电力系统分析基础
电力系统分析基础课程设计
电力系统分析基础课程设计
1. 课程背景
电力系统是现代工业社会的基石，其安全、稳定、高效运行对保障国家能源安全和正常的社会经济运转至关重要。
因此，加强电力系统分析人才培养，提高电力系统的运行可靠性和经济性，是电力行业发展的必须要做的重要任务。
电力系统分析基础课程是培养电力系统分析人才的重要课程，是电力系统分析的基础和前置课程。
本课程的目的是培养学生对电力系统的基本原理、基本运行方式、基本控制和保护方法、基本稳定分析的掌握，为进一步深入学习电力系统分析理论和电力系统运行和控制技术打下基础。
2. 课程内容
本课程的主要内容包括以下几个方面：
2.1 基本理论和基本模型
•电力系统组成和基本参数
•电力系统分布特性
•电力系统的拓扑结构和拓扑等效
•电力系统基本方程和模型
2.2 基本运行方式和基本控制、保护方法
•电力系统基本运行方式: 稳态运行、暂态运行、动态运行。
电力系统分析基础知识点总结
一．填空题1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。
2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。
“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定电压的（数值）的差。
3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。
4、标么值是指（有名值 /实际值）和（基准值）的比值。
5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。
6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。
7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。
8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。
9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。
10、电力系统的调压措施有（改变发电机端电压）、（改变变压器变比）、（借并联补偿设备调压）、（改变输电线路参数）。
11、某变压器铭牌上标么电压为220±2*2.5%，他共有（5）个接头，各分接头电压分别为（220KV）（214.5KV）（209KV）（225.5KV）（231KV）。
二：思考题1.电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2）答:电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。
电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。
动力系统：电力系统和动力部分的总和。
2.电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5）答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。
《电力系统分析》课件
频率调整的方法与策略
频率调整的方法
电力系统频率的调整可以通过改变发电机的出力、投切负荷、投切发电机组等方法实现。
频率调整的策略
频率调整的策略包括基于频率偏差的调整、基于负荷预测的调整、基于经济性的调整等。 这些策略各有优缺点，应根据电力系统的实际情况选择合适的策略。
频率调整的自动化
为了实现快速、准确的频率调整，需要建立自动化的频率调整系统。该系统可以根据实时 监测到的频率值，自动调整发电机的出力或投切负荷，以维持频率稳定。
电力系统的组成
电源
包括发电厂、小型发电装置等，负责将各种 一次能源转换为电能。
负荷
各种用电设备，消耗电能并转换为其他形式 的能量。
电网由各种电压等级的输电线路和电线路组成 的网络，负责传输和分配电能。
电力系统的运行和管理
通过调度中心等机构对电力系统的运行进行 管理和控制。
电力系统的基本参数
电压
事故状态
发生重大事故导致电力系 统严重受损，无法满足正 常需求。
电力系统的运行状态
01
02
03
正常运行状态
电力系统在正常条件下运 行，满足负荷需求，各项 参数在规定范围内。
异常运行状态
由于某些原因导致电力系 统部分设备异常运行，但 仍能满足基本需求。
事故状态
发生重大事故导致电力系 统严重受损，无法满足正 常需求。
04
电力系统无功功率平衡与 电压调整
04
电力系统无功功率平衡与 电压调整
电力系统无功功率平衡
无功功率平衡的概念
无功功率平衡是电力系统稳定运行的重要条件，它确保了系统中 的无功电源和无功负荷之间的平衡。
无功功率不平衡的影响
无功功率不平衡会导致电压波动、系统稳定性降低、设备过热等问 题，影响电力系统的正常运行。
电力系统分析基础简答与计算题集
电力系统分析基础简答与计算题集1. 电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2）答: 电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。
电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。
