是用来消耗电能的，其阻值与通过的电流成反比，是电力系统中常见的元 件之一。
新能源接入
研究如何将新能源如风能、太阳能等安全、可靠 地接入电力系统。
电力市场改革
适应电力市场的改革和变化，研究如何提高电力 系统的经济性和竞争力。
CHAPTER 07
电力系统仿真与优化
仿真方法与工具
仿真方法
包括数学仿真、物理仿真、半实物仿真等， 用于电力系统性能评估、控制策略验证等。
潮流分析
总结词
研究电力系统在正常运行条件下的功率流动和负荷分 配。
详细描述
潮流分析是电力系统分析的重要内容之一，它涉及到 电力系统的功率流动和负荷分配。潮流分析主要研究 电力系统在正常运行条件下的功率流动情况，包括各 节点的电压、电流、功率等参数的计算和分析，以及 这些参数在系统运行过程中的变化情况。此外，潮流 分析还研究如何优化电力系统的运行方式和控制策略 ，以实现电力系统的经济和高效运行。
CHAPTER 04
电力系统稳定性
稳定性的定义
稳定性是指电力系统在正常运行时，受到小的干扰后能够自 动恢复到原始状态的能力。这种干扰可以是来自系统内部的 异常，也可以是外部的干扰，如负荷的突变、新能源的接入 等。
稳定性可以从时域和频域两个角度来分析。在时域中，稳定 性关注的是系统在受到干扰后是否能收敛回平衡状态；在频 域中，稳定性关注的是系统在一定的频率范围内是否能保持 稳定。
未来电力系统
未来的电力系统将朝着更加智能化、清洁化、高效化的方向发展，如 发展智能电网、分布式能源等。
CHAPTER 02
电力系统基本元件
电阻器
总结词
电阻器是用来消耗电能的，其阻值与通过的电流成反比，是电力系统中常见的元 件之一。
《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》课件
成本分析
分析电力系统的成本包括发电成本、输电成本、 配电成本等，以确定电力系统的总成本和成本 分布情况。
结论
1 现状与发展
电力系统分析技术不断发展，各种新技术的应用，促进了电力系统的稳定性和高效性。
2 应用前景
随着我国对清洁能源的重视和新一代电力系统改造的推进，电力系统分析在应用范围和 深度上将会有更大发展。
应用
电力系统保护主要应用于保护 系统中各部分的设备、线路和 运行状态，例如对短路、过流、 瞬时停电等异常情况的保护。
电力系统经济性分析
概述
电力系统经济性分析主要是为了确定电力系统 的经济成本和收益，并据此根据电力市场供需 情况对电力系统进行调整。
负荷分析
负荷分析是指对各部分的输电能力、发电能力 等进行评估，以保证电力系统的稳定、安全和 高效运行。
3 重要性
电力系统分析是指导电力系统设计和运行的重要手段，其作用不可小视。
输效率、降低电力系统成本、实现电
力系统的可持续发展等。
3
方法
电力系统优化方法包括电源替代、设 备调节等多种手段，其中基于现代数 学理论的优化算法应用得越来越广泛。
电力系统保护
概述
电力系统保护是指为了维护电 力系统的安全可靠运行，通过 安装保护装置对电力系统中各 部分进行保护。
分类
电力系统保护通常分为高压、 低压、多层等不同的保护层次 和保护方式。
稳定性分类
电力系统的稳定性通常分为动态稳定性、静态稳定性和暂态稳定性。
评价方法
一般采用动态稳定分析和稳定裕度评价来进行电力系统稳定性评估。
电力系统优化
1
定义
优化是指针对电力系统状况、设备的
目标
2
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
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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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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）
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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
电力系统分析汇总课件
0.6 0.7
0.8
P
0.9 1.0
1.1 U
图10-10 同步发电机的静态电压特性
曲线A:Eq(0)、U GA；曲线B:Eq(0)、UGB ；
Q1、Q2、Q3 对应不同电抗；X d1 X d 2 X d3
曲线C: Eq(0)、U ； GC UGA UGB UGC
隐极式同步发电机端输出的无功功率
（5）励磁按变量导数调节。如图108中e点。
（6）励磁按变量导数调节，但不限 发电机端电压。如图10-8中f点。
p(0)
SEq S S E'q UG
0 0
t
图10-8 调节励磁对静态稳定的影响
第十章 电力系统的暂态稳定性
综上所述，自动调节励磁装置可以等效地减少发电机的电抗。
当无调节励磁时，对于隐极式同步发电机的空载电动势 Eq 常数，
4TJ SEq
)
根据 p1,2 的情形可得到系统稳定性的情形
1. 特征根为两个实数，此时必有
D2 4TJ SEq 2. 特征根为一对共轭复数，此时必有
D2 4TJ SEq
第十章 电力系统的暂态稳定性
p1,2
D 2TJ
j
1 4TJ2
(4TJ SEq
D2 )
r
j
系统稳定与否，取决于特征根的实部，也即 D 的符号(正或负)。
电力系统中所有电源综合的有功功率的静态频率特性如图10-17
