电力系统正常运行时的分析和计算
电力系统的稳态与暂态分析方法
电力系统的稳态与暂态分析方法稳态和暂态是电力系统分析中两个重要的概念。
稳态分析主要用于评估电力系统在正常运行情况下的性能和稳定性，而暂态分析则关注电力系统在发生故障或其他异常情况下的响应和恢复过程。
本文将介绍电力系统中的稳态与暂态分析方法，并探讨其在电力系统规划、运行和故障处理中的应用。
一、稳态分析方法稳态是指电力系统在正常运行情况下，各电压、电流和功率等参数保持在稳定状态的能力。
稳态分析主要涉及电压、功率、功率因数等参数的计算和评估。
常用的稳态分析方法包括潮流计算、负荷流计算、电压稳定性评估等。
1. 潮流计算潮流计算是稳态分析中最基础的方法之一，用于计算电力系统中各节点的电压、电流和功率等参数。
通过潮流计算，可以确定电力系统中各节点的电压稳定程度，评估传输能力和合理分配负载等。
常用的潮流计算方法包括高斯-赛德尔法、牛顿-拉夫逊法等。
2. 负荷流计算负荷流计算是潮流计算的一种特殊形式，用于分析电力系统中负载的分布和负载对系统潮流的影响。
负荷流计算可以帮助确定合理的负载分配方案，提高系统的稳定性和经济性。
3. 电压稳定性评估电压稳定性是一个评估电力系统稳定性的重要指标，特别是在大规模电力系统中。
电压稳定性评估主要通过计算稳态电压变化范围和电压裕度等参数来判断系统的电压稳定性，并采取相应的调整措施。
二、暂态分析方法暂态是指电力系统在出现故障或其他异常情况下，系统中各参数发生瞬时变化并逐渐恢复到正常状态的过程。
暂态分析主要关注电力系统在故障发生后的动态响应和恢复。
常用的暂态分析方法包括短路分析、稳定性分析和电磁暂态分析等。
1. 短路分析短路分析主要用于分析电力系统中发生短路故障时的电流和电压等参数的变化。
通过短路分析，可以确定故障点、故障类型和故障电流等信息，为故障处理和保护设备的选择提供依据。
2. 稳定性分析稳定性分析是评估电力系统在故障发生后是否能够保持稳定运行的一项重要工作。
稳定性分析主要关注系统的动态行为和振荡特性，通过模拟故障后系统的响应来判断系统的稳定性和选择合适的控制策略。
电力系统电流计算
电力系统电流计算电力系统的正常运行离不开对电流的准确计算和分析。
电流计算是电力系统分析中的重要环节，它可以帮助工程师们优化电力系统的设计、运行和维护，确保电力系统的安全稳定运行。
本文将介绍电力系统电流计算的基本原理和方法。
一、电流计算的基本原理电力系统中的电流计算基于欧姆定律和基尔霍夫定律。
欧姆定律表明，电流等于电压与电阻的比值。
基尔霍夫定律则是描述了电流在电路中的结点和回路之间的分配关系。
基于这两个定律，可以利用电路的拓扑结构和电阻信息来计算电流的数值。
二、电流计算的方法电力系统的电流计算可以采用不同的方法，根据情况选择合适的方法进行计算。
以下几种方法是常用的电流计算方法：1. 恒定电流法恒定电流法是最简单的电流计算方法之一，适用于简单的电路。
该方法假设电源电压为恒定值，通过电路的串联或并联结构计算电流的大小。
恒定电流法适用于计算电路中的分支电流、总电流以及功率等参数。
2. 节点电流法节点电流法是一种基于基尔霍夫定律的电流计算方法。
该方法以结点为基准，根据结点处的电流守恒方程列写各个结点处的电流方程，进而求解电路中的各个支路电流。
节点电流法适用于复杂的电路拓扑结构计算。
3. 罗氏电流法罗氏电流法是一种基于基尔霍夫定律和欧姆定律的电流计算方法，适用于有电感元件的电路。
该方法通过建立回路电流方程，利用欧姆定律和基尔霍夫定律进行求解。
罗氏电流法适用于计算包含电感元件的交流电路。
4. 潮流计算方法潮流计算方法是电力系统中一种更为复杂和精确的电流计算方法，适用于大规模电力系统的潮流分析。
该方法综合考虑了电压、电流、功率、电阻、电抗等参数之间的相互关系，通过节点电流方程和功率方程来计算电力系统中各个节点和支路的电流值。
三、电流计算在电力系统中的应用电流计算在电力系统中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 电力系统规划与设计：通过电流计算，可以确定电力系统中各个节点和支路的电流分布情况，帮助工程师们选择合适的导线、变压器等设备，以满足电流的安全要求。
电力系统稳态分析2篇
电力系统稳态分析2篇第一篇：电力系统稳态分析的基本概念与方法电力系统稳态分析是对电力系统在稳定运行状态下进行的分析，主要涉及电力系统各个部分的电压、电流、功率等参数的计算和分析，以便确定电力系统的稳态运行可靠性、安全性和经济性。
