电力系统的电力电子化趋势分析与探讨

摘要：随着传统电力系统的发展，逐渐暴露出一些难以克服的困难与障碍。一

方面，随着电网的扩展，输电距离不断增加，输电电压等级不断升高，原有的电

网发展模式逐渐受到了原理、技术、安全、经济等方面的制约；另一方面，新的

发电设备、新的传输技术、新的用电负荷设备不断涌现，与原有电网在功能、接口、服务等方面都存在较大的冲突。未来电力系统的发展迫切需要依托通讯、控制、人工智能等先进技术，而电力电子技术是其中最重要的技术手段之一。

关键词：电力系统；电力电子化；趋势

引言

在电力传输分配方面，电力电子化设备可保障电力传输安全可靠性并提高传输效率；在

电力消费方面，电力电子化设备可满足用户日益多样的个性化需求并保证高标准的电能质量。由于技术和成本问题基本解决，电力电子技术已在电力消费方面得到了广泛应用。有统计表明，我国实际照明负荷中包含了大量的电力电子元器件；交通/工业传动领域普遍采用变频调速技术；随着社会经济水平的提高，采用开关电源的各种电子电器设备比重持续提高；等等。在电力生产和电力传输分配方面，电力电子技术也得到了大量工程应用。比如，常规发电机

组的静止励磁装置、超高压/特高压直流输电、可控串联补偿、电力有源滤波器等。当前，传统发电、输配电领域的制约因素不断增强，而电力电子自身在技术、成本等方面高速发展，

在这些综合因素的推动下，电力电子技术必然在整个电力系统中得到更广泛的应用。虽然电

力系统的电力电子化已成为一种趋势，但是很多机理问题和关键技术仍亟待研究。比如，由

于电力电子设备的耐受性较差，外部故障期间出于自我保护的目的常采用脱网策略，给传统

继电保护的故障定位和切除造成了障碍。

1电力系统电力电子化的必要性

a．电源方面。未来我国新能源发电所占比重越来越大，但与常规火电、水电相比，新

能源波动性强、可控性低、功率密度偏低、可预测性有所不足，发出的电以直流形式居多。

大量的新能源并网发电，不仅需要电力电子换流器并网，还需要配套储能、有源滤波、功率

调节等设备辅助运行。传统同步电机发电技术也可以电力电子化提升，如辅助机械的变频驱动、励磁调节等。b．电力传输方面。该方面同样面临新的问题，包括：（a）传统的增高电压、增加距离的方式受到了制约；（b）互联系统的安全隐患增加；（c）环境经济等因素的

限制，比如输电通道受限；（d）配电网建设扩展困难；（e）负荷中心的供电强度越来越高；（f）新型负荷对电网造成调度压力；（g）可控性更高的新型变压器需求。针对这些问题，

出现了以电力电子技术为基础的灵活交流输电技术（FACTS），其他如直流输电、半频输电、电力电子变压器等也依赖于电力电子技术。c．用电方面。未来用户对电力的使用，在可靠性、便利性、效能等方面提出更高的要求，与电网的交互方式逐渐变多，比如，用户侧小型分布

式发电设备的并网与存储、微电网、电动汽车充电系统等。另一方面，电力电子化用电设备

会向电网注入高次谐波。用户接口处将出现越来越多的辅助和控制性电力电子设备。面对这

些新出现的问题与瓶颈，有必要采用以电力电子为基础的综合技术加以解决，以适应电力系

统源-网-荷设备快速更新变化的需求。

2电力电子化电力系统暂态稳定

可再生能源大都以电力电子装置为接口接入电力系统，因此，随着可再生能源的不断发展，电力系统电力电子化的趋势越来越明显。相比于以同步机为主导的传统电力系统，电力

浅谈电力系统自动化

浅谈电力系统自动化 “安全、可靠、经济、优质”的电能供应是现代社会对电力事业的要求,自动化的电力系统成为现代社会的发展趋势,而且电力系统自动化技术也不断地从低级到高级,从局部到整体。本文试对电力系统自动化发展趋势及新技术的应用作简要阐述。标签：电力系统自动化探讨 1 电力系统自动化总的发展趋势 1.1 当今电力系统的自动控制技术正趋向于: ①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 1.2 整个电力系统自动化的发展则趋向于: ①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。②由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 2 具有变革性重要影响的三项新技术 2.1 电力系统的智能控制电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:

