电力系统的运行状态及相互转换关系
电力系统自动化试卷
一．填空题：1 。
发电机励磁系统主要由（励磁功率单元）和（励磁调节器）组成，前者按来源可分为（自励）、(他励)、（自并励)三种形式，后者正常运行时能够自动跟踪（发电机电压）的变化自动改变(励磁电流）。
2。
发电机通过升压变同无穷大系统相连，发电机的励磁方式为恒IL时，增大发电机无功出力，机端电压（减小）。
发电机的励磁方式为恒Q时，增大发电机励磁电流,机端电压（增大)。
发电机的励磁方式为恒Uf时,增大发电机无功出力，励磁电流（增大)。
4。
发电机调差特性一共分为3种，分别是(正调差特性），（负调差特性）,(无差特性)。
多台发电机并列运行时，发电机一般采用（正调差特性）。
5.电网监控与调度自动化系统的基本功能包括（变电站自动化），（配电网管理系统），（能量管理系统）。
6.励磁系统中全控型整流的计算公式为( ）.7.强励过程中一个重要的指标是（电压响应比），反应了（励磁机磁场建立速度的快慢）。
8。
pss的作用是使系统具有(正阻尼电力系统稳定器）。
二．选择题：（我只写了正确的选项)1。
pss的作用是：使系统具有正阻尼。
2。
无刷励磁系统是如何实现消除电刷的:主励磁机采用磁极静止、电枢旋转的结构。
3。
关于电网频率，下列说法正确的:（A）A.调节频率等同于调节发电机的转速B.电网在稳态运行时各部分的频率之间有一定的差异C.电网频率的变化原因主要是汽轮机出力在变化D。
增加发电机励磁电流可以改变系统频率4.电力系统调度采用的安全分析方法是：预想事故分析。
7.同步发电机准同期并列的理想条件是:待并发电机端电压的频率、幅值和相位等于同期点处系统电压.8.自动准同期装置中当频率差值非常接近于零时：此时应当保持当前状态不变，等待合闸时机。
9.直流励磁机系统不能用于100MW以上发电机组，为什么：直流励磁机系统容量不够。
10.自励式和他励式励磁机励磁系统的区别是：他励式有副励磁机。
11.两台合并运行的机组之间无功功率的增量按下列哪种规律分配：与机组的无功特性的调差系数成反比.12.具有自并励励磁系统的同步发电机灭磁方法是：利用可控硅整流桥的逆变工作方式来灭磁。
电力系统简介
二次回路的作用是对电气一次系统进行控制，测 量和计量、监视和保护，对于一次系统发生故障 时，根据故障时电气量的变化而切除故障的电气 设备，对一次系统不正常运行时，发出相应的信 号，让值班人员进行检查处理。 变电站的主要电气设备有电力变压器，断路器， 隔离开关，电压互感器，电流互感器，避雷器， 母线以及各种无功补偿装置等
L1 L2 L3 N PE
低压配电线路
低压配电线路是指经配电变压器，将高压10kV降低到 低压配电线路是指经配电变压器，将高压10kV降低到 10kV 380/220V等级的线路 等级的线路。 380/220V等级的线路。从配电室到用电设备的线路就属于 低压配电线路。配电变压器高压电源一般统一为10kV 10kV。 低压配电线路。配电变压器高压电源一般统一为10kV。
调度自动化系统
远动装置（ 远动装置（RTU）是电力系统计算机监控系统的基础。目前， ）是电力系统计算机监控系统的基础。目前， 世界上多数国家使用应答式RTU，日本则采用循环式 世界上多数国家使用应答式 ，日本则采用循环式RTU。 。
营销系统
(要电费)
电力系统
2002年国务院批准电力体制改革方案，实施厂 网分开，重组发电和电网企业。原国家电力公 司管理的资产按照发电和电网两类业务划分并 分别进行资产重组。 在电网方面，成立国家电网公司和南方电网公 司。由国家电网公司负责组建华北（含山东）、 东北（含内蒙古东部）、西北、华东（含福建） 和华中（含重庆、四川）五个区域电网有限责 任公司或股份有限公司。西藏电力企业由国家 电网公司代管。
电力网