本文将介绍电力系统稳态分析的基本概念与方法。
一、电力系统稳态的基本概念电力系统稳态是指电力系统在正常运行条件下，各个部分的电压、电流、功率等参数保持不变或缓慢变化的状态。
电力系统稳态的合理运行是电力系统正常运行的基础，能够确保电力系统的可靠性和安全性。
二、电力系统稳态分析的基本原则电力系统稳态分析主要依据以下基本原则进行：1. 电力系统的运行状态必须满足各种要求，如电压、电流、功率等参数的稳定性、安全性和可靠性等。
2. 电力系统的各个部分必须保持良好的协调性，以便实现整个电力系统的顺利运行。
3. 稳态分析必须考虑到各种不确定因素的影响，如负荷变化、故障发生等。
三、电力系统稳态分析的基本方法电力系统稳态分析的基本方法主要包括以下几个方面：1. 电力系统拓扑分析电力系统拓扑分析是指对电力系统各个部分之间的相互联系和拓扑结构进行分析，以便确定电力系统的结构和特点。
拓扑分析一般都基于电力系统的单线图进行，包括计算线路阻抗和节点导纳等。
2. 稳态计算稳态计算是指对电力系统在稳态条件下各个部分的电压、电流、功率等参数进行计算和分析。
稳态计算的过程中需要考虑到电线路电阻、电感、电容等参数的影响，并且需要对负荷变化、故障发生等不确定因素进行模拟和分析。
3. 负荷流分析负荷流分析是指对电力系统各个节点的电压和电流进行分析，以便确定电力系统的电压稳定性和输电能力等。
负荷流分析的结果可以帮助电力工程师优化电力系统的设计和运行。
4. 稳态分析建模稳态分析建模是指对电力系统各个部分建立数学建模，以便进行各种稳态分析，如负荷流分析、电压稳定性分析等。
建模过程中需要考虑到电力系统的各种不确定性因素，并进行敏感性分析和优化。
电力系统分析第03章简单电力系统潮流计算
= U&p
*
Ip
= Up Ip∠(ϕu
−ϕi )
= Up Ip∠ϕ
=
Sp (cosϕ
+
j sin ϕ )
=
Pp
+
jQp
S%p为复功率，U&p = Up∠ϕu为电压相量，I&p = Ip∠ϕi为电流相量，
*
ϕ = ϕu −ϕi为功率因数角， I = I∠ − ϕi ,为电流相量的共轭值，
Sp、Pp、Qp分别为视在功率、有功功率和无功功率
¾ 电压损耗：线路始末两端电压的数值差，常以线路额定电压百分数表示
电压损耗（%）= U1−U 2 ×100% UN
¾ 电压偏移：线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差
始端电压偏移（%）= U1 −U N ×100% UN
末端电压偏移（%）= U2 −U N ×100% UN
¾ 电压调整：线路末端空载与负载时电压的数值差
较短线路两端电压相角差一般都不大，可略去δU , 则：
U1
=
U2
+
P2
R + Q2 U2
X
4
始端电压做参考，用始端的功率求末端电压
若以U&1为参考相量，即U&1 = U1∠0°可求出末端的电压U&2
⋅
U2
= U1 − I&( R + jX ) = U1 −
P1
− jQ1 U1
( R + jX ) = U1 − ΔU ′ − jδU ′
上即可计算线损率或网损率。设线路始端输入的年电能 为W1，线路末端输出的年电能为W2，线路上的年电能损 耗仍为△Wz，则线损率或网损率为
电力系统稳态分析--潮流计算
电力系统稳态分析--潮流计算(总36页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--电力系统稳态分析摘要电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种重要的分析计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线的电压，各元件中流过的功率，系统的功率损耗。
所以，电力系统潮流计算是进行电力系统故障计算，继电保护整定，安全分析的必要工具。
本文介绍了基于MATLAB软件的牛顿-拉夫逊法和P-Q分解法潮流计算的程序，该程序用于计算中小型电力网络的潮流。
在本文中，采用的是一个5节点的算例进行分析，并对仿真结果进行比较，算例的结果验证了程序的正确性和迭代法的有效性。
关键词：电力系统潮流计算；MATLAB；牛顿-拉夫逊法；P-Q分解法；目次1 绪论 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