关于电力系统经济调度的潮流计算分析

关于电力系统经济调度的潮流计算分析发表时间：2016-05-24T15:57:29.347Z 来源：《电力设备》2016年第2期作者：秦先威 [导读] （国网山东省电力公司烟台市牟平区供电公司山东烟台 264100）随着经济的快速发展和科技的不断进步，社会各行业对电力资源的需求量越来越大，我国的电力系统建设规模也越来越大。（国网山东省电力公司烟台市牟平区供电公司山东烟台 264100）摘要:潮流计算是电力调度中最重要也是最基本的计算之一,它应用于电力系统中实时电价计算、输电权分配、网络阻塞管理等多方面。关键词:电力系统；经济调度；潮流计算前言随着经济的快速发展和科技的不断进步，社会各行业对电力资源的需求量越来越大，我国的电力系统建设规模也越来越大。电力调度对电力系统的正常运行有很大的影响，而潮流计算则是电力调度中最重要的基本计算方法，潮流计算对电价计算、输电分配、电网线路管理有十分重要的影响。随着经济的快速发展，我国的电力企业得到了飞速的发展，与此同时，人们对供电质量的要求也越来越高，为满足人们的用电需求，电力系统在运行过程中，必须保证电力调度的合理性、科学性，潮流计算是电力系统经济调度最重要的计算方法之一，潮流计算的结果准确性很高，科学性很强，潮流计算对电力系统经济调度有十分重要的作用。一、潮流计算的概述 1.1 潮流计算的概述潮流计算是指利用已知的电网接线方式、参数、运行条件，将电力系统的各个母线电压、支路电流、功率、网损计算出来。通过潮流计算能判断出正在运行的电力系统的母线电压、支路电流、功率是否在允许范围内运行，如果超出允许范围，就需要采用合理的措施，对电力系统的进行方式进行调整。在电力系统规划过程中，采用潮流计算，能为电网供电方案、电气设备的选择提供科学的依据，同时潮流计算还能为自动装置定整计算、继电保护、电力系统稳定计算、故障计算提供原始数据。 1.2 潮流计算的电气量潮流计算是根据电力系统接线方式、运行条件、参数等已知条件，将稳定状态下电力系统的电气量计算出来。一般情况下，给出的条件有电源、负荷节点的功率、平衡节点的电压、相位角、枢纽点的电压，需要计算的电气量有各节点的电压、相位角、各支路通过的电流、功率、网络的功率损耗等。 1.3 传统的潮流计算方法传统的潮流计算方法，包括很多不同的内容，具有一定的优点和缺点。例如，传统的潮流计算方法，包括非线性规划法、二次规划法和线性规划法等。在电力系统经济调度的过程中，应用传统的潮流计算方法，优点是：可以根据目标函数的导数信息，确定需要进行搜索的方向，因此在计算的时候，具有较快的速度和清晰的计算过程。而且，可信度比较高。 1.5 智能的潮流计算方法潮流计算中人工智能方法的优点是：随机性：属于全局优化算法，跳出局部极值点比较容易；与导数无关性：在工程中，一些优化问题的目标函数处于不可导状态。如果进行近似和假设，会对求解的真实性造成影响；内在并行性：操作对象为一组可行解，在一定程度上可以克服内在并发性开放中性能的不足。而其缺点，主要是：需要按照概率进行操作，不能保证可以完全获取最优解；算法中的一些控制参数需要根据经验人文地给出，对专家经验和一定量的试验要求比较高；表现不稳定，在同一问题的不同实例中应用算法会出现不同的效果。二、潮流计算的分类根据电力系统的运行状态，潮流计算可以分为离线计算和在线计算两种方法，离线计算主要用于电力系统规划设计和电力系统运行方式安排中；在线计算主要用于电力系统运行监控和控制中；根据潮流计算的发展，潮流计算可以分为传统方法和人工智能方法两种情况，下面分别对这两种方法进行分析。 2.1 潮流计算的传统方法潮流计算的传统方法有非线性规划法、线性规划法、二次规划法等几种情况，潮流计算的传统方法具有计算速度快、解析过程清晰、结果真实可靠等优点，但传统方法对目标函数有一定的限制，需要简化处理，这样求出来的值有可能不是最优值。 2.2 潮流计算的人工智能方法潮流计算的人工智能方法是一种新兴的方法，人工智能方法不会过于依赖精确的数学模型，它有粒子群优化算法、遗传法、模拟退火法等几种情况，人工智能方法的计算结果和导数没有关系，其操作对象是一组可行解，能克服内在并行性存在的问题，但人工智能方法表现不太稳定，在计算过程中，有的控制参数需要根据经验得出，因此，采用人工智能方法进行计算时，需要计算人员有丰富的经验。三、潮流计算在电力系统经济调度中的应用 3.1 在输电线路线损计算的应用在进行输电线路线损计算过程中，通过潮流计算能得出经济潮流数据。潮流程度能根据线路的功率因数、有功负荷、无功负荷等参数，计算出潮流线损，例如一条长为38.1km，型号为LGJ—150的导线，当潮流为20MW、功率因数为0.9时，该线路线损为0.24MW，线损率为1.18%；当潮流为30MW、功率因数为0.9时，该线路线损为0.57MW，线损率为1.91%；潮流为50MW、功率因数为0.9时，该线路线损为1.95MW，线损率为3.90%；由此可以看出，潮流小于30MW时，线损率小于2%，潮流超过50MW时，线损率将超过4%，因此，该输电线路的经济输送潮流为30MW以下。调度人员可以根据计算结果，编制线路经济运行方案，从而实现节能调度。 3.2 在变压器变损中的应用调度人员可以利用潮流计算程序，将变压器在不同负荷下的损耗、变损率计算出来，从而为变压器控制提供依据。例如一台40MVA双

电力系统运行方式及潮流分析实验报告

电力系统运行方式及潮流分析实验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

电力系统第一次实验报告——电力系统运行方式及潮流分析实验

实验1 电力系统运行方式及潮流分析实验一、实验目的 1、掌握电力系统主接线电路的建立方法 2、掌握辐射形网络的潮流计算方法； 3、比较计算机潮流计算与手算潮流的差异； 4、掌握不同运行方式下潮流分布的特点。二、实验内容 1、辐射形网络的潮流计算； 2、不同运行方式下潮流分布的比较分析三、实验方法和步骤 1．辐射形网络主接线系统的建立输入参数（系统图如下）： G1：300+j180MVA（平衡节点）变压器B1：Sn=360MVA，变比=18/121，Uk％=％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％；变压器B2、B3：Sn=15MVA，变比=110/11 KV，Uk％=％，Pk=128KW， P0=，I0/In=％；负荷F1：20+j15MVA；负荷F2：28+j10MVA；线路L1、L2：长度：80km，电阻：Ω/km，电抗：Ω/km，电纳：×10-6S/km。辐射形网络主接线图（1）在DDRTS中绘出辐射形网络主接线图如下所示：（2）设置各项设备参数： G1：300+j180MVA（平衡节点）变压器B1：Sn=360MVA，变比=18/121，Uk％=％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％；

