电力系统稳态分析汇总
电力系统稳态分析-各知识点(详细版)
Ij
. (k )
Pjs jQ s j
(k )
Uj
i 1 j 1
U j Z ij I j Z ij I j
j i
. (k )
n
. ( k 1)
4、 牛顿法潮流雅克比矩阵的特点，其稀疏结构和节点导纳矩阵的关系； 极坐标及直角类型的修正方程式，有以下特点： a) b) c) d) 修正方程式的数目分别为 2(n-1)-m 个及 2(n-1)个，在 PV 节点所占的比例不大时， 两者的方程式数目基本接近 2(n-1)个。 雅可比矩阵的元素都是节点电压的函数；每次迭代，雅可比矩阵都需要重新形成。 雅可比矩阵的非对角元是否为零决定于相应的节点导纳阵元素 Yij 是否为零。 和节点导纳矩阵具有相同稀疏结构的分块雅可比矩阵在位置上对称，但雅可比矩阵 不对称。 5、 快速解耦潮流和牛顿法潮流的关系，基本快速解耦潮流与 XB 和 BX 型快速解耦潮流潮流 在系数矩阵求取上有哪些异同，对大 R/X 比值病态问题如何处理。 （1）快速解耦潮流和牛顿法潮流的关系：
Pi ei Gij e j Bij f j f i Gij f j Bij e j
ji ji
Qi f i Gij e j Bij f j ei Gij f j Bij e j
ji ji
潮流方程的极坐标形式:
Pi U i U j Gij cos ij Bij sin ij
确定方法；
fi(x)＝gi(x)－bi＝0 或 f(x)＝0
构造标量函数
n n
F ( x ) fi ( x ) 2 ( gi ( x ) bi ) 2
i 1 i 1
电力系统稳态分析
电力系统稳态分析电力系统稳态分析是电力系统研究和运行的重要内容之一，它主要目的是研究电力系统在稳定运行条件下的各种电气量之间的相互关系和稳态特性，以保证电力系统的安全、经济和可靠运行。
稳态分析主要包括潮流计算、电力负荷特性分析、发电机调度、电压稳定性分析以及短路电流计算等内容。
电力系统的稳态分析与电力系统运行紧密相关。
稳态分析可以提供电力系统各个节点的电压、相角、功率等信息，为电力系统的运行调度提供基础数据。
通过稳态分析，可以确定电力系统中各个节点的潮流分布情况，从而合理安排输电容量，避免出现电网过载的情况。
同时，稳态分析还可以评估电力系统中的潜在问题，例如电压稳定性问题和短路电流问题，从而及时采取相应的措施来保障电力系统的安全运行。
在稳态分析中，潮流计算是其中的核心内容之一。
潮流计算主要目的是确定电力系统中各个节点的电压幅值、相角和功率等信息。
潮流计算的结果可以用来评估电力系统中输电线路的负载状况、发电机的出力调度以及电压稳定性等问题。
在潮流计算过程中，需要对电力系统中的各个节点进行电压平衡方程的求解，通过不断迭代计算，可以得到系统的稳态工作点。
电力负荷特性分析是稳态分析的另一个重要内容。
电力负荷特性分析主要是研究电力负荷与电压、频率、功率因数等之间的关系。
通过电力负荷特性分析，可以确定电力负荷对电力系统稳态运行的影响，从而合理安排发电机的出力调度，保证电力系统的供需平衡。
发电机调度是稳态分析中的另一个重要环节。
发电机调度是指根据电力系统的负荷需求和发电机的技术特性，合理安排发电机的出力和运行工况。
通过发电机调度，可以优化电力系统的运行效果，提高发电机的利用率，以及减少对外购电量的依赖。
电压稳定性分析是稳态分析中的一个重要方面。
电压稳定性分析是指研究电力系统中各个节点的电压长期稳定情况，以及电力系统在系统故障等异常情况下的电压抗扰能力。
通过电压稳定性分析，可以确定电力系统中的潜在电压稳定性问题，并采取相应的措施来加强电力系统的稳定性。
电力系统稳态分析
电力系统稳态分析一、概念介绍电力系统稳态分析是指在电网运行稳定状态下，对电力系统进行电压、电流等参数计算和系统分析的一种方法。
其目的是为了保证系统安全、稳定、经济的运行。
二、电力系统稳态分析中的重要参数1.电源电压：电源电压是指电力系统的发电机或者连接电网的电厂发出的电压，它对整个电网的电场分布和正常运行状态起到了至关重要的作用。