电力系统中连接发电厂和用户的中间环节称为电力网， 电力系统中连接发电厂和用户的中间环节称为电力网，它 由各种电压等级的输配电线路和变电站组成。 由各种电压等级的输配电线路和变电站组成。电力网按其功 能可分为输电网和配电网。 能可分为输电网和配电网。 输电网是电力系统的主网，它是由35kV及以上的输电线 35kV及以上的输电线和 输电网是电力系统的主网，它是由35kV及以上的输电线和 变电站组成 配电网是由10kV 10kV及其以下的配电线路和配电变压器组成 配电网是由10kV及其以下的配电线路和配电变压器组成 就我国目前绝大多数电网来说，高压电网指：110KV， 就我国目前绝大多数电网来说，高压电网指：110KV， 220KV电网 超高压电网指330KV 500KV和750KV电网 电网； 330KV， 电网。 220KV电网；超高压电网指330KV，500KV和750KV电网。特 高压电网指的是以1000KV输电网为骨干网架， 1000KV输电网为骨干网架 高压电网指的是以1000KV输电网为骨干网架，超高压输电 网和高压输电网以及特高压直流输电（正负800KV），高 网和高压输电网以及特高压直流输电（正负800KV），高 800KV）， 压直流输电和配电网构成的现代化大电网。 压直流输电和配电网构成的现代化大电网。
电力系统正常及异常运行分别有哪几种状态？
电力系统正常及异常运行分别有哪几种状态？
答:电力系统正常及异常运行有五种状态: 正常运行状态、警戒状态、紧急状态、系统崩溃、恢复状态。
(1) 正常运行状态。
在正常运行状态下, 电力系统中总的有功和元功出力能与负荷总的有功和无功的需求达到平衡; 电力系统的频率和各母线电压在正常运行的允许范围内; 各电惊设备和输变电设备又均在额定范围内运行, 系统内的发电和输变电设备均有足够的备用容量。
此时, 系统不仅能以电压和频率质量均合格的电能满足负荷用电的需求, 而且还具有适当安全的储备, 能承受正常的扰动( 如断开一条线路或停止一台发电机) 所造成的有害的后果( 如设备过载等) 。
电网调度中心的任务就是使系统维持在正常运行状态。
对电力系统中每时每刻变化的负荷, 调节发电机的出力, 使之与负荷的需求相适应, 以保证电能的质量。
同时, 还应在保证安全的条件下, 实现电力系统的经济运行。
(2) 警戒状态。
电力系统受到灾难性扰动的机会不太多, 大量的情况是在正常状态下由于一系列不大的扰动的积累, 使电力系统总的安全水平逐渐降低, 以致进入警戒状态。
在警戒状态下, 虽然电压、频率等都在容许范围内。
但系统的安全储备系数大大减少了, 对于外界扰动的抵抗能力削弱了。
当发生一些不可预测的扰动或负荷增长到一定程度,就可能使电压、频率的偏差超过容许范围, 某些设备发生过载, 使系统的安全运行受到别胁。
电网调度自动化系统, 要随时监测系统的运行情况, 并通过静态安全分析、暂态安全分析等应用软件, 对系统的安全水平作出评价。
当发现系统处于警戒状态时, 及时向调度人员作出报告, 调度人员应及时采取预防性控制措施,。
正序-负序和零序
在电机负序控制中，主要关注的是三相电源的负序电压和 电流。通过控制电机的输入电压和电流的相位和幅值，可 以实现电机的负序启动、运行和停止。
电机零序控制
在电机零序控制中，主要关注的是三相电源的零序电压和 电流。通过控制电机的输入电压和电流的相位和幅值，可 以实现电机的零序启动、运行和停止。
行信号处理。
03
零序
零序的定义
零序的定义
01
在三相交流电系统中，如果三相的相电压或相电流的大小相等，
且相位相同，则该状态被称为零序。
零序的数学表示
02
在数学上，零序可以用向量表示，其大小等于其他两相的向量
和，方向与中性线相同。
零序的产生
03
在三相交流电系统中，当三相负载对称且三相电压或电流相等
时，就会产生零序。
正序的应用场景
正序的应用场景：正序主要应用于电力系统中的正常运行状态，如家庭用电、工业用电等。
在家庭用电中，我们通常使用的是单相交流电，而单相交流电本质上就是正序状电力供应，通常使用三相交流电，且为了保证电力系统的稳定运行，需要保持三相交流电的正序状态。 此外，在电力系统中的继电保护、同步发电机的运行等方面，也需要用到正序的概念。