变压器B2、B3：Sn=15MVA，变比=110/11 KV，Uk％=％，Pk=128KW， P0=，I0/In=％；负荷F1：20+j15MVA；负荷F2：28+j10MVA；线路L1、L2：长度：80km，电阻：Ω/km，电抗：Ω/km，电纳：×10-6S/km。2．辐射形网络的潮流计算（1）调节发电机输出电压，使母线A的电压为115KV，运行DDRTS进行系统潮流计算，在监控图页上观察计算结果项目DDRTS潮流计算结果变压器B2输入功率+ 变压器B2输出功率+ 变压器B3输入功率+ 变压器B3输出功率+ 线路L1输入功率+ 线路L1输出功率+ 线路L2输入功率+ 线路L2输出功率+ （2）手算潮流：（3）计算比较误差分析通过比较可以看出，手算结果与计算机仿真结果相差不大。产生误差原因：手算时是已知首端电压、末端功率的潮流计算，计算过程中要将输电线路对地电容吸收的功率以及变压器励磁回路吸收的功率归算到运算负荷中，并且在每一轮的潮流计算中都用上一轮的电压或功率的值（第一轮电压用额定电压）。 3．不同运行方式下潮流比较分析（1）实验网络结构图如上。由线路上的断路器切换以下实验运行方式： ①双回线运行（L1、L2均投入运行） ②单回线运行（L1投入运行，L2退出）将断路器断开对上述两种运行方式分别运行潮流计算功能，将潮流计算结果填入下表：

电力系统与电力电子

电力电子与电力传动一、学科概况电力电子与电力传动是一个与电能的变换与控制密切相关的应用基础学科。它是近年来发展较快的交叉学科。它综合了电能变换、电磁理论、控制理论、电子技术、计算机等学科的知识。它以控制理论为基础，运用计算机、数字信号处理器和微电子技术为手段，控制电力半导体器件开关来实现电能的变换，达到不同的使用目的。目前，电力电子技术已经广泛应用于工业生产中，如高效率、高质量的电源技术，电机传动调速系统、电力系统电能质量控制、新型直流输电技术和交流灵活输电技术等领域。电力电子与电子传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。在电气工程学科下，我校有电力电子与电力传动、电力系统及其自动化两个二级学科硕士点。本学科主要从事大功率整流、变流、逆变装置，电机传动装置以及与上述装置有关的控制理论和技术，故障检测、保护、仿真技术等方面的教学和研究。本学科现有教授6人，副教授14人。学科专业研究方向 1.电力电子技术在电力系统中的应用研究电力电子技术在电力系统中的应用。应用现代电力电子技术和控制技术实现电能质量控制，包括电力系统无功补偿、电力系统有源滤波技术和瞬变电压抑制技术等；研究新型输电系统，包括直流输电技术和交流灵活输电技术。 2.功率变换技术及应用研究AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC变换器及AC/AC直接变频器的拓扑结构和控制方法；研究整流与逆变PWM技术、软开关功率变换器；研究功率集成、热分析与电磁兼容技术；研究高电压脉冲功率源技术。 3.电力传动及其自动控制系统本研究方向所涉及的研究内容包括电气传动控制系统总体设计、各种民用数控驱动系统的研究与应用、多电机同步联动控制技术、电力电子新技术在电气传动系统中的应用等。 4.电力电子装置与系统的故障自动诊断与容错控制本研究方向所涉及的研究内容包括电力、化工、钢铁、冶金等各行业中电力电子装置及系统的故障自动分析、检测、定位、分离，并通过容错控制技术如何使整个系统稳定、如何使系统仍能保证原技术指标等的理论和应用技术研究。

电力系统自动化作业非常详细

电力系统自动化期末作业题目：带励磁系统的自动发电控制（AGC）学号： P091812925 姓名：谢海波同组人：马宁、马超、李维、谢海波、杨天曾专业班级： 09级电气工程及其自动化3班学院：电气工程学院指导教师：杨晶显老师

目录目录 (1) 1 概述 (2) 1.1课题背景 (3) 1.2带励磁系统的同步发电机LFC和AVR控制示意图 (3) 2 发动机调速系统 (4) 2.1发电机模型 (4) 2.2负荷模型 (5) 2.3原动机模型 (6) 2.4调速器模型 (6) 3 发电机励磁系统 (7) 3.1励磁调节器的工作原理 (7) 3.2励磁方式 (7) 3.3励磁机的作用 (8) 4 励磁系统的自动发电控制（AGC） (8) 5 仿真结果分析 (12) 6 总结 (13) 参考文献 (13)