2.系统电压：系统电压是指电力系统各个节点的电压，其决定系统中各个电设备的安全运行状态和电能交换的顺畅程度。
3.网络阻抗：网络阻抗是指电力系统中各个电缆、导线、变压器等电器设备对电流的阻碍作用，其直接影响到系统的电路响应和稳定性。
4.负荷电流：负荷电流是指电力系统各个节点的负载电流，其代表对电网的电量需求，其大小直接决定了系统的稳态工作状态，并影响系统电量的分配和经济性。
三、电力系统稳态分析的主要方法1.节点分析法：该方法是指将电力系统化成一个节点和对应的支路，来分析电压稳定、电流分布等问题。
该分析方法适用于网络比较简单、电力设备数量较少的情况下。
2.潮流计算法：该方法是指对电力系统各个节点进行电流、负荷电流分布的计算，可用于大型电网的分析。
该分析方法可以获取各个节点的电压稳定、节点负荷、传输线损失等信息。
3.动态因子分析法：该方法是指通过分析系统的频率、转子机械运动等动态特性，从而判断暂态稳定和永久稳定的条件。
该分析方法适用于对系统暂振（系统短暂失稳）和拉沙现象（系统失去平衡状态）的评估。
四、电力系统稳态分析的流程电力系统稳态分析的流程主要包括以下几个步骤：1.收集系统数据：包括各个节点的电压、负荷、发电机电压和网络阻抗等信息。
2.建立电路模型：可采用节点分析法或潮流计算法建立电路模型，并求解节点电压值和支路电流等参数。
3.计算潮流：通过潮流计算法计算电力系统各个支路电压、电流分布，并分析电网响应和稳态工作状态。
4.稳态分析：对潮流计算结果进行稳态分析，判断系统的稳定性和安全性，并分析接地电流、接地电阻等关键参数。
电力系统稳态与动态分析及可靠性评估
电力系统稳态与动态分析及可靠性评估电力系统是指由发电厂、输电线路、负载等组成的一套电力传输设施。
在电力系统的建设和运营过程中，系统的稳态和动态分析以及可靠性评估是重要的研究内容。
本文将对电力系统稳态和动态分析及可靠性评估的相关问题进行探讨。
一、电力系统的稳态分析电力系统的稳态分析是指在给定的负荷和电网拓扑结构下，求解系统电压、电流、功率等基本参数的过程。
在稳态分析中，一般使用毛切森法（MNA）和节点法（Node Voltage Method）等方法进行矩阵方程的建立，得出电网基本参数的解。
电力系统的稳态分析具有以下特点：1. 稳态分析是一种静态的过程，即只考虑电网的静态平衡情况，没有考虑电网的瞬态过程。
2. 稳态分析中一般考虑的电气参数是有限的，不涉及电磁暂态，耗散因素等显著影响电网运行的因素。
3. 稳态分析是电网规划、设计、生产、运行等环节中的常用方法。
二、电力系统的动态分析电力系统的动态分析是指研究电力系统瞬态过程的一种方法。
在电力系统的运行过程中，由于负载的不断变化、丰富多样的故障现象等因素的影响，电力系统的瞬态过程显得尤为重要。
电力系统的动态分析具有以下特点：1. 动态分析考虑的是电力系统的瞬态过程，因此需要分析电磁暂态、耗散因素等在电力系统中发挥显著作用的影响因素。
2. 动态分析的过程是一种复杂的算法，需要运用高级数学工具、电力传输学、力学与自动控制等多学科交叉的综合知识。
3. 动态分析是电力系统可靠性评估的重要研究内容。
三、电力系统可靠性评估电力系统的可靠性评估是指对电力系统在预定条件下的可靠性、安全性、稳健性等方面进行评估的方法。
电力系统的可靠性评估具有以下特点：1. 可靠性评估需要建立不同的模型，包括电力系统模型、随机负荷模型、故障模型等。
2. 可靠性评估需要考虑电力系统的各种特殊条件，如负荷变化、电网拓扑变化、电力系统的多样性等。
3. 可靠性评估是电力系统的重要内容，要求有良好的数值计算能力，同时需要对电力系统具有深入的了解。
电力系统稳态分析重点
2、对电力系统运行的基本要求是什么？答：对电力系统运行的基本要求有：①保证对用户的供电可靠性；②电能质量要好；③电力系统运行经济性要好；④对环境的不良影响要小。