在电气保护中的应用
正序保护
正序保护主要用于检测和切除三相电路中的正序故障，如相间短路等。通过比较三相电压 或电流的正序分量，可以判断是否存在正序故障，并采取相应的保护措施。
负序保护
负序保护主要用于检测和切除三相电路中的负序故障，如单相接地短路等。通过比较三相 电压或电流的负序分量，可以判断是否存在负序故障，并采取相应的保护措施。
负序无功补偿主要用于补偿三相电路 中的负序无功功率。通过在三相电路 中分别补偿负序无功功率，可以提高 电路的功率因数，减小线路损耗。
电力系统的运行常用运行状态
安全状态 指电力系统的频率、各点的电压、各元件的负荷均处于规定的允许值范围，并且，当系统由于负荷变动或出现故障而引起扰动时，仍不致脱离正常运行状态。由于电能的发、输、用在任何瞬间都必须保证平衡，而用电负荷又是随时变化的，因此，安全状态实际上是一种动态平衡，必须通过正常的调整控制（包括频率和电压──即有功和无功调整）才能得以保持。
电力系统的运行常用运行状态来描述，主要分为正常状态和异常状态。正常状态又分为安全状态和警戒状态，异常状态又分为紧急状态和恢复状态。电力系统运行包括了所有这些状态及其相互间的转移(图3)。
各种运行状态之间的转移，需通过控制手段来实现，如预防性ห้องสมุดไป่ตู้制，校正控制和稳定控制，紧急控制，恢复控制等。这些统称为安全控制。
警戒状态 指系统整体仍处于安全规定的范围，但个别元件或局部网络的运行参数已临近安全范围的阈值。一旦发生扰动，就会使系统脱离正常状态而进入紧急状态。处于警戒状态时，应采取预防控制措施使之返回安全状态。
编辑本段
紧急状态
指正常状态的电力系统受到扰动后，一些快速的保护和控制已经起作用，但系统中某些枢纽点的电压仍偏移，超过了允许范围；或某些元件的负荷超过了安全限制，使系统处于危机状况。紧急状态下的电力系统，应尽快采用各种校正控制和稳定控制措施，使系统恢复到正常状态。如果无效，就应按照对用户影响最小的原则，采取紧急控制措施，使系统进入恢复状态。这类措施包括使系统解列（即整个系统分解为若干局部系统，其中某些局部系统不能正常供电）和切除部分负荷（此时系统尚未解列，但不能满足全部负荷要求，只得去掉部分负荷）。在这种情况下再采取恢复控制措施，使系统返回正常运行状态。
电力系统
最高电压等级——是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压。
系统的运行指组成系统的所有环节都处于执行其功能的状态。系统运行中，由于电力负荷的随机变化以及外界的各种干扰（如雷击等）会影响电力系统的稳定，导致系统电压与频率的波动，从而影响系统电能的质量，严重时会造成电压崩溃或频率崩溃。系统运行分为正常运行状态与异常运行状态。其中，正常状态又分为安全状态和警戒状态；异常状态又分为紧急状态和恢复状态。电力系统运行包括了所有这些状态及其相互间的转移。各种运行状态之间的转移需通过不同控制手段来实现。
系统构成与运行 电力系统的主体结构有电源、电力网络和负荷中心。电源指各类发电厂、站，它将一次能源转换成电能；电力网络由电源的升压变电所、输电线路、负荷中心变电所、配电线路等构成。它的功能是将电源发出的电能升压到一定等级后输送到负荷中心变电所，再降压至一定等级后，经配电线路与用户相联。电力系统中网络结点千百个交织密布，有功潮流、无功潮流、高次谐波、负序电流等以光速在全系统范围传播。它既能输送大量电能，创造巨大财富，也能在瞬间造成重大的灾难性事故。为保证系统安全、稳定、经济地运行，必须在不同层次上依不同要求配置各类自动控制装置与通信系统，组成信息与控制子系统。它成为实现电力系统信息传递的神经网络，使电力系统具有可观测性与可控性，从而保证电能生产与消费过程的正常进行以及事故状态下的紧急处理。