带励磁系统的自动发电控制（AGC）摘要：随着电力系统自动化的高度发展，现代电网已发展成为在电力市场机制的基础上多控制区域的互联系统，自动发电控制(AGC)作为互联电网实现功率和频率控制的主要手段，其控制效果直接影响着电网品质。因此，跨大区互联电网通过什么样的标准对其控制质量进行评价，电网AGC采用什么样的控制方法是近年来调度自动化关注的一个热点问题。本论文紧紧围绕这一具有重要现实意义的课题展开了研究和讨论，介绍了带励磁系统的自动发电控制电网AGC技术的实现与发展，带励磁系统的同步发电机LFC和AVR控制方案，发电机的调速系统模型的基本组成及其设计和控制策略。最后通过一个孤立发电站的组合仿真框图及其技术参数，搭建混合SIMULINK仿真框图进行仿真，当励磁系统参数变化时求出其频率偏差和机端电压响应，通过仿真结果来分析频率控制和电压控制的关系。关键词：励磁系统，自动发电控制，电力系统，频率，电压 1 概述自动发电控制(Automatic Generation Control)简称AGC，作为现代电网控制的一项基本功能，它是通过控制发电机有功出力来跟踪电力系统的负荷变化，从而维持频率等于额定值，同时满足互联电力系统间按计划要求交换功率的一种控制技术。它的投入将提高电网频率质量，提高经济效益和管理水平。自动发电控制技术在“当今世界已是普遍应用的成熟技术，是一项综合技术”。自动发电控制在我国的研究和开发虽然起步较早，但真正在电网运行中发挥效能，还是在最近几年。原来我国几个主要电力系统都曾试验过自动频率调整(AFC)，而直到改革开放以后，自动发电控制却还未能全部正常运行。近些年来，随着我国经济的高速发展，对安全、可靠、优质和经济运行，各大区电网都对频率的调整非常重视，并实行了严格的考核。为实现这一目标，全国各大电网均不同程度地采用了AGC技术。随着计算机技术、自动控制理论、网络通讯等技术的发展，电厂、电网自动化运行水平的不断提高，自动发电控制逐步得到广泛的应用。现代的AGC是一个闭环反馈控制系统，主要由两大部分构成，如图1-1所示：（1）负荷分配器：根据测得的发电机实际出力、频率偏差和其它有关信号，按一定的调节准则分配各机组应承担的机组有功出力设定值。该部分为传统的电网调度功能实现。（2）机组控制器：根据负荷分配器设定的有功出力，使机组在额定频率下的实发功率与设定有功出力相一致。电厂具备AGC功能时该部分由机组协调控制系统CCS自动实现。

电力系统自动化习题及答案

第一章发电机的自动并列习题 1、同步发电机并网（列）方式有几种？在操作程序上有何区别？并网效果上有何特点？分类:准同期,自同期程序：准：在待并发电机加励磁，调节其参数使之参数符合并网条件，并入电网。自：不在待并电机加励磁，当转速接近同步转速，并列断路器合闸，之后加励磁，由系统拉入同步。特点：准;冲击电流小，合闸后机组能迅速同步运行，对系统影响最小自：速度快，控制操作简单，但冲击电流大，从系统吸收无功，导致系统电压短时下降。 2、同步发电机准同期并列的理想条件是什么？实际条件的允许差各是多少？理想条件：实际条件（待并发电机与系统）幅值相等：UG=UX 电压差Us不能超过额定电压的5%-10% 频率相等：ωG=ωX 频率差不超过额定的0.2%-0.5% 相角相等：δe=0（δG=δX）相位差接近，误差不大于5° 3、幅值和频率分别不满足准同期理想并列条件时对系统和发电机分别有何影响？幅值差：合闸时产生冲击电流，为无功性质，对发电机定子绕组产生作用力。频率差：因为频率不等产生电压差，这个电压差是变化的，变化值在0-2Um之间。这种瞬时值的幅值有规律地时大时小变化的电压成为拍振电压。它产生的拍振电流也时大时小变化，有功分量和转子电流作用产生的力矩也时大时小变化，使发电机振动。频率差大时，无法拉入同步。 4、何为正弦脉动电压？如何获得？包含合闸需要的哪些信息？如何从波形上获得？

5、何为线形整步电压？如何得到线形整步电压？线性整步电压的特点是什么？ 6、线性整步电压形成电路由几部分组成？各部分的作用是什么？根据电网电压和发电机端电压波形绘制出各部分对应的波形图。书上第13页，图1-12 组成：由整形电路，相敏电路，滤波电路组成作用：整形电路：是将Ug和Ux的正弦波转变成与其频率和相位相同的一系列方波，其幅值与Ug和Ux无关。相敏电路：是在两个输出信号电平相同时输出高电平，两者不同时输出低电平。滤波电路：有低通滤波器和射极跟随器组成，为获得线性整步电压Us和&e的线性相关，采用滤波器使波形平滑 7、简述合闸条件的计算过程。 Step 1：计算Usmin，如果Usmin≤USy转Step 2；否则调整G来改变UG Step 2：ωsy的计算 Step 3：如果ωs≤ωsy继续Step 4；否则调整G来改变ωG，ωs=ωG-ωX Step 4：δe的计算：δe=tYJ?ωs Step5：δe≤δey合闸；否则调整G来改变ωG，从而δe 8、简述同步发电机并列后由不同步到同步的过程（要求画图配合说明）。书上第7页，图1-4 说明：1、如果发电机电压Ug超前电网电压Ux，发电机发出功率，则发电机将被制动减速，当Ug落后Ux，发电机吸收无功，则发电机加速。 2、当发电机刚并入时处于a电，为超前情况，Ws下降---到达b点，Wg=Wx，&e最大，W下降，&e下降——处于原点，Ug=Ux----&e=0，Wg＜Wx——过原点后， &e＜0，——Wg上升总之。A-b-0-c，c-0-a，由于阻尼等因素影响，摆动幅度逐渐减小到同步角9、准同期并列为什么要在δ=0之前提前发合闸脉冲？提前时间取决于什么？恒定越前时间并列装置的恒定越前时间如何设定？ 10、恒定越前时间并列装置如何检测ωs<ωSY？

电力系统分析简答题

电力系统分析自测题第1章绪论二、简答题 1、电力系统的额定电压是如何定义的？电力系统中各元件的额定电压是如何规定的？答：电力系统的额定电压：能保证电气设备的正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压。电力系统各元件的额定电压：a.用电设备的额定电压应与电网的额定电压相同。 b.发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5%用于补偿线路上的电压损失。c.变压器的一次绕组额定电压等于电网额定电压，二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10% 2、什么是最大负荷利用小时数？答：是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年消耗的电能。三、计算题 P18 例题1-1 P25 习题1-4

