电力系统分析-考前辅导201411

1、电力系统分析电力系统分析考前辅导材料考前辅导材料2014年年11月月复习要领复习要领w 开卷考试，考试时间开卷考试，考试时间90分钟分钟w 答案必须写在答题纸上，在试卷上作答案必须写在答题纸上，在试卷上作答无效答无效w 按照复习要求，重点掌握相关知识点按照复习要求，重点掌握相关知识点和计算题的解题思路、过程和计算题的解题思路、过程w 还要全面复习，充分理解各章节的主还要全面复习，充分理解各章节的主要内容要内容考试题型及分值考试题型及分值考试题型共考试题型共4种：种：1、单项选择题（每小题、单项选择题（每小题3分，共分，共 15 分分）2、填空题（每空、填空题（每空 3 分，共分，共 12分）分

2、）3、简答题（、简答题（每小题每小题 7 分，共分，共 35 分分）4、计算题（、计算题（每小题每小题 19分分，共共 38 分分）考试题型说明考试题型说明1、单项选择题、单项选择题四个选择项，只有四个选择项，只有一个正确，包括基本概念、定义、一个正确，包括基本概念、定义、简单计算方面的内容。如：简单计算方面的内容。如： 电力系统的静态稳定性指的是正常运行的电力系统经受（电力系统的静态稳定性指的是正常运行的电力系统经受（ ）后能够自动恢复到原来状态的能力，或者用原有运行状态近似表后能够自动恢复到原来状态的能力，或者用原有运行状态近似表示新运行状态的可能性。示新运行状态的可能性。 A、大干扰、大

3、干扰 B、微小的干扰、微小的干扰 C、三相短路、三相短路 D、两相短路、两相短路答案：答案：B考试题型说明考试题型说明2、填空题、填空题填入填入基本概念、定义、基本概念、定义、简单计算方面的简单几个术语或数简单计算方面的简单几个术语或数字即可。如：字即可。如： 发电机组单位时间能量输入与输出之比，称发电机组单位时间能量输入与输出之比，称为（为（ ）。）。答案：比耗量答案：比耗量考试题型说明考试题型说明3、简答题、简答题要答出每题的重点、要要答出每题的重点、要点点4、计算题、计算题列出必要的公式，并代列出必要的公式，并代入相关数据，算出结果入相关数据，算出结果第第1章章 绪论绪论掌握最大负荷利用

4、小时数基本掌握最大负荷利用小时数基本概念概念u最大负荷利用小时数最大负荷利用小时数 如果负荷始终等于如果负荷始终等于Pmax，经过时间，经过时间Tmax小时小时后，所用的电能恰等于负荷全年实际用电量后，所用的电能恰等于负荷全年实际用电量Wy，即，即Wy =Pmax Tmax，那么便称，那么便称Tmax为为最大最大负荷利用小时数负荷利用小时数，即：，即：Tmaxmax87600maxmaxPPdtPWyT 第第2 2章章 电力网的电能损耗电力网的电能损耗掌握最大损耗时间掌握最大损耗时间 max掌握电能损耗计算的基本过程掌握电能损耗计算的基本过程掌握网损率概念掌握网损率概念max2maxmaxma

5、x)(RUSPWZ可以由可以由Tmax和和cos 查表，得到查表，得到 max，然后：然后：应该会查表，并计算电能损耗应该会查表，并计算电能损耗 Wz。u线路上全年的电能损耗线路上全年的电能损耗 Wz在给定时间在给定时间T内，电力网的电能内，电力网的电能损耗为损耗为W，电力网的供电量为，电力网的供电量为W ，则则%100WW网损率掌握两端供电网的潮流计算方法。掌握两端供电网的潮流计算方法。 第第3章章 环网和两端供电网的潮流计算环网和两端供电网的潮流计算u 两端供电网潮流计算两端供电网潮流计算 设两个电源点设两个电源点1、4的电的电压相量差为：压相量差为： 则则 41UUUd bSaSZ344

6、3Z23Z12123S1U2S4U *N*342312334*2*3423aZUdU)ZZZ(SZS)ZZ(S两端两端U相等时的功率相等时的功率两端两端U不等产生的功率不等产生的功率Z Z=Z=Z1212+Z+Z2323+Z+Z3434Z2332Z12Z3412S3SaSUd4bScS称为循环功率。称为循环功率。 *NcZUdUS注意：循环功率的正向与电压差注意：循环功率的正向与电压差的取向有关，如果取的取向有关，如果取则循环功率由节点则循环功率由节点1流向节点流向节点4时时为正；反之，取为正；反之，取循环功率由节点循环功率由节点4流向节点流向节点1时为时为正。正。41UUUd 14UUUd