背景及意义......................................................................................... 错误!未定义书签。
相关理论 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
本文的主要工作 ................................................................................ 错误!未定义书签。
2 潮流计算的基本理论 ......................................................................... 错误!未定义书签。
电力系统运行状态分析及控制
电力系统运行状态分析及控制摘要：社会经济的快速发展和科学技术的不断进步，对电力系统的运行状态分析和控制已经引起了人们的高度关注，电力系统在现实生活中发挥着十分重要的作用。
基于此，本文重点介绍了电力系统运行状态和控制，以期为电力部门提供参考依据。
关键词：电力系统运行状态分析控制引言社会经济的发展和科技的进步在很大程度上推动了人们生活水平的提升，人们的日常生产生活与电力息息相关。
而电力系统在国家工业化发展进程中也占据了重要位置。
只有确保电力系统可以安全、稳定、可靠的运行，才能为工业生产和人们生活供应提供所需的电能。
近些年来，因电力系统运行造成的安全事故经常出现，严重威胁着人们生命财产安全和社会经济的发展。
所以，只有确保电力系统安全运行，不管是对电力系统本身还是人们的生产生活，都具有重要的现实意义。
1、电力系统运行的状态分析1.1电力系统运行的正常状态对于一个完整的电力系统来说，主要是由变压器、用电设备、输配电线路以及发电机五部分组成。
电力系统运行的主要特点是用电、配电、发电、输电同时进行。
因此，为了向用户提供质量合格的连续电能，通过电力系统发电机发出的与电力系统负荷消耗中无功功率和有功功率的时间始终是同步进行，同时还要确保线路上的功率潮流、发电机发出的有功和无功功率与系统之间的各级电压要在安全运行的范围内进行。
为了保证电力系统这种正常运行的状态，应具备两个基本要素：其一，应在相同频率下保持电力系统中的所有发电机可以同步运行；其二，对于电力系统中的所有电气设备可以满足各种工况下保持正常的状态。
电力系统在正常运行的过程中，可以有能力选择必要或紧急备用的措施进行调节，确保在正常干扰的状态下电力系统不会有任何意外情况出现，也不会使频率和电压偏差超过允许的范围或者电力系统中的相关设备出现过载等。
为了使电力系统可以由正常运行状态转变为正常连续运行状态，可以采取正确的措施调节电力系统的较小负荷变化。
实际上，电力系统在正常运行的情况下可以进行经济运行调度，这样最终的安全性能也会提升。
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： 3166 2176姓 名： 杨玉豪 潘鸣·华南理工大学电力学院2015-01-050、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：变电站变电站#3 #5500kV站（#1）的220kV母线视为无穷大母线，电压恒定在230kV。
*#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：，日最小负荷系数：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 = Ω/km, x = Ω/km, C = µF/km；零序参数：r0 = Ω/km, x0 = Ω/km, C0 = 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（MW）额定电压（EV）功率因数升压变容量MVAXd Xd’Xq。
Td0’TJ=2H a i,2t/(MW2h)a i,1t/(MWh)a i,t/hPmax(MW)@Pmin(MW)1300350；873001201300…35087】3001201250300`76250100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= TA1= KF= TF= VRmax= VRmin= 发电厂按PV 方式运行，高压母线电压定值为。
