高等电力网络分析第一章
第一章 电力网络分析的一般方法分解
dL j i j dt
uj
欧姆定律
1 电容： i j dt u j Cj t
Vk zk I k
线性支路与线性元件：参数Rj，Lj，Cj与电气量和 时间无关，组成该元件的支路均为线性支路，则该 元件为线性元件；
线性网络：网络中所有元件均为线性元件，则该网 络称为线性网络； 非线性网络：若网络中至少包含了一个非线性支路， 即该支路的参数是电气量的函数，则该网络是非线 性网络。
电力网络分析的四个基本步骤：
（1）建立电力网络元件的物理与数学模型；
（2）建立电力网络的数学模型；
（3）选择合理的数值计算方法；
（4）电力网络问题的计算机求解。
1.2
电力网络的拓扑约束
1.2.1 图的概念和一些基本定义 研究网络的拓扑约束时，与网络元件的特性，即具体的支路 参数无关，可以把网络的联结关系抽象成一个图(Graph)。 图(Graph):抽象支路和节点的集合，它反映节点与支路之间 的关系。 节点(Node)或顶点(Vertex)：是支路端点的抽象，也是支路 的连接点。 支路(Branch)，亦称边(Edge)：是二端电路元件的抽象，一 条支路有两个端点，即它与两个节点关联[不包括自回路 (Self-Loop))．
关联(1ncident)：支路与节点的连接关系，用k(i，j)表示， 即支路是与节点i,j关联。 节点的度(Degree):节点所关联的支路数。
路径(Path):在图G中，从始点出发经过若干支路和节点到达 终点，其中的支路和节点均不能重复出现，形成的一个开边 列(Open Edge Train)称为路径。 回路(Loop):即闭合的路径(Closed Path)，路径中的始点和 终点重合，回路中所有节点的度均为2。
高等电力网络分析.总结
（华东）CIIFNA UNIVERSITY OF 卩ETROLEUM高等电力网络分析姓名：学号：14-1班班级：信控研专业：电气工程2014年12月20日目录第一章EMS系统和DMS系统概述 (2)1.1 EMS(Energy Management System)系统. (2)1.1.1 简介 (2)1.1.2 系统结构 (3)1.1.3 功能介绍 (3)1.2 DMS (Distribution Management System) 系统 (6)1.3 DMS与EMS的相同点 (7)1.4 DMS和EMS的不同点 (7)第二章网络分析中常用的关联矩阵 (7)2.1 节-支关联矩阵原理 (7)2.2 实现案例 (9)第三章网络变换、化简和等值 (13)3.1 电力系统外部网络的静态等值 (13)3.1.1 Ward 静态等值 (13)3.1.2 REI 等值 (15)3.2 诺顿等值、戴维南等值及其推广 (15)3.2.1 单端口诺顿等值和戴维南等值 (15)3.2.2 多端口诺顿等值与戴维南等值 (16)3.2.3 IEEE 30 母线系统的戴维南等值 (18)3.2.4 IEEE 30 母线系统网络变化时等值参数的修正 (22)第四章中枢点电压的控制 (25)4.1 中枢点电压的调压方法 (25)4.2 利用变压器调压 (26)第五章总结与建议 (27)第一章EMS 系统和DMS 系统概述1.1 EMS(Energy Management System)系统EMS(E nergy Man ageme nt System)系统，即电能管理系统。
EMS 是按用户的 需求，遵循配电系统的标准规范而二次开发的一套具有专业性强、 自动化程度高、 易使用、高性能、高可靠等特点的适用于低压配电系统的电能管理系统。
通过遥 测和遥控可以合理调配负荷，实现优化运行，有效节约电能，并有高峰与低谷用 电记录，从而为能源管理提供了必要条件。
