电气工程概论-第四章 电力系统分析概述

潮流求解
Y12 Y11 Y Y 21 22 Y( n 1),1 Y( n 1),2 Yn1 Yn 2
Y1,n 1 Y2,n 1 Y( n 1),( n 1) Yn ,( n 1)
Y1n U S / U 1 1 1 Y2 n U 2 S2 / U 2 Y( n 1),n U n 1 S / U n 1 n 1 U Y nn n Sn / U n
电气工程概论
河北科技大学
第四章 电力系统分析的主要内容概述
稳态分析 暂态分析
电磁暂态
机电暂态
故障分析
电力系统分析
稳态分析
电电电 力力力 系网系 统的统 的电元 电压件 压和模 和功型 频率及 率分参 调布数 整 计 算
故障分析
电电 力力 系系 统统 的的 不三 对相 称短 故路 障
稳定性分析
电电电 力力力 系系系 统统统 的的的 静暂机 态态电 稳稳特 定定性
一、稳态分析
1、电力系统潮流计算 电力系统潮流计算是电力系统运行部门和规划设计部门的一项基本工作。 基本目标是得到系统各个节点的电压和各个支路的功率。 然后在此基础上，进一步判断电力系统的规划设计是否合理，系统的运 行状态是否合理。
潮流求解
注入电流 电力网
注入电流
注入电流
注入电流 等值电路网络
运动的物体在经受扰动之后，能否回到原 来的稳定运动状态，或到达一个新的稳定运动 状态。 电力系统中运动着的物体主要是发电机、 电动机等设备，电动机一般接在负荷侧，电力 系统稳定分析一般针对发电机和输电网组成的 系统进行。
5 机电暂态
研究物体运动通常要描述物体运动状态变化的 微分方程
单机-无穷大系统
4 故障分析
常见的故障种类有 短路 断线 短路是故障分析的重点 短路是横向故障 断线是纵向故障
4 故障分析
图3-1 短路的类型 a) 三相短路 b) 两相短 路 c) 单相短路 d) 单相接中心点短路 e) 两相接地短路 f) 两相短路接地
选择、检验电气设备， 继电保护的分析、整定
5 机电暂态
xd jI

P Eq
EqU xd


U
I
sin
(2)
P E'
E 'U
' xd
sin '
(3)
5 机电暂态
静态稳定，小干扰稳定
P
PM
P0 P T
a
a' '
a'
b '
b

a
b' '
b
dP 0 d
5 机电暂态


b
b'
a
a '
b' '
a
b
a
a ''
P P
G
LD
PL
2 有功功率和频率调整的基本概念
有功负荷的变化及其调整 第一种负荷变化 由调速器调整：频率的一次调整 第二种负荷变化 由调频器调整：频率的二次调整 第三种负荷变化 电力系统的经济运行调整
3 电力系统的无功功率平衡和电压调整的 基本概念
电压水平取决于无功功率的平衡 无功功率平衡： 无功功率电源=无功功率负荷+无功功率损耗
O
t 0
t
O
t 0
t
5 机电暂态
暂态稳定
PE
dPE d
PI
短路故障发 生后，简单 系统的功角 曲线变化情 况：
e
PT PE
PIII f
aห้องสมุดไป่ตู้
k d c b
PII
g
0 k c

等面积准则
注入电流
潮流求解
Y11 Y12 Y Y 21 22 Y( n1),1 Y( n1),2 Yn1 Yn 2
Y1,n1 Y2,n1 Y( n1),( n1) Yn,( n1)
I U 1 1 U 2 I2 Y( n1),n U n1 I n1 U I Y nn n n Y1n Y2n
G
U
5 机电暂态
d 0 dt d 0 ( PT PE ) dt TJ
发电机转子运动方程，二阶微分方程 用于稳定分析的经典二阶微分方程，如 果考虑更高阶，需要考虑其它状态变量

q轴
(1)

U
0
5 机电暂态
E q
对于凸极发电机和隐机发电机，电磁功 率的表示形式不同，凸极发电机的表 示形式要复杂一些。
潮流求解
非线性代数方程组 利用数值计算方法迭代求解 结合电力系统本身的特点，节点类型
2 有功功率和频率调整的基本概念
MT×角速度：原动机的机械功率 ME ×角速度：发电机的电磁功率
MT
频率的变化主要与有功功率的平衡有关
ME
2 有功功率和频率调整的基本概念
允许的频率偏差范围 |Δf|<0.5Hz 有功功率平衡