3、电力系统中负荷的分类（I 、II 、III 类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？答：电力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成的危害的大小来划分的，凡供电中断将导致设备损坏、人员伤亡、产品报废、社会秩序还乱、政治影响大的用户的用电设备称为I 类负荷；凡供电中断或减少将导致产品产量下降、人民生活受到影响的用户的用电设备称为II 类负荷；I 类、II 类负荷以外的负荷称为III 类负荷。
I 类负荷对供电可靠性的要求是任何情况下不得中断供电； II 类负荷对供电可靠性的要求是尽可能不中断供电； III 类负荷可以停电。
2、为什么要采用分裂导线？分裂导线对电晕临界电压有何影响答：采用分裂导线是为了减小线路的电抗，但分裂导线将使电晕临界电压降低，需要在线路设计中予以注意。
3、输电线路进行全换位的目的是什么？答：输电线路进行全换位的目的是使输电线路各相的参数（电抗、电纳）相等。
4、变压器的τ形等值电路和T 形等值电路是否等效？为什么？ 答：变压器的τ形等值电路和T 形等值电路不等效，τ形等值电路是将T 形等值电路中的励磁值路移到一端并用相应导纳表示所得到的等值电路，是T 形等值电路的近似电路。
5、已知110KV 架空输电线路长度为80km,三相导线平行布置，线间距离为4m ，导线型号为LGJ －150，计算其参数并画出其等值电路。
（LGJ-150导线计算外径为17mm ）（基本的算法）解：由于线路为长度小于100km 的短线路，线路的电纳和电导可以忽略不计，因而只需计算其电抗和电阻。
)(5426.1m D m ≈⨯=＝500（cm ），导线计算半径)(5.8217cm r ==,标称截面为)(1502mm S =，取导线的电阻率为km mm /.5.312Ω=ρ。
电力系统稳态分析
一·调整控制潮流的必要性经济功率分布是按电阻分布，自然功率是按照阻抗分布的。
调整控制潮流的手段主要有1．串联电容2．串联电抗3．附加串联电抗器串联电容的作用显然是以其容抗抵偿线路的感抗。
将其串联在环式网络中阻抗相对过大的线段上。
可起转移其他重载线段上流通功率的作用。
串联电抗的作用与串联电容相反，主要在限流。
将其串联在重载线段上可避免该线段过载。
但由于其对电压质量和系统运行稳定性有不良影响，这一手段未曾推广。
附加串联电压器的作用在于产生一环流或者强制循环功率，使强制循环功率与自然分布功率的叠加可达到理想值。
设强制循环功率为二．借附加串联加压器控制潮流附加串联加压器：由电源变压器和串联加压器组成。
电源变压器取线路的相电压或者线电压作串联加压器的电源。
串联加压器则将附加电势串入线路。
而由于电源变压器所取电压的不同，串联加压器所串入的电势有纵向，横向之分，如在考虑到电源变压器和串联加压器实际都有三相。
改变这两个三相变压器或者变压器组的接线，还可获得斜向30度60度调节的效果。
至于附加电势大小的调节如过于频繁，也会造成困难。
何况为进行这种调节，某些变压器结构而言，还会要求其暂时退出运行。
三．借灵活交流输电装置控制潮流电力电子技术的迅速发展，为潮流控制提供了若干种可选择的新方案。
其中包括对串联电容的重新构筑和使用，对附加串联加压器的根本性改进和使用，以及对所谓“综合潮流控制器”的研制。
所谓灵活交流输电系统，是指以晶闸管（即可控硅）置换传统交流输电系统中各种机械式调节器和开关后所呈现的新系统。
在这种系统中，网络的潮流更易于控制，线路的输送能力可大幅度提高，各种故障得以及早隔离，以致系统的运行更灵活，稳定，可靠。
因此，这是一个将电力电子和微电子技术引入电力系统后出现的新领域。
属于灵活交流输电装置的除了上述介绍的还有静止无功功率补偿器和其他几种也由晶闸管控制的电力设施。
用于潮流控制的可控串联控制电容接改变晶闸管的触发角可平滑地并在较大的范围内改变其容抗。
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。
电力系统稳态分析
电力系统稳态分析1.电力系统潮流计算2.•电网的功率损耗：线路功率损耗计算、变压器功率损耗计算••电网环节的功率平衡和电压平衡：电压降落、电压损耗及电压偏移；电网环节首末端功率平衡关系、首末端电压平衡关系；电网运行特性分析。