第2章电力系统元件模型及参数计算二、简答题 1、多电压等级网络参数归算时，基准值选取的一般原则？答：电力系统基准值的原则是：a.全系统只能有一套基准值 b. 一般取额定值为基准值c.电压、电流、阻抗和功率的基准值必须满足电磁基本关系。 2、分裂导线的作用是什么？分裂数为多少合适？答：在输电线路中，分裂导线输电线路的等值电感和等值电抗都比单导线线路小，分裂的根数越多，电抗下降也越多，但是分裂数超过4时，电抗的下降逐渐趋缓。所以最好为4分裂。 3、什么叫电力线路的平均额定电压？我国电力线路的平均额定电压有哪些？答：线路额定平均电压是指输电线路首末段电压的平均值。我国的电力线路平均额定电压有 3.15kv、6.3kv、10.5kv、15.75kv、37kv、115kv、230kv、345kv、525kv。三、计算题 1、例题2-1 2-2 2-5 2-7 2、习题2-6 2-8 3、以下章节的计算公式掌握会用。 2.2 输电线路的等值电路和参数计算 2.4 变压器的等值电路和参数的计算 2.5 发电机和负荷模型（第45页的公式）2.6电力系统的稳态等值电路第3章简单电力网的潮流计算二、简答题 1、降低网络损耗的技术措施？答：减少无功功率的传输，在闭式网络中实行功率的经济分布，合理确定电力网的运行电压，组织变压器的经济运行等。 2、什么是电压降落，电压损耗和电压偏移？答：电压降落是指变压器和输电线路两端电压的向量差，电压损耗是指始末端电压的数值差。电压偏移是指网络中某节点的实际电压同网络该处的额定电压之间的数值差。

电力系统电力电子化带来的挑战

电力系统电力电子化带来的挑战科技前沿电力电子化大背景之下，要以新视角、新理论、新方法来解决新形势下带来的新问题，找到新办法，发现新机遇，以实现供电系统安全、稳定、高效、长期地运行。电力系统中的变流器越来越多，二者之间的交互作用（Interaction）越来越复杂，对传统电网运行特性的改造也越来越明显。如何分析，如何设计，如何控制，如何集成，才能确保电力电子化的供电系统仍然能够维持安全、稳定、高效地长期运行？这是摆在电力电子、电力系统等学科研究人员面前的世纪难题。目前亟需针对电力电子化这一大背景，首先从理论研究上取得重大突破，从而用新视角、新理论、新方法来解决新形势下带来的新问题，找到新办法，发现新机遇。本文根据IEEE电力电子学会主席、荷兰代尔夫特理工大学Braham Ferreira 教授的会议记录进行了整理，与读者们分享大师的观点。 2015年9月，在意大利Verbania召开了第8届The Future of Electronic Power Processing and Conversion国际会议(FEPPCON VIII2015)。本次会议共有50余名全球顶级的电力电子学家参与，对电力电子领域未来10余年的发展趋势做了科学的预测。 FEPPCON是一个小型的国际会议，参与者皆为电力电子领域的大师级人物，会议的目标是探讨电力电子技术的发展机会以及技术瓶颈，展望电力电子学科的发展方向，并对未来的研究和应用等工作提出具体的意见和方向。FEPPCON2015重点关注了电力电子化系统（Power-electronics-enabled Power Systems）的发展趋势，并重点推荐了下述3篇论文，分别是意大利帕多瓦大学Paulo Mattavelli教授的“Interactions of Power Electronics Converters in Distribution Grids:Some Issues and-Challenges”，美国波音公司Kamiar Karimi的“What Are the Bottlenecks and Opportunities of Power Electronics-Based Power Systems”，以及德国慕尼黑联邦国防军大学Rainer Marquardt的“Future Requirements for Reliable Networks of Converters”。

(完整版)电力系统自动化的发展趋势和前景

目前电力系统市场发展中的自动控制技术趋向于控制策略的日益优化，呈现出适应性强、协调控制完善、智能优势明显、区域分布日益平衡的发展趋势。在设计层面电力自动化系统更注重对多机模型的问题处理，且广泛借助现代控制理论及工具实现综合高效的控制。在实践控制手段的运用中合理引入了大量的计算机、电子器件及远程通信应用技术。而在研究人员的组合构建中电力企业本着精益求精、综合适用的原则强调基于多功能人才的联合作战模式。在整体电力系统中，其工作方式由原有的开环监测合理向闭环控制不断发展，且实现了由高电压等级主体向低电压丰富扩展的安全、合理性过度，例如从能量管理系统向配电管理系统合理转变等。再者电力系统自动化实现了由单个元件到部分甚至全系统区域的广泛发展，例如实现了全过程的监测控制及综合数据采集发展、区域电力系统的稳定控制发展等。相应的其单一功能也实现了向多元化、一体化综合功能的发展，例如综合变电站实现了自动化发展与提升。系统中富含的装置性功能更是向着灵活、快速及数字化的方向发展;系统继电保护技术实现了全面更新及优势发展等。依据以上创新发展趋势电力系统自动化市场的发展目标更加趋于优化、协调与智能的发展，令潮流及励磁控制成为市场新一轮的发展研究目标。因此我们只有在实践发展中不仅提升系统的安全运行性、经济合理性、高效科学性，同时还应注重向自动化服务及管理的合理转变，引入诸如管理信息系统等高效自动化服务控制体系，才能最终令电力系统自动化市场的科学发展之路走的更远。电力系统自动化市场科学发展前景经过了数十年的研究发展，我国先进的计算机管理技术、通信及控制技术实现了跨越式提升，而新时期电力系统则毋庸置疑的成为集计算机、通信、控制与电力设备、电力电子为一体的综合自动化控制系统，其应用内涵不断扩充、发展外延继续扩展，令电力系统自动化市场中包含的信息处理量越来越庞大、综合因素越来越复杂，可观、可测的在数据范围越来越广阔，能够合理实施闭环控制、实现良好效果的控制对象则越来越丰富。由此不难看出电力系统自动化市场已摒弃了传统的单一式、滞后式、人工式管理模式，而全面实现了变电站及保护的自动化发展市场、调度自动化市场、配电自动化市场及综合的电力市场。在变电站及保护的自动化市场发展中，我国的500千伏变电站的控制与运行已经全面实现了计算机化综合管理，而220千瓦变电站则科学实现了无人值班看守的自动化控制。当然我国众多变配电站的自动化控制程度普及还相对偏低，同时新一轮变电站自动化控制系统标准的广泛推行及应用尚处在初级阶段，因此在未来的发展中我们还应继续强化自动化控制理念的科学引入，树立中小变电站的自动化控制观念、提升大型变电站的自动化控制水平，从而继续巩固电力自动化系统在整体市场中占据的排头兵位置，令其持之以恒的实现全面自动化发展。电力调度及配电自动化市场的前景发展随着我国电力系统自动化市场的不断发展电力调度自动化的市场规模将继续上升，省网及地方调度的自动化普及率将提升至近一半的比例，且市场需求将不断扩充。电力调度系统