中曲线 PG（1-2-3、3' ），所有综合负荷的有功功率的静态频率特性
如图中曲线PL。 P
PL'
P(0)
a2
0 PL
3b
PG
3'
1
Pc
电力系统分析理论总结(ppt 54页)
25
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18.06.2020
➢同步发电机基本方程及其三相短路
❖ 派克变换的物理意义 ❖ 发电机基本方程 ❖ 发电机暂态和次暂态电势,电抗的定义
及计算方法
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➢三相短路的基本概念
❖ 短路冲击电流：短路电流的最大可能瞬时值
iimIpmIpmexp(0.01/Ta) [1exp(0.01/Ta)]Ipm
电力系统静态稳定性分析
❖ 简单电力系统静态稳定的实用判据 ❖ 简单电力系统的小扰动分析法 ❖ 不计发电机阻尼作用的静态稳定性分析 ❖ 计及发电机阻尼作用的静态稳定性分析
43
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电力系统静态稳定性分析
简单电力系统静态稳定的实用判据
稳定极限 静态稳定储备系数
Sn
SB
V
2 B
4
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18.06.2020
例2-7
X 1 X G (B )* X G (N )*V S G G 2 ( (N N ) ) V S B 2 B (1 ) 0 .2 1 6 3 .5 2 0 0 1 1 .5 2 0 0 0 .0 87 X 2 X T 1 (B )* V 1 S % 0 V S T T 2 1 ( 0 ( N N 1 ) ) V S B 2 B (1 ) 1 1 .5 2 0 0 1 3 0 .5 .5 2 0 1 1 1 .5 2 0 0 0 .0 33
电力系统分析理论 总结(ppt 54页)
二. 元件参数和等值电路
❖ 架空输电线路的等值电路 ❖ 变压器的等值电路及参数计算 ❖ 电力系统的稳态等值电路
电力系统分析课件
电力系统分析的案例分析
通过案例分析，我们可以深入了解电力系统分析在实际应用中的具体作用和效果。这些案例将涵盖不同 类型的电力系统和不同的分析场景。
结论和总结
通过电力系统分析，我们可以发现潜在问题，并采取相应点和要点。
电力系统分析ppt课件
这份电力系统分析ppt课件将为您介绍电力系统的基本概念和原理，包括电力 系统的组成和拓扑结构，以及电力系统分析的目的和方法。
电力系统的基本概念和原理
了解电力系统的基本概念如电压、电流、功率以及电力传输的原理对于分析和优化电力系统至关重要。
电力系统的组成和拓扑结构
电力系统由多种组件组成，包括发电厂、变电站、输电线路和配电系统。了解电力系统的拓扑结构有助 于优化电力传输和分配。
电力系统分析的目的和方法
电力系统分析的目的是识别和解决潜在问题，并确保电力系统的稳定运行。 了解电力系统分析的常用方法和技术可以帮助我们做出准确的决策。
电力系统分析的常用工具和技术
电力系统分析常使用各种工具和技术，例如潮流计算、短路分析和负荷流动分析。这些工具和技术可以 帮助我们评估电力系统的性能和安全性。
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11.11.2020
三. 电压和功率分布的计算
❖ 网络元件的电压降落和功率损耗 ❖ 开式网络的电压和功率分布 ❖ 闭式网络的电压和功率分布
❖ 多级电压环网的功率分布 ❖ 电力网的电能损耗
例题3-4，习题3-8
7
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➢网络元件的电压降落和功率损耗
V2 V2
P2 R Q 2 X V2
P2 X Q 2 R V2
(3-8)
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功率损耗
SI22(RjX)(VS22)2(R jX)
QB1
1 2
BV12
S0 P 0j Q 0 P 0jI1 0% 0SN 0
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➢开式网络的电压和功率分布
总结
一、基本概念 二、元件参数和等值电路 三、电压和功率分布的计算 四、频率调整和电压调整 五、三相短路的分析计算 六、不对称故障的分析计算 七、电力系统稳定性分析
1
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一. 基本概念
❖ 额定电压和额定频率
电气设备的额定电压
❖发电机 ❖线路 ❖变压器
2
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电力系统的频率特性
❖ 负荷的频率调节效应系数（响应系数）
KD
tg
PD f
❖ 机组的单位调节功率 (功频静特性系数)
KG
1
PG f
f fN f PPGN P
KG
1
PG f
KG
KG
PGN fN
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电力系统的频率特性
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❖调压措施
V b (V G k 1 V )/k2 (V G k 1PV N R Q)/X k2
(1)发电机调压,调节励磁VG
