电力系统分析理论总结ppt课件

1、总 结一、根本概念二、元件参数和等值电路三、电压和功率分布的计算四、频率调整和电压调整五、三相短路的分析计算六、不对称缺点的分析计算七、电力系统稳定性分析v额定电压和额定频率v电气设备的额定电压v发电机v线路v变压器一. 根本概念二. 元件参数和等值电路v架空输电线路的等值电路架空输电线路的等值电路v变压器的等值电路及参数计算变压器的等值电路及参数计算v电力系统的稳态等值电路电力系统的稳态等值电路v (标幺值的等值电路，标幺值的等值电路，v 平均额定电压平均额定电压)22*2(*)( BBnnNBBBVSSVXVSXX）（有名值）例2-787. 05 .10100305 .1026. 0222

2、) 1 ()(2)(*)(*)(1BBNGNGNGBGVSSVXXX33. 05 .101005 .315 .101005 .101002222) 1 ()( 12) 1(%*)( 12BBNTNTSBTVSSVVXX22. 0121100804 . 022)(*)(3BBLBLVSXXX例2-8v发电机和变压器的电抗：nBNavBnavNBBnnNBSSXVSSVXVSSVXX*22*22*)( ）（）（）（三. 电压和功率分布的计算v网络元件的电压降落和功率损耗v开式网络的电压和功率分布v闭式网络的电压和功率分布v多级电压环网的功率分布 v电力网的电能损耗例题3-4，习题3-8网络元件的电

3、压降落和功率损耗22222222P RQ XVVP XQ RVV(3-8)功率损耗)(22jXRIS)()(222jXRVS21211BVQBNSIjPQjPS100%00000开式网络的电压和功率分布1用VN求得各点的运算负荷2从末段线路开场，用VN依次计算各段线路的功率损耗3用VA和已求得的功率分布，从A点开场逐段计算电压降落，求得Vb和 Vc Vd闭式网络的电压和功率分布SSZVVVZSZSSSZVVVZSZSCLDNAAkiiCLDNAAkiiii*1*2*1*2*1*1*)()(均一网RRQRRPRRSSRRQRRPRRSRXRRXRSSkiiikiiikiiikiiikiiikii

4、ikiiiiijjjj1111111)1 ()1 (各段线路的单位阻抗相等llQllPllSSllQllPllSlZlZSSkiiikiiikiiikiiikiiikiiikiiijj1111110*10*多级电压环网的功率分布v循环功率的产生循环功率的产生21kk SSTT21+SCSLDT1SLDT2v环路电势和循环功率的计算环路电势和循环功率的计算2121)1 ()1 (122122TTNLTTNHcZZkkVZZkkVS电力网的电能损耗v最大负荷损耗时间法最大负荷损耗时间法maxPATPPA0max四、频率调整和电压调整v电力系统的频率特性 v电力系统的频率调整v电力系统有功功率的最优

5、分配v无功平衡与电压程度的关系v电压调整的根本概念v电压调整的方法和手段电力系统的频率特性v负荷的频率调理效应系数呼应系数fPtgKDDv机组的单位调理功率 (功频静特性系数)fPKGG1fPKGG1NGNGGfPKKPfPPffGNN电力系统的频率特性v频率的一次调整频率的一次调整v频率的二次调整频率的二次调整fPKKkKDDGr0系统单位系统单位调理功率调理功率互联络统的频率调整KPPKKPPPPfGDBAGBGADBDA)()(BAGADABGBDBAABKKPPKPPKP)()(电力系统有功功率的最优分配v发电机组的耗量特性发电机组的耗量特性 v等耗量微增率准那么等耗量微增率准那么电压

6、调整的根本概念v中枢点的三种调压方式v逆调压v顺调压v常调压2121/ )(/ )(kVQXPRkVkVkVVNGGi(3)无功补偿,改动无功分布Q v调压措施(4)改动线路参数 X(2)变压器调压,选择变比21,kk(1)发电机调压,调理励磁VG 2121/ )(/ )(kVQXPRkVkVkVVNGGb电压调整的方法和手段v变压器分接头的选择v 例 5-2 , 例 5-3v利用无功补偿调压(例 5-6)v补偿设备为静电电容器v补偿设备为同步伐相机v串并联补偿的比较五、三相短路的分析计算v同步发电机根本方程及其三相短路v三相短路的根本概念v电力系统三相短路的适用计算同步发电机根本方程及其三相

7、短路v派克变换的物理意义派克变换的物理意义v发电机根本方程发电机根本方程v发电机暂态和次暂态电势发电机暂态和次暂态电势,电抗的定义电抗的定义及计算方法及计算方法v 三相短路的根本概念v短路冲击电流：短路电流的最大能够瞬时值短路冲击电流：短路电流的最大能够瞬时值pmaapmpmimITTIIi)/01. 0exp(1 )/01. 0exp(pmimIkv短路电流的最大有效值：222) 1(pimpimIkII2) 1(21impkIv短路功率短路容量：短路功率短路容量：BtBBtavttavtIIIVIVSIVS333*标幺值：*I电力系统三相短路的适用计算v起始次暂态电流和冲击电流的适用计算起