••开式电网的潮流计算：区域电网的潮流计算、地方电网的潮流计算••两端电源供电网的潮流计算：两端电源电压相等供电网的功率分布、两端电源电压不相等的供电网络的功率分布••电磁环网的功率分布与电压计算：环路电动势、循环功率计算，电力系统中常用的附加装置等•1.电力系统频率和有功功率2.•电力系统的频率特性：电力系统负荷有功功率-频率静态特性（负荷频率特性）、发电机组的功频静态特性••电力系统频率的调整：频率调整的必要性，一次调频、二次调频、主调频厂的选择，事故调频的措施与步骤••电力系统综合负荷厂间分配：有功功率平衡方程式，备用容量（负荷备用、检修备用、事故备用、国民经济备用；冷备用即停机备用、热备用即旋转备用）。
•1.电力系统电压和无功功率2.•电力系统的电压特性：负荷电压特性、异步电动机的无功功率-电压静态特性；无功功率平衡对系统电压的影响••电力系统的无功功率：无功负荷和无功损耗功率、无功电源（发电机、同步调相机、电力电容器、静止无功补偿器等）、无功平衡方程式••电力系统电压的调整：电压调整的必要性，电压中枢点的调压方式（顺调压、逆调压、恒调压），电压调整的基本原理和技术措施（改变发电机的端电压、改变变压器的变比、改变电网无功功率的分布、改变网络的参数）•1.电力系统经济运行2.•电能的能量损耗：电网的能量损耗率（固定损耗、变动损耗），计算方法（最大负荷损耗时间法、等效功率法），降低网损的常用技术措施（减少电网中无功功率的传送、合理组织电网的运行方式、在闭式网中实行功率的经济分布）••火电厂间有功功率负荷的经济分配：耗能特性（能量输入F、输出功率PG、比耗量μ、发电厂效率η、耗量微增率λ）、等微增率准则、多台火电机组间有功功率负荷的经济分配•。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
24
电力系统的基本参量和结线图
描述电力系统的基本参量
（总）装机容量 年发电量 最大负荷：规定时间内系统总有功负荷的最大值 额定频率：我国电力系统的额定频率（工频）为50Hz 最高电压等级：系统中最高电压等级线路的额定电压
电力系统的结线图
地理结线图 电气结线图
11
1.1 电力系统概述
电力系统的形成和发展 近、现代电力系统 电力系统的组成 电力系统的基本参量和结线图 我国电力工业和电力系统简介
12
电力系统的形成和发展
• 法拉第发现电磁感应定律
1831 • 100V-400V低压直流输电
1882 • 高压直流输电（直流1.5kV-2kV）
1885 • 单相交流输电
19
三个概念的关系
动力系统
动 电力系统
力 发电机 电力网络
部
分
用户
变压器 变换器 线路
20
三个概念的关系（续）
“最小系统”
锅 锅
G
汽轮机 发电机
升压变
电力网络
动力系统
电力系统
输电线路
降压变
M
电动机
21
电力系统的基本参量和结线图
描述电力系统的基本参量
（总）装机容量 年发电量 最大负荷 额定频率 最高电压等级
电力系统的结线图
地理结线图 电气结线图
23
电力系统的基本参量和结线图
描述电力系统的基本参量
（总）装机容量 年发电量 • 最系大统中负所荷有发电机组全年实际发出电能之和。 • 额常定以频千率瓦 时 （ kWh ） 、 兆 瓦 时 （ MWh ） 、 吉 瓦 时 （最G高W电h）压、等太级瓦时（TWh）为单位。
不及格率(%)
平均分
最高分
8
前言—教材及参考资料
陈珩.电力系统稳态分析(第三版) .中国电力出版
社
华智明.电力系统稳态计算.重庆大学出版社
何仰赞，等.电力系统分析（上、下册）.华中理
工大学出版社
韩祯祥，等，电力系统分析，浙江大学出版社
J D Glover, etc. . Power System Analysis and
电力系统稳态分析
前言
课程简介 学科范畴 课程主要内容 课程特点 考试及答疑 教材及参考资料
2
前言—课程简介
电气工程与自动化专业一门重要的专业课
先修专业基础课程：
电路原理、电磁场、电机学，等