(2)变压器调压,选择变比 k1, k2
(3)无功补偿,改变无功分布Q (4)改变线路参数 X
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X 3X L (B )*X LV S B 2 (B )0.48 0 1 12 2 00 1 0 .22
5
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例2-8
❖ 发电机和变压器的电抗：
X(B)* X（N） *VSnn2 VSBB2 X（N） *VSan2vVSaB2v X（N） *SSB n
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KkrKGKD P f D0
❖ 频率的一次调整 ❖ 频率的二次调整
系统单位 调节功率
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互联系统的频率调整
f ( P D A P D ) B ( P G A P G )B P D P G
K A K B
K
P A BK A ( P D B P K GA )B K K B B ( P D A P G)A
i(
A1 A2 )
*
N
LD C
Z
Z
k
*
'
*
*
S Z S V V V S S i1 * i
i(
A2 A1)
*
N
L D
C
Z
Z
11
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均一网
k
S RS R XRXR RS R RPR QR R i1
i i (1 j
k
i) i i1
(1 j )
（1）用VN求得各点的运算负荷
（2）从末段线路开始，用VN依次计算 各段线路的功率损耗
（3）用VA和已求得的功率分布，从A 点开始逐段计算电压降落，求得 Vb和 Vc Vd
10
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闭式网络的电压和功率分布
k*
Z Si S V V V S S i1 *
*
*
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例2-7
X 1 X G (B )* X G (N )*V S G G 2 ( (N N ) ) V S B 2 B (1 ) 0 .2 1 6 3 .5 2 0 0 1 1 .5 2 0 0 0 .0 87 X 2 X T 1 (B )* V 1 S % 0 V S T T 2 1 ( 0 ( N N 1 ) ) V S B 2 B (1 ) 1 1 .5 2 0 0 1 3 0 .5 .5 2 0 1 1 1 .5 2 0 0 0 .0 33
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电力系统有功功率的最优分配
❖ 发电机组的耗量特性
❖ 等耗量微增率准则
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电压调整的基本概念
❖ 中枢点的三种调压方式
逆调压 顺调压 常调压
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V i (V G k 1 V )/k2 (V G k 1PV N R Q)/X k2
k
ii
i1
k
ii
j i1
ii
k
k
k
Si
R' i
Pi
R' i
Qi Ri'
S i1 R R R
i1
j i1
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各段线路的单位阻抗相等
k
*
k
k
k
Si Z0li Sili Pili Qili
S i1 * Z0 l
i1
l
i1
l
j i1
l
k
k
k
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二. 元件参数和等值电路
❖ 架空输电线路的等值电路 ❖ 变压器的等值电路及参数计算 ❖ 电力系统的稳态等值电路
(标幺值的等值电路， 平均额定电压)
3
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X ( B )*
X ( 有名值）
SB
V
2 B
X（ N ）*
V
2 n
Sn
SB
V
2 B
4
ZT'1ZT' 2
ZT1ZT2
14
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➢电力网的电能损耗
❖ 最大负荷损耗时间法 APmax AP ma x P 0T
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ห้องสมุดไป่ตู้、频率调整和电压调整
❖ 电力系统的频率特性 ❖ 电力系统的频率调整 ❖ 电力系统有功功率的最优分配 ❖ 无功平衡与电压水平的关系 ❖ 电压调整的基本概念 ❖ 电压调整的方法和手段
Si
l' i
Pi
l' i
Qi
l' i
S i1 l l l
i1
j i1
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多级电压环网的功率分布
❖ 循环功率的产生
k1 k2
S S T1 T2
SLDT1 SLDT2
+SC
❖ 环路电势和循环功率的计算
Sc VN2H(1kk12) VN2L(1kk12)