动力系统：电力系统和动力部分的总和。
2. 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别（p4-5）答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。
但难以表示各主要电机电器间的联系。
电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。
但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。
3. 电力系统运行的特点和要求是什么？（p5）答：特点：（1）电能与国民经济各部门联系密切。
（2）电能不能大量储存。
(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。
（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。
（5）对电能质量的要求颇为严格。
要求：（1）保证可靠的持续供电。
（2）保证良好的电能质量。
（3）保证系统运行的经济性。
4. 电网互联的优缺点是什么？（p7）答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。
同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。
联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组。
5. 我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？（p8-9）答：额定电压等级有（kV）：3、6、10、20、35、60、110、154、220、330、500、750、1000平均额定电压有（kV）：3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525系统各元件的额定电压如何确定：发电机母线比额定电压高5%。
电力系统分析基础(1)1350
《电力系统分析基础（1）》复习资料一、多项选择题1．电力系统中的无功电源有：①②④⑤①静电电容器② 同步发电机③电抗器④静止补偿器⑤同步调相机2．电力系统中消耗感性无功功率的元件有：②④⑤①白织灯② 异步电动机③电容器④变压器⑤输电线路3．调整用户端电压的主要措施有：①③④⑤①改变变压器的变比②改变有功功率③改变发电机机端电压④改变线路参数⑤改变无功功率分布4．电力系统的备用容量按其作用可分为：①③④⑤①负荷备用② 旋转备用③事故备用④国民经济备用⑤检修备用5.一台连接10kV和110kV电网的降压变压器，其高压侧的额定电压为：③①110kV ②115kV ③121kV ④124kV6.短路冲击电流是指：②①短路电流的有效值②短路电流最大可能电流的瞬时值③短路电流的瞬时值④短路电流的平均值7.两相短路的复合序网为：②①正、负、零序电网串联②正、负、零序电网并联③正、负序电网串联④正、负序电网并联8.功角δ的物理意义为：①②①作为电磁参数代表发电机q轴电势之间的夹角②作为继续参数代表发电机转子之间的相对位置③各发电机机端电压之间的夹角二、判断题1.同步发电机是电力系统中唯一的有功电源。
（×）2.逆调压是大负荷时升高电压，小负荷时降低电压的调压方式。
（√）3.调频厂增加出力时将使系统频率下降。
（×）4.输电线路首末两端电压的相量差称为电压损耗。
（×）5.输电线路的零序阻抗等于正序阻抗。
（×）6.电力系统的一次调频可以实现无差调节。
（×）7.电容器提供的有功功率与其端电压的平方成正比。
（×）8.负荷率是最小负荷与最大负荷之比。
（×）9.提高输电电压将提高系统输送功率的极限。
（√）10.按等微增率准则分配负荷将使系统的燃料消耗最少。
（√）11.采用自动重合闸将使最大可能的减速面积减小。
（×）12.电力系统一般采用火电厂作为主调频厂。
电力系统分析(完整版)PPT课件
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。
电力系统分析(完整版)ppt 课件
• 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。
电力系统分析基础课件
§1.1 电力系统的基本概念
三、我国电力工业和电力系统的发展史
1、基本发展史 • 1882年，英国人成立上海光电公司，中国第一个发电厂，一台12kW直流发电机 • 1911年，杨树浦发电厂动工，1913年开始发电，到1924年，共有12台发电机， 装机121MW。 • 1954年，中国自行设计施工的第一条220kV输电线路（369km）建成，从丰满水 电站输送电能到虎石台变电所。这是中国输电线路建设史上的一个里程碑。
析
涉及功率、功角—导致系统振荡、稳定性破坏、异步运行
静稳
暂稳
如何学习这门课程
1、先修课程：电路，电机学 2、听课为主，自学为辅 3、看书2～3遍 4、及时、独立的完成作业 5、理解基本概念，不要死记硬背 6、多翻阅电网技术、电力系统自动化等期刊，
了解新概念，专业领域的成果和分析。
课程介绍
1.传统的课程划分
简单电力网稳态分析与计算—功率流动、
手工潮流计算
（8学时）
第一章 电力系统的基本概念
1、电力系统的概念和组成 2、对电力系统运行的基本要求 3、电力系统的电压等级 4、电力系统的接线方式和中性点接地 5、电力系统的负荷