电力系统运行方式分析和计算

电力系统运行方式分析和计算设计报告专业：电气工程及其自动化班级：11级电气1班学号： 2 2 姓名：杨玉豪潘鸣华南理工大学电力学院 2015-01-05

0、课程设计题目A3：电力系统运行方式分析和计算姓名：指导教师：一、一个220kV 分网结构和参数如下： #1 500kV 变电站G 220kV 变电站火电厂 #2 #3 #4#5 #6 11km 11km 30km 20km 9km 16km 25km 500kV 站（#1）的220kV 母线视为无穷大母线，电压恒定在230kV 。图中，各变电站参数如下表：编号类型 220kV 最大负荷，MV A #1 500kV 站平衡节点 #2 220kV 站 230+j40 #3 220kV 站 210+j25 #4 220kV 站 300+j85 #5 220kV 站 410+j110 #6 220kV 站 220+j30 各变电站负荷曲线基本一致。日负荷曲线主要参数为：日负荷率：0.85，日最小负荷系数：0.64

各线路长度如图所示。所有线路型号均为LGJ-2*300，基本电气参数为：正序参数：r = 0.054Ω/km, x = 0.308Ω/km, C = 0.0116 μF/km；零序参数：r0 = 0.204Ω/km, x0 = 0.968Ω/km, C0 = 0.0078 μF/km； 40oC长期运行允许的最大电流：1190A。燃煤发电厂G有三台机组，均采用单元接线。电厂220kV侧采用双母接线。发电机组主要参数如下表（在PowerWorld中选择GENTRA模型）：机组台数单台容量（M W）额定电压（EV ）功率因数升压变容量 MV A Xd Xd’Xq Td0’TJ= 2H a i,2 t/(MW2? h) a i,1 t/(MW ?h) a i,0 t/h Pmax (MW) Pmin (MW) 1 300 10.5 0.85 350 1.8 0.18 1.2 8 7 0.00004 0.298 10.22 300 120 1 300 10.5 0.85 350 1.8 0.18 1.2 8 7 0.00003 0.305 10.32 300 120 1 250 10.5 0.85 300 2.1 0.2 1.5 7 6 0.00003 0.321 9.38 250 100 升压变参数均为Vs%=10.5%，变比10.5kV/242kV。不计内阻和空载损耗。稳定仿真中发电机采用无阻尼绕组的凸极机模型。不考虑调速器和原动机模型。不考虑电力系统稳定器模型。励磁系统模型为：该模型在PowerWorld中为BPA_EG模型，主要参数如下： KA=40 TA=0.1 TA1=0.1 KF=0.05 TF=0.7 VRmax=3.7 VRmin=0.0 发电厂按PV方式运行，高压母线电压定值为1.05V N。考虑两种有功出力安排方式： ?满发方式：开机三台，所有发电机保留10%的功率裕度； ?轻载方式：仅开250MW机组，且保留10%的功率裕度； ?发电厂厂用电均按出力的7%考虑。二、设计的主要内容：

电力系统自动化第一次作业

1、分析自动调节励磁系统对发电机静态稳定的提高答： 1. 无旋转部件，结构简单，轴系短，稳定性好； 2. 励磁变压器的二次电压和容量可以根据电力系统稳定的要求而单独设计。 3. 响应速度快，调节性能好，有利于提高电力系统的静态稳定性和暂态稳定性。自并励静止励磁系统的主要缺点是：它的电压调节通道容易产生负阻尼作用，导致电力系统低频振荡的发生，降低了电力系统的动态稳定性。通过引入附加励磁控制（即采用电力系统稳定器--PSS）, 完全可以克服这一缺点。电力系统稳定器的正阻尼作用完全可以超过电压调节通道的负阻尼作用，从而提高电力系统的动态稳定性。这点，已经为国内外电力系统的实践所证明。 2、分析自动调节励磁系统对发电机暂态稳定的提高。答1、提高励磁系统强励倍数可以提高电力系统暂态稳定。 2、励磁系统顶值电压响应比越大，励磁系统输出电压达到顶值的时间越短，对提高暂态稳定越有利。 3、充分利用励磁系统强励倍数，也是发挥励磁系统改善暂态稳定作用的一个重要因素。分析证明，励磁控制系统中的自动电压调节作用，是造成电力系