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输电线路优化运行
总结词
输电线路是电力系统的重要组成部分，其优化运行对于提高电力系统的可靠性和经济性具有重要意义 。
详细描述
输电线路优化运行主要涉及对线路的路径选择、载荷分配、无功补偿等方面的优化，通过合理的规划 和管理，降低线路损耗，提高线路的输送效率和稳定性，确保电力系统的安全可靠运行。
分布式电源接入与控制
分布参数线路模型考虑线路的电感和 电容在空间上的分布，用于精确分析 长距离输电线路。
行波线路模型
行波线路模型用于描述行波在输电线 路中的传播特性，常用于雷电波分析 和继电保护。
负荷模型
负荷模型概述
静态负荷模型
负荷是电力系统中的重要组成部分，其模 型用于描述负荷的电气特性和运行特性。
静态负荷模型不考虑负荷随时间变化的情 况，只考虑负荷的恒定阻抗和电流。
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• 电力系统概述 • 电力系统元件模型 • 电力系统稳态分析 • 电力系统暂态分析 • 电力系统优化与控制 • 电力系统保护与安全自动装置
01
电力系统概述
电力系统的定义与组成
总结词
电力系统的定义、组成和功能
详细描述
电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的，其功能是将一次能源转 换为电能，并通过输配电网络向用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
无功功率平衡的分析通常需要考虑系统的无功损耗、无功补偿装置的容 量和响应速度等因素。
有功功率平衡
有功功率平衡是电力系统稳态分析的 核心内容，用于确保系统中的有功电 源和有功负荷之间的平衡。
有功功率平衡的分析通常需要考虑系 统的有功损耗、有功电源的出力和负 荷的特性等因素。
有功功率不平衡会导致系统频率波动， 影响电力系统的稳定运行。因此，需 要合理配置有功电源和调节装置，以 维持系统的有功平衡。
考博必看--电力系统分析上册(诸骏伟)-课程总结
第一章能量管理系统1.EMS的含义和作用1).EMS 是以计算机为基础的现代电力系统的综合自动化系统，是预测、计划、控制和培训的工具。
2).EMS 主要针对发电和输电系统，用于大区级电网和省级电网的调度中心。
3).EMS 涉及计算机硬软件的各个方面。
它最终是通过EMS 应用软件来实现对电力系统的监视、控制和管理。
2.EMS的主要内容数据收集级(SCADA) ,能量管理级(GMS&OPS) 包括实时发电控制,系统负荷预测,发电计划（火电调度计划）,机组经济组合,水电计划（水火电协调计划）,交换功率计划,燃料调度计划,机组检修计划. 网络分析级(NAS)包括实时网络状态分析,网络结线分析,母线负荷预测,潮流,网络等值,网络状态监视,预想故障分析,安全约束调度,无功优化,最优潮流,短路电流计算,电压稳定分析,暂态分析.培训模拟级。
3.现有EMS存在的问题1).EMS已得到了广泛的应用，但目前只停留在分布式独立计算分析阶段，多数高级应用软件都需要人工调用，然后由调度员进行综合决策。
2).在电网事故状态下，没有良好的事故分析、定位和恢复手段.3)电力改革使得情况更加复杂。
4.EMS的发展趋势针对现有的EMS存在的问题，需加入决策系统，增强、扩充了网络分析功能，未来向着调度机器人的方向发展。
第二章电力系统潮流计算1.潮流计算的定义2.各种潮流计算的模型和算法的特点、适用范围以及相互之间的区别和联系。
(一) 高斯——塞德尔迭代法该算法具有存储量小，程序设计简单的优点。
但收敛速度慢，阶梯式逼近时台阶的高度越来越小，以至于迭代次数过多。
算法特点：1）在系统病态的情况下（重负荷节点负电抗支路较长辐射型线路长短线路接在同一节点上，且长短线路的比值很大），收敛困难。