课程介绍
电 力
电力系统的基本知识和等值网络
系
统 电力系统正常运行状况的分析和计算
稳
§1.1 电力系统的基本概念
• 1972年，第一条330kV超高压输电线路建成，从刘家峡水电站至汉中，全长534 公里。随后330kV线路延伸到陕甘宁青4个省区，形成西北跨省联合电网 。
•1981年，第一条500千伏超高压输电线路投入运行，从河南平顶山姚孟火电厂到 湖北武昌凤凰山变电所，使中国成为世界上第8个拥有500千伏超高压输电的国家。
(答案)电力系统分析基础试卷
一、填空题（10分，每题2分） 1. 无功功率的单位是（MVar ），有功功率的单位是（MW ）。
2. 20万千瓦=(200 ) MW ，220kV=（22 ）万伏。
3. 变压器短路损耗单位为kW 、额定容量单位为MV A 、额定电压单位为kV 表示时变压器的电阻T R =（221000k N NP U S ）Ω。
4. 输电效率%=（21100P P ⨯）。
5. 电力系统一次调频由（调速器）动作实现，二次调频由（调频器）动作实现。
二、简答题（30分，每小题5分）1. 我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？2. 架空输电线路为什么要进行换位，画出一个整循环的换位图？ 答：使三相参数平衡，避免由于参数不平衡称引起不对称电流。
3. 在复杂电力系统潮流的计算机算法中，节点被分为几种类型，已知量和未知量各是什么？ 答：分三种类型（1）PQ 节点：已知Pi,Qi ，求,ei, fi （ Ui, δi, ），如负荷节点（或发固定功率的发电机节点），数量最多；（2）PV 节点：已知Pi, Ui ，求, Qi, δi, ，对电压有严格要求的节点，如电压中枢点；（3）平衡节点：已知Ui ， δi,，求, Pi, Qi, ，只设一个。
4. 电力系统的调压措施有哪些？ 答：（1）借改变发电机端电压调压；（2）借改变变压器变比调压； （3）借改变系统参数调压；（4）借改变系统无功分布调压。
5. 什么是短路冲击电流？产生冲击电流的条件有哪些？ 答：短路冲击电流指短路后出现的最大电流瞬时值。
产生条件：（1）短路前为空载（2）短路回路为纯L 电路（3）短路瞬间0U =即0o α=或180o α=6. 哪些种类的短路故障会产生零序电流？零序电流和直流电流有何区别？ 答：单相接地短路和两相短路故障会产生零序电流。
零序电流三相大小幅值相等，相位相同，但是是正弦交流量，而非直流量。
三、（10分）系统接线如图所示, 当 f 1 、f 2点分别发生不对称接地短路故障时, 试作出相应的零序等值电路。
- 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)。
? P1' ? jQ1'
3) 阻抗支路中损耗的功率
?
~ Sz
?
3????
S~1' 3U?1
????????
S~1' 3U?1
?????
Z
?
????US11'
????2
Z
? ? ? P1'2 ? Q1'2
U12
R? jX
?
P1' 2 ? Q1'2 U12
R?
j
P1'2 ? Q1' 2 U12
X
? ? PZ ? j? QZ
2
第三章 简单电力网络的计算和分析
1. 电力线路和变压器的运行状况的计算和 分析
2. 简单电力网络的潮流分布 3. 电力网络潮流的调整控制
3
预备知识
负荷的表示
?
S??
?
U? ?
*
I?
U? ?
?
U ej? ?
I??
?
I ej? ?
?
S??
?
U?
I ej( ? ?? ) ?
?
U I ej? ??
?
U? I ? cos ?
? ? kmy ? W /
8760Pmax
?
P T max max 8760Pmax
?
T max
8760
3) 、年负荷损耗率：全年电能损耗除以最大负荷时的功 率损耗与8760h 的乘积，即：
kay ? ? Wz /（8760? Pma）x
11
4)、线路年负荷损耗率与年负荷率的近似关系
kay ? Kkmy ? ( 1 ? K )km2y
用变压器的 ?型电路 1) 功率
A、变压器阻抗支路中损耗的功率
S~1
S~1?
?
~ S ZT
?
????
S
' 2
U2
????2 ZT
? ? ?
?? ??
P2' 2 ? Q2' 2
U
2 2
?? ??
RT
?
jXT
Y U?1 ? S~yT
T
?
P2' 2 ? Q2' 2
U
2 2
RT
?
j
P2' 2
?
Q
' 2
2
U
2 2
4) 阻抗支路末端功率
? ? ? ? S~2'
?
S~1'
?
?
~ SZ
?
P1' ? jQ1' ?
? PZ ? j? QZ
? P2' ? jQ2'
6
5) 末端导纳支路的功率
? S~ y 2
?
?? Y ?2
U? 2
??* ?
U?2
?
1 2
GU
2 2
?
1 2
jBU
2 2
?
? P y2
?
j? Q y2
6) 末端功率
?
~ Sy
?
?
j?
Qy
（b）发电厂变压器
22
ex : 某220kV单回架空电力线路，长 度为200km ，导线单位长度的参数 为
r1＝0.108 Ω km
，x1
?
0.42 Ω km
，b1
?
2.66 ?
10? 6
S km
。已知其始端输入功率
为
(120 ? j50)MV.A ，始端电压为 240kV，求末端电压及功率， 并作出相量图。
? ? ? ? ~
S2
?
S~2'
?