【课件】国家电网考试之电网络分析理论：第一章网络理论基础小结
t 2
sin
t
2
0
任意
t [0的, 2 ]
其它
可得
i1
(
2
)
0,
i2
(
2
)
0
则
W ( 2
)
(M12
M 21)
2 0
sin
2
cos
2
2 sin
2
d
( M 12
M 21 )
2 0
2
图示电路含有非线性（非互易元件） 但仍为线性（互易）一端口网路。
设二极管D的模型为正向电阻 R 和
+i
反向电阻 R ，它们都是常数。
i1
i2
列出相应的KCL和KVL方程
u
R
R
i i1 i2
i1R i1R u
i2R i2R u
_
u i1 R R
i2
R
u R
i1i2 0
M12d
(i1i2
)
(M12
M 21)
t
i2
di1
d
d
1 2
L1i12
1 2
L2i22
M12i1i2
(M12
M 21)
t
i2
di1
d
d
（1）先说明M12 M 21 件是有源的。 电流是
假定
M
2
1s2inMt
21
取 i1
2 t
i2
10道例题！
例1 试说明受控源是有源元件 。
1 电力网络的数学模型及求解方法
An An
a1(1) n (2) a2 n (3) a3 n 1
(1) a1, n 1 (2) a2, n 1 (3) a3, n 1 (n) an ,n 1
(1) (1) x1 a12 x2 a13 x3 (2) x2 a23 x3
Y jj yij
Yij Y ji yij
3）在原有网络节点i 和节点j 间切除一条支路
节点导纳阵阶数不变； 与节点i、j有关的元素修正为 Yii yij Y jj yij
Yij Y ji yij
4）原有网络节点i 和节点j 间支路参数发生改变
相当于切除一条原参数的支路，再增加一条新参数的支路
则由节点方程式可知
以之前的简单电力网络说明节点导纳阵各元素的具体意义
y1
4 2
y4
y3
3
y5
y2
5
1
V1 1
y6
Y的特点： 对称性、稀疏性、可逆性
y4 y5 y6 y4 y5 0 0
y4 y1 y3 y4 y3 y1 0
y5 y3 y2 y3 y5 0 y2
AX = B
a11 a A A B 21 an1 a12 a22 an 2 a1n a2 n ann b1 a11 a21 b2 bn an1 a12 a22 an 2 a1n a2 n ann a1,n1 a2,n1 an ,n1
ib
5
根据基尔霍夫电流定律， 可列出各节点的电流方程
1
y6
y4 (V2 V1 ) y5 (V3 V1 ) y6V1 0 y1 (V4 V2 ) y3 (V2 V3 ) y4 (V2 V1 ) 0 y2 (V5 V3 ) y3 (V2 V3 ) y5 (V3 V1 ) 0 y1 (V4 V2 ) ia y2 (V5 V3 ) ib
高等电力系统分析--ppt课件
重写规范形式如下 ：
Y11V1 Y12V2 Y13V3 Y14V4 Y15V5 I1
Y21V1 Y22V2 Y23V3 Y24V4 Y25V5 I2
Y31V1
Y32V2
Y33V3
Y34V4
Y35V5
I3
Y41V1
Y42V2
Y43V3
Y44V4
Y45V5
I4
边界条件
I Sn AYU S AI S
节点电压方程简化为
YU I
nn
Sn
矩阵A反映了网络的拓扑约束， Y反映了网络的支路特性约束，
所以节点导纳矩阵集中了网络 两种约束的全部信息。
2024/7/16
高等电力网络分析
19
若网络参数用阻抗形式表示，则节点网络方程有如下形 式：
Z I U
n sn
n
Zn
.
I 1 Y11V1 Y12V2
.
I 2 Y21V1 Y22V2
.
I i Yi1V1 Yi2V2
.