计算速度缓慢每次迭代速度很快，但由于结构松散耦合，节点间相互影响太小，造成迭代次数增加，收敛缓慢。
2）程序编制简便灵活(二)、牛顿——拉夫逊迭代法（N_L）算法特点1）平方收敛，开始时收敛比较慢，在几次迭代后，收敛得非常快，其迭代次数和系统的规模关系不大，如果程序设计良好，每次迭代的计算量仅与节点数成正比。
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电力系统的运行状态与控制方法
专业：电气工程及其自动化
班级：电气四班
姓名：孔令
学号：1204010411
【摘要】简要介绍了电力系统运行的几种状态及其控制，阐述了提高系统稳定性的基本措施。
【关键词】电力系统的运行状态；安全控制；措施
【Abstracts】This paper briefly introduces the several state of power system operation and control, this paper expounds the basic measures to improve system stability. With the continuous development of social and economic progress, electricity has become the essential resource in our life, the power system operation and control of the real life has the vital significance to the society. In this paper the author analyses the common operation state of power system is introduced, and the control method has carried on the detailed elaboration, main purpose is to through the study of this article, for the electric power
enterprise to improve the stability of the system is running in order to provide the beneficial reference.
【Keywords】The operation of the power system state; Security control; measures
一、电力系统的运行状态
从宏观上讲，电力系统的运行状态可分为正常状态和非正常状态。
为了调度控制电力系统，需要将电力系统的运行状态进行分类，以便说明在不同运行状态时应如何对电力系统实行控制。
目前，电力系统运行状态尚没有严格定义，理论上将电力系统的运行状态大体分为两种，但是针对不同的电力系统在不同的条件下具体的运行状态却没有具体的划分标准，所以目前对电力系统运行状态的管理和控制也缺乏针对性，对电力系统的运行状态进行具体明确的划分是当前亟待解决的问题。
根据对实践的总结，电力系统的运行状态可以分为以下几类：正常状态，警戒状态，紧急状态，崩溃状态以及恢复状态。
二、电力系统运行状态和控制分析
（一）正常状态及控制措施
对电力系统的认识需要从整体上把握，电力系统是由发动机、变压器和其他用电设备组成的，集发电、输电和用电功能于一体的系统。
电力系统的负荷是随着用户的用电量不断变化的，而提供高质量的用电保证是电力企业的重要目标和工作内容，这就需要满足电力系统发电机的有功率和无功率根据电负荷的变化作出安全范围内的变化。
实现这一目的需要电气设备能够正常的运行，满足各种情况变化所需，保证各个设备的发动机能够在同一频率下同时运行。
实践中为了使电力系统在正常的干扰下不产生设备的超负荷运