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。
第三章 简电力网络的计算和分析新
第三章 简单电力网络的计算和分析本章阐述的是电力系统正常运行状况的分析和计算，重点在电压、电流、功率的分布，即潮流分布（power flow ，load flow ），我们关心的主要是节点电压，支路功率。
第一节 电力线路运行状况的分析与计算电流或功率从电源向负荷沿电力网流动时，在电力网元件上将产生功率损耗和电压降落。
要了解整个电力系统的潮流分布，必然要进行电力网元件上的功率损耗和电压降落的计算。
一、 电力线路运行状况的计算1、电力线路上的功率损耗和电压降落也可运用欧姆定律等，但需要复数运算，手算时尽量避免复数运算。
电力线路的π型等值电路如图3-1所示，若已知线路参数和末端电压2U •、功率2S •，求始端的电压1U •和功率1S •。
因为这种电路较简单，可以运用基本的电路关系式写出有关的计算公式。
（以单相电路分析，结果推广到三相，采用复功率的计算式）图3-1中，设末端电压(相电压)0220U U •=∠，末端功率(单相功率)222S P jQ •=+，则末端导纳支路的功率损耗2y S •∆为22222()()222yY G B S U U U j *••*∆==-2222221122y y GU jBU P j Q =-=∆-∆ (3-1) 阻抗支路末端的功率2S •'为 2222222()()y y y S S S P jQ P j Q •••'=+∆=++∆-∆222222()()y y P j P j Q Q P jQ ''=+∆+-∆=+ 阻抗支路中损耗的功率Z S •∆为222222222()()Z S P Q S Z R jX U U ••'''+∆==+ 222222222222Z Z P Q P Q R j X P j Q U U ''''++=+=∆+∆ (3-2) 阻抗支路始端的功率1S •'为1222()()Z Z Z S S S P jQ P j Q •••''''=+∆=++∆+∆2211()()Z Z P j P j Q Q P jQ ''''=+∆++∆=+始端导纳支路的功率yl S •∆为2111()()222ylY G BS U U U j *••*∆==-2211111122y y GU jBU P j Q =-=∆-∆ (3-3) 始端功率1S •，为1111()()yl yl yl S S S P jQ P j Q •••'''=+∆=++∆-∆1111()()yl yl P j P j Q Q P jQ ''=+∆+-∆=+这就是电力线路功率计算的全部内容。
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长直导线内部按导线截面积等效得匝链磁通微元的线圈匝数为 ， x2 x2
故导线内部单位长度的磁链为
r 2 r 2
r x 2 20B xr2d xr
00 r2 ir2 xr x 2 2 d x8 r 0 i
由上式可得，ψ2与导线内部磁链与半径无关，只与流过的电流和导线材料有关。 所以单根导线在宽为D、长度为1m的长方形的总磁链为
B相导线产生的磁力线ψ2至ψ4间的所有磁力线匝链导线A，由长直导线外单位
长度上的磁链可得由B相电流产生的匝链A相导线的磁链为
AB
0iB 2
ln DB DAB
类似可得C相电流产生的匝链A相导线的磁链为
AC
0iC 2
ln DC DAC
由叠加原理，A相导线的总磁链为
A 2 0 iA lD n r A r 8 0 iA 2 0 iB lD n D A B B2 0 iC lD n D A CC
自然对数换算成常用对数（自然对数的底数e=2.71828），m换算为km，ω=2πf， 可得电抗计算公式为
X 02f(4 .6lg D rm0 .5r） 1 4 0 /km
将工频f=50Hz，μr=1代入得
X 0 0 .14 lD g r 4 m 5 0 .01 0 .5 17 4 lD g r 4 m ' 5 /km
1
A
2
B
C’
B”
A’
C”
3
C
B’
A”
l/3
l/3
l/3
l
从左至右，第一段A相的磁链为
A (1 ) （ 2 iA l1 r n 2 iB lD n 1 A B 2 iC lD n 1 A C2 riA ） 1 70
第二段A相的磁链为