?
~ SY
2
?
P2' ? jQ2'
?
? Py2 ? j? Qy2
? P2 ? jQ2
2、电力线路电压的计算
电压降落 dU&? U&1 ? U&2
? ? U?2
?
U?1
?
????
S~1' U?1
????*
Z
?
U?1 ?
P1' ? jQ1'
?
U1
R ? jX
令：U?1 ? U1? 00
若负载为纯有功负荷，同理可分析。
?U ? P2R ?U ? P2X ? ? tg?1 ?U ? tg?1 X ? 900 ? ? ? 定值
U2
U2
?U
R
若负载既有有功，又有无功负荷，同理可分析。
?UP
?
P2R U2
?UP
?
P2X U2
?UQ
?
Q2X U2
?UQ
?
?
Q2R U2
16
将上图逆时针旋转α角，使PP、QQ线分别与纵轴、横轴重合。由于电
4) 根据制造厂提供的试验数据计算其功率损耗
? PZT
?
?
PKU
2 N
S2'2
1000
U
2 2
S
2 N
, ? QZT
?
U
K
%U
2 N
S2'2
100
U
2 2
S
N
(还可对应下标为
1)
? PYT
?
?
P0U
2 1
1000
U
2 N
, ? QYT
?
I
0
%
S
N
U
2 1
100
U
2 N
20
进一步简化：U1 ? U2 ? UN , S1 ? S1' ,S2 ? S2'
K为经验数值。一般取K=0.1～0.4，kmy较低时取较小数值。 5) 、计算过程：
Tmax ? kmy ? kay
最大负荷的潮流计算 ? Pmax
? ? ?
?
?W ?W ?
8760
kay ? Pmax
12
方法二：最大负荷损耗时间法 1) 、最大负荷损耗时间：全年电能损耗除以最大功率损耗，
即：
? max ? ? W z / ? Pmax
?????
U?1 3
?
(Y 2
U?1
) ? U?1
U?1
?
~ SY1
Y/2
Z Y/2
?S~Y2 U?2
?
1 2
G U?12
?
1 2
jB
U?
2 1
? ? Py1 ? j? Q y1
5
2) 阻抗支路首端功率
? ? ? ? S~1'
?
~ S1
?
?
~ S y1
?
P1 ? jQ1
? ? Py1 ? j? Q y1
?
????U1 ?
P1'
R? U
Q1'
1
X
????
?
j????
P1'
X ? Q1' U1
R
????
?
?U1 ?
? U ??
j?U
7
其幅值为：
U 2 ? ?U 1 ? ? U ?2 ? ??U ?2
相角为：
? ? tg ? 1 ? ?U
U1 ? ?U
简化为：
U2
?
?U 1
?
?U
??
?? U ?2
2U 1
2) 、计算过程：
Tmax,cos? ? ?max
? Wz ? ? Pmax ? ? max
13
6、电能经济指标
1) 、输电效率：指线路末端输出有功功率与线路始端输 入有功功率的比值，以百分数表示：
输电效率 % ? P2 ? 100% P1
2) 、线损率或网损率：线路上损耗的电能与线路始端输 入的电能的比值
?U'
?
P2'R ? Q2' X U2
,?U ??
P2'X ? Q2' R U2
? ? ? ? U1 ?
U2 ? ? U'
2
?
?U '
2 ,?
?
tg?
1
U
?U ' 2? ?U
'
4、电压质量指标 1) 、电压降落：指线路始末两端电压的相量差。为相量。
2) 、电压损耗：指线路始末两端电压的数值差。为数值。 标量以百分值表示：
?
j U? I ? sin ?
? P? ? jQ?
? S? ? 3S?? ? 3 U I cos ? ? j 3 U I sin ? ? P ? jQ
负荷一般以功率表示：单位 P（kw）、 Q（kvar ）、S（kva）
? ? S ? P 2 ? Q 2 4
§3.1电力线路和变压器运行状况的计算和分析
电压损耗
%
?
U1 ? U2 UN
?
100％
9
3)、电压偏移：指线路始端或末端电压与线路额定电压的 数值差。为数值。标量以百分值表示：
始端电压偏移
%
?
U1 ?UN UN
?
100％
末端电压偏移
%
?
U2 ? UN UN
? 100％
4）、电压调整：指线路末端空载与负载时电压的数值差。 为数值。标量以百分值表示：
XT
? ? PZT ? j? QZT
S~2? ?
~ S2
ZT
U?2
18
B、变压器励磁支路损耗的功率