8、始次暂态电流和冲击电流的适用计算v短路电流计算曲线的运用短路电流计算曲线的运用起始次暂态电流和冲击电流的计算(1) 选取基准, 计算各元件标幺值,得出等值网络(2) 进展网络化简(3) 计算短路点的起始次暂态电流(4) 计算负荷点的剩余电压(5) 计算短路点的冲击电流 例 7-3短路电流计算曲线的运用1绘制等值网络2网络的等值3求各等值机对短路点的转移电抗4求各等值机对短路点的计算电抗5由Xjsi查表得指定时辰短路周期电流6无限大电源提供的短路电流7计算短路周期电流的有名值 六、不对称缺点的分析计算v对称分量法v电力系统的各序网络v简单不对称短路的分析计算v不对称短路时网络中电流和电压的计算电

9、力系统的各序网络v零序网络v变压器的零序等值电路简单不对称短路的分析计算v单相接地短路v两相短路 复合序网, 相量图v两相接地短路v正序等效定那么)()(1)(1nnaXXjEI表表8-2例例 8-2，8-3不对称短路时网络中电流和电压的计算Y/-11衔接的变压器 正负序分量经过变压器时， 将发生相位挪动 例 8-4七、电力系统稳定性分析v功率特性功率特性v电力系统静态稳定性分析电力系统静态稳定性分析v电力系统暂态稳定性分析电力系统暂态稳定性分析稳定概念和功率特性v发电机的转子运动方程v简单电力系统的功率特性v励磁对功率特性的影响, 各种电势表示的功率特性v发电机的转子运动方程发电机的转子运动

10、方程PPPdtdTeTNJ22*()iiNiNTieiJiddtdPPdtT2sin2sin2qdqddqEXXXXVXVEPq2sin 2sin 2qqEXXVVPqdXqE dXdX2sin2sin2qTLqTLTLGVXXXXVXVVPqqG用用q轴电势轴电势 表示的功率特性表示的功率特性qGqqVEE和 TLTLGVXVVPGsinsindEXVEPsinqQEXVEPQ20020000VXPVXQVEqqQ20020000VXPVXQVEdd0000cos1VXXXXEEqdqdQq0000cos1VXXXXEEqdqdQq电力系统静态稳定性分析v简单电力系统静态稳定的适用判据简单电

11、力系统静态稳定的适用判据v简单电力系统的小扰动分析法简单电力系统的小扰动分析法v不计发电机阻尼作用的静态稳定性分析不计发电机阻尼作用的静态稳定性分析v计及发电机阻尼作用的静态稳定性分析计及发电机阻尼作用的静态稳定性分析电力系统静态稳定性分析 简单电力系统静态稳定的适用判据 稳定极限 静态稳定贮藏系数例 9-1,9-2，习题9-10,9-11电力系统静态稳定性分析v简单电力系统的小扰动分析法v小扰动法的原理v李雅普诺夫运动稳定性定义v线性系统的稳定性v非线性系统的线性近似稳定性判别法v用小扰动法分析电力系统静态稳定的步骤v简单电力系统的小扰动分析法用小扰动法分析电力系统静态稳定的步骤(1) 列各

12、元件微分方程和网络方程(2) 微分方程和网络方程的线性化(3) 求线性化小扰动形状方程及矩阵A(4) 对给定运转情况进展潮流计算，求得A矩阵各元素的值(5) 确定或判别A矩阵特征值实部的符号，断定系统在给定运转条件下能否稳定电力系统静态稳定性分析v不计发电机阻尼作用的静态稳定性分析v系统形状方程、形状方程的线性化v不计阻尼作用的小扰动方程v稳定性分析与断定条件v自在振荡频率v计及发电机阻尼作用的静态稳定性分析v阻尼转矩、计及阻尼作用的线性化小扰动方程v特征方程和特征值v阻尼对稳定性的影响v自发振荡(增幅振荡)及其过程的定性分析线性化小扰动方程010JEqNTSdtddtdJNJEqNTDTSdtddtd10不计阻尼计及阻尼特 征 值JEqNTSp2,1JEqNJNJNTSTDTDp22, 1)2(2不计阻尼计及阻尼由特征值断定稳定与否由特征值断定稳定与否SEq0 时 系统稳定Seq0 时 系统不稳定D 00EqSJNEqTDS4 2且系统周期性失去稳定JNEqTDS420 EqS或系统非周期性失去稳定不计阻尼计及阻尼电力系统暂态稳定性分析v等面积定那么等面积定那么v极限切除角的概念和计算方法极限切除角的概念和计算方法v简单电力系统暂态稳定判别的极值简单电力系统暂态稳定判别的极值比较法比较法v发电机转子运动方程的数值解法发电机转子运动方程的数值解法v分段计算法分段计算法