I n Yn1V1 Yn2V2
Y1iVi
Y1nVn
Y2iVi Y2nVn
YiiVi
YinVn
YniVi YnnVn
节点自导纳Yii ＝节点i加单位电压，其它节点接地 时，节点i向电网注入的电流。
V4
y1
y3
2
3
4
i1
i3
用节点电压方程描述电力 网络的一个例子
y4
y5
i4
i5
1 V1
i6
y6
y2
V5
i2
5
V4
4
以基尔霍夫电流定律列出节点方程：
华北电力大学电网络分析第一章网络元件和网络基本性质
t
t
3. 多口元件
• 当流入一个端子的电流恒等于流出另一个端子的电流 时，这一对端子称为一个端口，简称“口”。 • 如果多端元件的端子数为偶数，并且两两能组成端口， 则称该多端元件为多口元件。 • 多端元件和多口元件可以互换
2
i2 i1 i0 in
n
i0 = i1 + i2 + + in
理想化的模型,其端子上的物理量 服从一定的数学规律 客观存在的物理实体
为了某种目的，把电器件按照一定的方式
2. 基本表征量
• 基本变量： 电压 u (t ) 、电流 i (t ) 、电荷q(t ) 和磁链 Ψ (t ) • 基本复合量：功率 p(t ) 和能量 W (t ) • 高阶基本变量：
u
(α )
几种理想二端电阻元件 符号及伏安特性 a) 凹电阻 b) 凸电阻 c) 绝对值电阻
d) 符号电阻 e) f) 零器 泛器
二. 电容元件 定义：赋定关系为u和q之间的代数关系的元件 符号：
u
＋ －
i C
线性电容
非线性电容
分类： 1. 线性电容
q＝Cu
d [Cu ] du dC i = C + u 时变 = dt dt dt du 时不变 i = C dt
i
L
u
＋
－
非线性电感
线性电感
分类： 1. 线性电感
Ψ =Li
di dL = u L + i 时变 dt dt di u=L 时不变 dt
2. 非线性电感 （1）流控电感 （2）链控电感
Ψ =L ( i )
i =Γ ( Ψ )
(约夫逊结) i = I 0 sin KΨ
电力系统分析朱一纶课后答案
电力系统分析朱一纶课后答案【篇一：高等电力系统分析课后习题】>课后习题第一部分：电力网络方程? 对于一个简单的电力网络，计算机实现节点导纳矩阵节点导纳矩阵的修改方法。
? 编制ldu分解以及因子表求解线性方程组消元，回代。
? 试对网络进行等值计算。
多级电网参数的标么值归算，主要元件的等值电路。
第二部分：潮流计算简单闭式网络潮流的手算方法步骤第三部分：短路计算对称分量法简单不对称故障边界条件计算，复合序网的形成。
第四部分：同步机方程派克变换同步电机三相短路的物理过程分析第五部分：电力系统稳定概述? 什么是电力系统的稳定问题？什么是功角稳定和电压稳定？广义的电力系统稳定性实际上指的就是电力系统的供电可靠性，如果系统能够满足对负荷的不间断的、高质量的供电要求，系统就是稳定的，否则系统就是不稳定的。
通常所说的电力系统稳定性实际上专指系统的功角稳定。
电力系统的功角稳定指的是系统中各发电机之间的相对功角失去稳定性的现象。
电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限(如不低于额定电压的70%)之内的能力，它与系统的电源配置，网络结构，运行方式及负荷特性等因素有关，带自动负荷调节分接头的变压器也对系统的电压稳定性有十分显著的影响。
? 电力系统送端和受端稳定的特点是什么？送端指电源，其稳定性主要是系统的各台发电机维持同步运行的能力，即功角稳定。
受端稳定一般指负荷节点的电压稳定性和频率稳定性。
电动机负荷则是一个以微分方程描述的动态元件，其无功功率与电压的平方成正比，电压下降时，其吸收的无功功率会显著下降。
当电压低于系统的临界电压时可能出现电压崩溃。