统机电振荡阻尼变弱（甚至变负）的最重要的原因之一。在一定的运行方式及励磁系统参数下，电压调节作用，在维持发电机电压恒定的同时，将产生负的阻尼作用。许多研究表明，在正常实用的范围内，励磁电压调节器的负阻尼作用会随着开环增益的增大而加强。因此提高电压调节精度的要求和提高动态稳定的要求是不兼容的。解决这个不兼容性的办法有： 1、放弃调压精度要求，减少励磁控制系统的开环增益。这对静态稳定性和暂态稳定性均有不利的影响，是不可取的。 2、电压调节通道中，增加一个动态增益衰减环节。这种方法可以达到既保持电压调节精度，又可减少电压调压通道的负阻尼作用的两个目的。但是，这个环节使励磁电压响应比减少，不利于暂态稳定，也是不可取的。 3、在励磁控制系统中，增加附加励磁控制通道，即电力系统稳定器PSS。电力系统稳定器即PSS是使用最广、最简单而有效的附加励磁控制。

电力系统自动化

实验一励磁控制基本特性实验一、实验目的 1)加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务。 2)了解微机励磁调节装置的基本控制方式。 3)掌握励磁调节装置的基本使用方法。二、原理与说明同步发电机励磁系统由励磁功率单元和励磁调节装置两部分组成，它们和同步发电机结合在一起构成一个闭环反馈控制系统，称为发电机励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压、合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。实验用的励磁控制系统示意图1-1如下所示，交流励磁电源取自380V市电，构成他励励磁系统，励磁系统的可控整流模块由TQLC-III微机自动励磁装置控制。图1-1励磁控制系统示意图 TQLC-III型微机自动励磁装置的控制方式有四种：恒U g（恒机端电压方式，保持机端电压稳定）、恒I L（恒励磁电流方式，保持励磁电流稳定）、恒Q（恒无功方式，保持发电机输出的无功功率稳定）和恒α（恒控制角方式，保持控制角稳定），可以任选一种方式运行。恒Q和恒α方式一般在抢发无功的时候才投入。大多数情况下应选择恒电压方式运行，这样能满足发电机并网后调差要求，恒励流方式下并网的发电机不具备调

差特性。同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节装置的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节装置的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出。无论是在“手动”还是“自动”方式下，都可以操作增减磁按钮，所不同的是调节的参数不同。在“自动”方式下，调节是的机端电压，也就是上下平移特性曲线，在“手动”方式下，改变的是励磁电流的大小，此时即使在并网的情况下，也不具备调差特性。三、实验项目与方法 3.1不同α角对应的励磁电压测试实验准备 1)将发电机组电动机三相电源插头与机组控制屏侧面“电动机出线”插座连接，发电机三相输出电压插头与“发电机进线”插座连接，发电机励磁电源插头与“励磁出线”插座连接。 2)检查机组控制屏上各指示仪表的指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置。 3)合上“调速励磁电源”开关（380V）。注意，一定要先合“220V电源”开关，再合“调速励磁电源”开关，否则，励磁或调速输出的功率模块可能处于失控状态！ 4)检查调速、同期、励磁三个装置液晶显示屏显示和面板指示灯状态，正常情况下，

电力系统经济运行的必要性研究

电力系统经济性运行的必要性研究班级：07茅电学号：20071639 姓名：田维民电力行业关系国计民生，社会对电力自然是加倍关注。面对煤价上调和排污费增加所导致的成本增加，电力行业没有利润是不利于其稳定和发展的。随着国家对协调发展的重视，从供应端看，如果2010 年大江大河的来水正常，则水电出力将比上年大增，同时大批新建电源开始并网发电，电力供应将比上年增加。从需求端看，由于侧管理逐渐推广，电价上涨使高耗能产业发展受限以及居民用电对价格的敏感，需求的增长也会理性些。因此对于电力系统的经济性运行的要求也越来越高。先了解一下目前电力系统运行的发展趋势：我国是一个幅员辽阔、人口众多的国家，电网建设格局离不开能源分布、能源结构经济布局的现实。一些地区电力供需上出现了紧张情况。华中和四川等地一度出现了拉闸限电情况。我国水力资源丰富，但分布很不均匀，主要集中在西南地区，占全国总量的67．8％。但是，2008年河北在灌溉负荷高峰时也出现了限电，虽然限电时间很短，未造成重大影响。其次为中南地区和西北地区。分别占l5．5％和99％水电站建设中大型水电站比重大，而且位置集中，单站规模大于200万kW的水电站资源量占50％，主要集中在西南地区。我国原煤的总资源量为50592.2亿吨，占世界总量的4.2％。能源状况存在“双为主”。既能源结构中，以燃煤为主。发电能源结构中，以火力发电为主，占电力结构的80％以上，煤炭资源78％分布在西北、华北和东北地区，一些大型的煤电基地也在“三北”地区。据历史数据统计，1999-2001 年，全国新增发电容量4200万千瓦左右，投入电网建设的投资约3OOO亿元，新建电力项目投资还本付息压力较大。当前情况下，大幅度提高电价，将对用电企业效益产生直接的影响，特别是电费占成本比重高的企业，将直接影响到其市场竞争力。目前农村电价水平仍较高，城乡用电同价的矛盾较大。我国面对严峻的能源形势和环境挑战，适时提出了资源节约型和低碳友好型社会的建设目标把节约用电作为节约能源的一个主要手段。据推算．每节约lkw 容量投资只相当新增1kW 容量造价的20％。按照国家规划到2020 年全国节电可减少电力装机l 亿kW左右，以10年累计节电28000亿kwh，共可节煤1.43 亿t，有效化解了资源环境压力。按照国家计划。今后5年内将投资500亿元，争取年节电达到l000 亿kWh。作为国民经济行业主力设备电动机系统的调速节能，存在巨大的需求。