转，防止电压的偏差在正常的范围内，需要采取相应的调节手段，在需要运行状态过渡变化时，通过调节旋转备用或者紧急备用来完成。
保证电力系统的正常运行状态是提供安全可靠用电的保障，也是经济效益的关键。
（二）非正常状态及控制措施
上文提到对电力系统运行状态的分类除了正常状态还包括警戒状态，紧急状态，崩溃状态以及恢复状态，这些都属于非正常状态的种类，以下笔者对其进行具体的分析。
第一，警戒状态及控制措施。
警戒状态的出现的针对电力系统出现超负荷运转、发电机组出现突发故障难以保证正常的运行以及出现的严重情况包括停机，还有就是电力系统的运行环境发生变化，造成客观的电力运行设备的容量减小，外在的干扰使得电力系统难以正常运行。
警戒状态下电力系统的运行是不安全的，对此需要采取相应的调整措施，对发电机的负荷进行调整性控制，暂时排除经济利益的因素，以安全的电力系统运行为首要目标。
第二，紧急状态及控制措施。
紧急状态是从警戒状态和正常状态转化而来的，紧急状态下的发生的故障一般较为重大，例如：有时跳开大容量发动机，使得电力系统现严重的有功率和无功率不平衡；或者发电机同步运行出现问题，电力系统的紧急问题得不到及时有效的解决；或者紧急情况得不到及时有效的处理就会引发运行失衡，发电机组就会产生不同频率的运行，这对电力安全是一项极为严重的威胁，严重的会引发大范围供电的中断。
除此之外，还有诸多的故障表现，以及自然灾害和天气造成的电力系统的运行进入紧急状态。
紧急状态是一种危险的运行现象，需要采取及时有效的继电保护措施进行控制处理，使电力系统尽快的恢复安全稳定状态，避免事故
的发生。
第三，崩溃状态及控制措施。
崩溃状态主要是针对紧急状态下难以采取及时有效的控制措施，而为了使电力系统进一步扩大不良影响，调度工作人员采取控制措施，将并联的系统裂解成几部分，这样的操作就会使电力系统进入到崩溃状态。
在进行裂解措施后，裂解后的几个部分系统都存在着功率的不足，所以个裂解部分都是出于超负荷运转的状态，进入到崩溃系统就是为了保证一些重要的部分系统正常运转，确保正常的发电，避免整个电力系统出现瓦解。
第四，恢复状态及控制措施。
针对出现的问题，相关调度工作人员需要采取继电保护等措施进行及时有效的控制和调度，防止事故发生和恶劣影响的扩大，在电力系统进入崩溃状态后就需要采取相应的控制措施以恢复电力系统的正常运行。
恢复状态需要调度人员读之前裂解的发电机组进行并列，逐渐恢复对用户的正常供电。
恢复状态的控制需要根据发生故障的具体情况，采用逐步的渐进措施来恢复正常运行状态。
电力系统的安全控制主要是针对各类非正常状态进行调整控制，以尽快的使电力系统回归正常状态，调度工作人员要对电力系统的运行有科学的计划并应用计算机控制系统对电力系统的运行进行相关信息的收集和处理，对电力系统的运行进行实时的监控和调整，保持电力系统的正常状态。
根据总结电力系统的安全控制按照功能划分，可以大体分为三类，第一，提高电力系统稳定运行的措施，包括快速励磁、电气制动、串联补偿等；第二是维持电力系统频率的措施，包括低频自启动、低频降电压、高频切机等等；第三，预防线路超负荷运转的措施，包括过负荷切电源等。
三、相互转换关系
四、结语
我国的经济发展速度在不断加快，发展规模也在不断扩大，向广大的生产和生活用户提供稳定、安全、可靠的供电是一项重要任务。
电力系统在运行中会出现各类运行状态，影响正常的供电稳定和安全，所以电力系统的运行状态具有显著的时变性，非正常状态会对电网安全造成不良影响，所以不断总结电力系统运行的经验，对各类故障进行分析总结，制定出对各类故障的解决方案。
针对电力系统运行中出现的各类故障，要进行及时有效的控制，才能防止故障出现消极影响的范围扩大。
参考文献
[1]袁季修.试论防止电力系统大面积停电的紧急控制——电力系统安全稳定运行的第三道防线[J].电网技术，2009，（04）.
[2]张保会.加强继电保护与紧急控制系统的研究提高互联电网安全防御能力[J].中国电机工程学报，2004，（07）.。