? 常用的电力系统稳定计算的程序都有哪些？各有什么特点？常用仿真程序：1. psasp中国电科院（pscad属于系统级仿真软件）2. bpa美国3. powerworld simulator美国4. urostag法国和比利时5. netomac德国西门子公司6. pscad/emtdc (pscad属于装置级仿真软件)7. pss/e美国8. matlab9. rtds实时仿真器? 大停电的影响是什么？? 什么是电力系统的三道防线？1. 第一道防线：继电保护速断2. 第二道防线：切机、快关、电气制动、快速励磁调节等3. 第三道防线：低频减载甩负荷、解列? 简述提高电力系统静态稳定和暂态稳定的主要措施有哪些？静态稳定：1. 采用自动励磁调节装置；2. 采用分裂导线；3. 提高线路的额定电压等级；4. 改善系统结构、减小电气距离；5. 采用串联补偿设备；6. 采用并联补偿设备。
高等电力网络分析PPT课件
ji
Qi Vi
Vj(Gijsinij Bijcosij) i1,2,
（1-6）
,N
ji
式（1-6）是用极坐标表示的潮流方程。
牛顿-拉夫逊法的一般描述
牛顿-拉夫逊法的求解步骤如下。在给定的初值 x ( 0 )
处作一阶泰勒展开：
f(x(0)) f x0 xT
x(0)
（1-7）
定处义的值J ，则xfT 为有潮：流方程的雅可比矩阵，J 0 为J在 x ( 0 )
牛顿-拉夫逊法的极坐标形式
P
J
f xT
T
Q
T
P
V T
n
Q n-r
V T
P
J
f xT
T
Q
T
P V T
V
Q V T
V
n
（1-12）
n-r
上式右侧的对n 电压n-r幅值的偏导数项n 中的n电-r 压幅值的阶
次减少了1，为使雅可比矩阵的各部分子矩阵具有一致
的形式，在实际计算中，常将该项乘以电压幅值，并
（1-10）
牛顿-拉夫逊法的一般描述
上式也可以写成下面的简单迭代法的计算格式
x ( k 1 ) x k J ( x k ) 1 fx k x k
因为
( x ) x ( T x ) I J x T 1 fx J 1 fx T x J x T 1 fx
上式就是潮流方程的复数形式，是N维的非线性复 数代数方程组。将其展开，有：
P ijQ i V ˆ YijVj j1,2, ,N （1-3） j i
式中，j i 表示所有的和i相连的节点j，包括j=i。
如 代果入节 到点 式电 （压1-用3）直中角有坐：标表示，即令Vi ei jfi ，
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现代电力系统分析主讲：刘道兵
授课要求
•教学目标：
介绍电力系统计算机分析的基本原理和方法，侧重基础性和共性的内容
•课时：32学时
•授课方式；讲授为主
•考核方式：考试
•成绩评定：卷面成绩（70%）+平时成绩（30%）
•选用教材：
–1.高等电力网络分析，张伯明，清华大学出版社；
–2.现代电力系统分析，王锡帆，科学出版社；
第一章
形成网络方程的系统化方法作业：1－1，1－4，1－5，1－6
几个基本关系
连通图G：
N+1个节点——1个参考节点，N个独立节点；
b条支路；
•独立节点数＝树支数＝基本割集数＝秩＝N •基本回路数＝连支数＝ b -N = L
（2）关联矩阵和关联矢量
网络的拓扑特性可以用表（矩阵）表示
(1)N b
A +× ¾
共有N +1个节点，b 条支路，取一个节点为参考节点。
节点-支路关联矩阵
每条支路对应的关联矢量都形如
11⎡⎤
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥−⎢⎥⎢⎥⎣⎦
1
()b
T k k k k k k T
k k k
I y y ====∑∑∑M M M M M b
N k=1b
k=1
I V
V
=YV []111
1i i k k i k j j k
k
j I V y y V y I V y y V ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡
⎤⎡⎤
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥−⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=−=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥−−⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦
⎣⎦⎣
⎦⎣⎦
节点网络方程的另这一种形式。