基于PowerWorld的电力系统运行方式分析和计算

基于PowerWorld的电力系统运行方式分析和计算李应宏华南理工大学电力学院08电气2班 1 PowerWorld Simulator介绍 PowerWorld Simulator（仿真器）是一个电力系统仿真软件包，其设计界面友好，并有高度的交互性。该仿真软件能够进行专业的工程分析。而且由于其可交互性和可绘图性，它也可以用于向非专业用户解释电力系统的运行操作。该仿真器是一个集成的产品，其核心是一个全面、强大的潮流计算程序。它能够有效地计算高达10,0000个节点的电力网络，因此当它作为一个独立的潮流分析软件包时，性非常实用。与其它商业潮流计算软件包不同，该软件可以让用户通过生动详细的全景图来观察电力系统。此外，系统模型可以通过使用仿真软件的图形编辑工具很容易地进行修改，用户只需轻轻点击几下鼠标就可以在检修期间切换线路、增加新的线路或发电机、确定新的交易容量。仿真器广泛地使用了图形和动画功能，大大地增强了用户对系统特性、问题和约束的理解，以便于用户对系统进行维护。它基本的工具包括经济调度、区域功率经济分配分析、功率传输分配因子计算算（PTDF）、短路分析以及事故分析等功能的工具。 2电力系统网络结构及参数 2.1 220kV分网结构和参数图1 220kV分网结构和参数 500kV站（#1）的220kV母线视为无穷大母线，电压恒定在230kV。

日负荷率：0.85，日最小负荷系数：0.64 各线路长度如图所示。所有线路型号均为LGJ-2*300，基本电气参数为：正序参数：r = 0.054Ω/km, x = 0.308Ω/km, C = 0.0116 μF/km；零序参数：r0 = 0.204Ω/km, x0 = 0.968Ω/km, C0 = 0.0078 μF/km； 40oC长期运行允许的最大电流：1190A。燃煤发电厂G有三台机组，均采用单元接线。电厂220kV侧采用双母接线。发电机组主要参数如下表（在PowerWorld中选择GENTRA模型）：稳定计算中平衡节点用一台大发电机代替，选定GENPWTwoAxis模型，把其中的H值设得非常大（如300.000），其他都用默认参数。稳定仿真中发电机采用无阻尼绕组的凸极机模型。不考虑调速器和原动机模型。不考虑电力系统稳定器模型。励磁系统模型为：图2 励磁系统模型该模型在PowerWorld中为BPA_EG模型，主要参数如下：

浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与发展趋势

浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与发展趋势李洪新胜利油田滨南采油厂山东省滨州市２５６６０６摘要，概述性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用，重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用．以及电力电子技术的发展趋势。关键词ｓ直流输电；电力电子；微电子；发电机；换流技术前言电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。电力电子技术广泛应用于国民经济、人民生活和现代化军事装备等众多领域，是传统产业改造，高新技术发展和国防工业进步的重要支柱。据估算，现代化国家所用电能的９０％以上都将利用电力电子技术进行各种处理，可大量节约电能和提高用电设备的性能。发电和远距离输电的现代化技术更大量需要电力电子技术。经过５０年的发展历程，它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电（ＨＶＤＣ）。自２０世纪８０年代，柔性交流输电（ＦＡＣＴＳ）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用，以及电力电子技术的发展趋势。ｌ电力电子技术和微电子技术１９４７年晶体管发明之后，到５０年代末开始向两个方向发展。一个是以１９５８年集成电路的诞生为标志的微电子技术，它面向处理，其特点是加工线条越来越细，集成度越来越高，功能越来越全。目前生产水平典型线宽为０．５－０．６微米，典型产品为１６Ｍｂ的动态随机存储器（ＤＲＡＭ）和ＰｏｗｅｒＰＣ及Ｐｅｎｔｉｕｍ（奔腾）微处理器。研制水平还远高于此。微电子技术的发展带动了一系列高新技术的兴起，标志着第一次电子技术革命的开始，其应用几乎遍及所有领域。１９５７年晶闸管的问世标志着电力电子技术的开端，它面向电力处理，其特点是功率越来越大，性能越来越高，派生器件越来越多。到７０年代末期８０年代初为传统电力电子技术已经衍生出快速晶闸管、逆导晶闸管、不对称晶闸管、光控晶闸管等整个家族。８０年代以来，微电子技术和电力电子技术在各自发展的基础上，又逐渐走向结合。电力电子器件在工艺和结构上，大量采用微电子微细加工技术的工艺方法和加工设备，使传统电力电子器件的高电压、大电流、深注入技术与微细加工技术有机结合，统一在一块芯片上。目前，典型电力电子器件的最细线条可达２－３微米。从此产生现代电力电子技术，开始了第二次电子技术革命。电力电子技术与微电子技术结合，首先出现了多种全控型器件。它们的功能特点是实现了自关断，从而避免了传统电力电子器件关断时所需的强迫换流电路。其结构特点是，一个器件由多个元胞并联，大面积集成。例如，１０００Ａ的门极关断晶闸管（ＧＴＯ）含有近千个单元（ＧＴＯ）。一个４０Ａ／ＩＯＯＶ的电力ＭＯＳ场效应管（ＶＤＭＯＳ），有３．５万个元胞并联，最小间距３微米，整个制造过程共ｉ００多道工序，全部利用微电子ＭＯＳ集成电路制造技术。其中关键工艺为离子注入、细线光刻、外延、自对准双扩散、薄栅氧化、表面钝化及背面金属化等。一个３００Ａ的静电感应晶闸管（ＳＩＴＨ）含有５万个元胞，而一个５０Ａ／５００Ｖ的ＭＯＳ控制晶闸管（ＭｃＴ）则含有１０万个元胞并联。