A (2 ) （ 2 iA l1 r n 2 iB lD n 1 B C 2 iC lD n 1 A B2 r
）]107
DA BDA CDB C
(2iA
ln 1 r
riA
2
2iA 3
ln
1
）107
DA BDA CDB C
(2ln 1 r
r2
2ln 3
DABDACDBC）iA 107
3
(2ln
DA BDA CDB C r
r
2
）iA
107
令 Dm3 DABDACDB 为C三相导线的几何均距，则A相导线单位长度的电感为
2.2.1架空线路的电阻 导线单位长度的直流电阻计算如下
R0=ρ/S Ω/km 式中：R0为导线单位长度的电阻，Ω/km；ρ为导线材料的电阻率，Ω. • mm2/km； 为导线的截面积，mm2。 因交流电流通过导线时的趋肤效应和邻近效应及导线标称尺寸的近似性，电力系统 中计算用的交流电阻采用如下修正数值： 铜：ρ=18.5Ω. • mm2/km； 铝：ρ=31.5Ω. • mm2/km。 《电力工程手册》中可以查到各种型号的导线电阻值，手册中的电阻值一般为20℃ 时的值，应用时可根据实际温度按下式修正
Rt=R20[1+α(t-20)] Ω/km 式中：Rt，R20分别为t℃和20℃时的电阻值；α为电阻的温度系数。
2.2.2架空线路的电抗 1.无限长直导线的磁链 设单根长直导线的半径为r，导线中电流为i且电流密度均匀，导线内部和外部 的磁通为一系列的同心圆，如图1所示。
L1
1 2
r
L2
x
Hx
图1 长直导线磁场分布
电力系统正常运行时的分析和计算
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
2.2三相输电线路 （1）研究对象：输电线路 因架空线路建设费用低，且便于施工、维护和检修，输电线路中架空线路
使用更多。
（2）输电线路的物理现象 ①热效应——对应电阻 ②交变电流产生的交变磁场——对应电抗 ③交变电压作用下产生的导线与导线，导线与大地的充放电现象——对应电纳 ④高电压作用下，空气游离放电（电晕现象）——对应电导
LAiA A(2ln D rm2 r） 10 7 H /m
经过换位后三相导线电感相等，LALBLC 。单相线路的等值电感可以 直接应用上式计算得到。 若三相导线水平排列，DAB=DBC=D，DCA=2D，则 D m3D D 2D1.2D 6；
若三相导线成等边三角形排列，DAB=DBC=DCA=D，则 Dm D 。
导线电感为
1 2 2 0 iln D r8 r 0 i W /m b
L(2ln D r) 1 7 0 H /m
i
r2
2.三相输电线路的电抗 分析某相导线磁链时，需应用叠加原理计及另外两相电流对该相磁链的影响。 对于下图所示三相线路，计算以A相导线为中心，半径为DA内的磁链。应用 叠加原理，先考虑B相导线电流的影响，其它两相电流为零。
单根导线距导线中心半径为D以内单位长度的磁通下图所示，导线外部单位 长度的磁通为
Bx
0i 2x
Bx
1m
d 1
r x dx D
长直导线与导线外部的磁通全部匝链（相当于一匝线圈导线匝链外部的磁通）， 单位长度的磁链为
1 r D B x d x 0r D H x d x 0r D 2 ix d x 2 0 ilD n r
第三段A相的磁链为
A (3 ) （ 2 iA l1 r n 2 iB lD n 1 A C 2 iC lD n 1 B C2 riA ） 1 70
取三者的平均值作为换位后A相的总磁链
A
1 3
(
(1) A
(2) A
(3) A
)
[2iA
ln
1 r
riA
2
1 3
(2iB
ln
1 DA BDA CDB C
当x>r，由安培环路定律，于路径L1有
Hx
i
2x
A/m
式中：Hx为半径为x的同心圆磁路的磁场强度。 当x≤r，由安培环路定律，于路径L2有
磁通密度为
H xr i2x22 1 x2 ir2x A /m
B xH xr 0 H x T
式中：μ为介质的导磁系数，μ=μrμ0，μ0=4π×10-7。空气和无磁性的导线中 μr=1。
当DA，DB，DC都增大到无穷远时，DA=DB=DC，因三相电流对称时iA+iB+iC=0。
A （ 2 iA l1 r n 2 iB lD n 1 A B 2 iC lD n 1 AC 2 riA ） 1 7 0
用同样的方法可以求得ψB，ψC，当DA≠DB≠DC时，ψA，ψB，ΨC不相等。 电力系统中，为使线路阻抗对称，每隔一定距离将三相导线换位，从而使每 相导线均匀地处在不同位置，如下图所示。