电力系统及其自动化方向后续课程：
电力系统电磁暂态分析、发电厂电气部分、
电力系统稳定、电力系统继电保护、电力系统规
升压变
发电厂（火电）
输电线路
降压变
输、配电网络
M
电动机
用户
15
电力系统的组成
“最小系统”
锅 锅
G
汽轮机 发电机
升压变
发电厂（火电）
输电线路
降压变
输、配电网络
M
电动机
用户
• 将各种形式的一次能源转换为电能 • 升压变将发电机的机端电压升高到输电电压
16
电力系统的组成
“最小系统”
锅 锅
G
汽轮机 发电机
Design .机械工业出版社
精品课程网站
9
第一章
电力系统的基本概念
目录
1.1 电力系统概述 1.2 电力系统运行应满足的基本要求 1.3 电力系统的结线方式和电压等级 1.4 电力系统的研究工具
学时：4
作业：《电力系统稳态计算》
25页：思考题1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6
23页：习题1-1
6
前言—考试及答疑
成绩构成：
期末考试
85%
作业及课堂表现
10%
考勤
5%
答疑安排：每周一次 近5年的考试情况
7
近5年的考试情况
120
100
92
93
92
98
97
80
63.5
60
40 36
20
62.5
32.8
57.7
44.3
75.7
15.9
69.5
17.8
0 2005
2006
2007
2008
2009
• 三相交流输电（交流25kV）
1891 • 近代电力系统形成
13
近、现代电力系统
超/特高电压、远距离、大规模
交流输电电压
>1000kV
直流输电电压
达±800kV
输电距离
>1000km
输送功率
>5000MW
电源构成、负荷成分变化巨大 高度自动化
14
电力系统的组成
“最小系统”
锅 锅
G
汽轮机 发电机
25
电力系统的基本参量和结线图
描述电力系统的基本参量
（总）装机容量 年发电量 最大负荷 额定频率 最高电压等级 显示系统中各发电厂、变电所的地理
电力系统的结线位置图，电力线路的路径以及相互之间的联
电力系统稳态分析主要内容：
电力系统的基本知识（第1章）
电力系统各元件的特性和数学模型（第2章）
电力系统正常运行状态的分析和计算—潮流计算
（第3、4章）
电力系统的运行调节和优化（第5、6章）
5
前言—课程特点
涉及电力系统正常运行状态下的各种计算、分析 和优化问题
理论性和实践性并重 随着新理论和新技术的发展，内容不断丰富充实
电力系统的结线图
地理接线图 电气接线图
22
电力系统的基本参量和结线图
描述电力系统的基本参量
（总）装机容量 • 年系发统中电实量际安装的发电机组额定有功功率的总和。 • 最常大以负千瓦荷（1kW=103W）、兆瓦（1MW=106 W）、吉瓦 （额1G定W频=率109W）、太瓦（ 1TW= 1012W ）为单位。 最高电压等级
划、电力系统可靠性、电力系统自动化、电力市
场，等
3
前言—学科范畴
电工学
电力系统工程
……
电力系统理论 输配电技术
电力系统规划 电力系统运行 电力系统保护 电力系统控制
…… 4
前言—课程主要内容
电力系统分析（稳态分析、暂态分析） 稳态：电力系统正常的、相对静止的运行状态 暂态：从一种运行状态过渡到另一种运行状态
电力系统
由生产、变换、输送、分配、消费电能的发电机、变压器、 电力线路和各种用电设备以及测量、保护、控制等装置组成 的统一整体。
电力网络
电力系统中，由变压器和不同电压等级电力线路等变换、 输送、分配电能设备所组成的部分。
动力系统
电力系统和锅炉、汽轮机、水轮机、核反应堆等动力部分 的总和，又称“广义电力系统”。
升压变
发电厂（火电）
输电线路
降压变
输、配电网络
M
电动机
用户
• 将高压电能输送、（降压）分配给用户 • 输电方式：交流、高压直流
17
电力系统的组成
“最小系统”
锅 锅
G
汽轮机 发电机
升压变
发电厂（火电）
输电线路
降压变
输、配电网络
M
电动机
用户
• 用电设备（电力系统负荷） • 电力系统的服务对象
18
几个基本概念