7、（总原则：无电源的外电路，循环功率由高电位（总原则：无电源的外电路，循环功率由高电位流向低电位；有电源的内电路，循环功率由低流向低电位；有电源的内电路，循环功率由低电位流向高电位。）电位流向高电位。）Z2332Z12Z3412S3SaSUd4bScSMVA76.11j14.14SMVA87.15j2 .23S32Z3443Z23Z1212U4U1.练习题练习题如图系统，如图系统，U1=1120okV，Z12=8.1+j12.69，Z23=9.9+j12.87，Z34=13.2+j17.16，不计功率损耗，不计功率损耗，（1）如果）如果1、4点电压大小和相位相同，试求功率分点电压大小和相位相同，

8、试求功率分布。布。（2）如果与（）如果与（1）相比，系统）相比，系统1拟少送拟少送5+j5MVA，试求试求4点电压大小和相位；不计电压降落横分量时，点电压大小和相位；不计电压降落横分量时，2、3点电压为多少？点电压为多少？.会形成节点导纳矩阵会形成节点导纳矩阵掌握节点的分类（掌握节点的分类（PQ、PV、平衡节点）、平衡节点）掌握掌握P-Q分解法对牛顿分解法对牛顿-拉夫逊潮流计算拉夫逊潮流计算法改进的依据法改进的依据掌握掌握Gauss-Seidel、 Newton-Raphson、PQ分解法潮流计算的基本步骤和收敛判分解法潮流计算的基本步骤和收敛判据据第第4章章 复杂电力系统的潮流计算复杂电力系

9、统的潮流计算其中：其中： Y11 = y10 + y12 + y31 Y22 = y20 + y12 自导纳自导纳 Y33 = y30 + y31Y12 = Y21 = - y12 Y23 = y32 =0 互导纳互导纳 Y13 = Y31 = - y31 节点节点导纳矩阵导纳矩阵:333231232221131211YYYYYYYYYY32y12y311y10y30y20 扩充到扩充到n节点系统（节点系统（n不包括参考节点）不包括参考节点） YB为为n x n阶节点导纳矩阵阶节点导纳矩阵对角元对角元Yii称为自导纳，它等于与该节点称为自导纳，它等于与该节点i直接连接直接连接的所有支路导纳的总

10、和。的所有支路导纳的总和。非对角元非对角元Yij (ij)称为互导纳，它等于连接节点称为互导纳，它等于连接节点i、j支路导纳的负数，且支路导纳的负数，且Yij Yji ；当节点；当节点i、j间没有支间没有支路直接联系时，路直接联系时， Yij Yji 0。YB为稀疏的对称矩阵。为稀疏的对称矩阵。 PQ节点节点 给定：注入功率给定：注入功率Pi、Qi ，即已知，即已知PGi 、PLi 、 QGi 、QLi 待求：待求：Ui 、 i 例：降压变电所母线（负荷节点）、固定例：降压变电所母线（负荷节点）、固定出力的发电厂母线。出力的发电厂母线。GiGiGiGijQPSLiLiLijQPSiiiUUPi

11、=PGi PLiQi=QGi QLi节点注入功率节点注入功率: PV节点节点 给定：注入功率给定：注入功率Pi (即即PGi 、PLi ) 、 Ui 和和QLi 待求：待求：QGi (即即Qi) 、 i 例：有一定无功电源的降压变电所母线、有例：有一定无功电源的降压变电所母线、有一定无功储备的发电厂母线。一定无功储备的发电厂母线。GiGiGiGijQPSLiLiLijQPSiiiUU 平衡节点平衡节点 给定：给定：Ui 、 i和和PLi 、QLi 待求：待求： PGi、QGi ，即，即Pi、Qi 在算得系统的潮流之前，网络中的功率损耗是未知在算得系统的潮流之前，网络中的功率损耗是未知的，所以系

12、统中不可能给定所有节点的注入功率，的，所以系统中不可能给定所有节点的注入功率，必须至少有一个节点来承担整个系统的功率平衡，必须至少有一个节点来承担整个系统的功率平衡，因此该节点称为平衡节点。因此该节点称为平衡节点。 往往还设定该节点的电压相位角往往还设定该节点的电压相位角 i =0，即作为电压，即作为电压参考点。一般选主调频厂的母线作为平衡节点。参考点。一般选主调频厂的母线作为平衡节点。GiGiGiGijQPSLiLiLijQPSiiiUU n1jjijjijijijjijiii)eBfG(f)fBeG(e PPNewton-Raphson法潮流计算的基本步骤1）取迭代次数）取迭代次数k=0，

13、给定各节点电压初始值，给定各节点电压初始值ei(k), fi(k), i=1,2,n。2）根据）根据ei(k), fi(k)求功率或电压的不平衡量求功率或电压的不平衡量Pi(k), Qi(k) , Ui2(k)，比如：，比如：3）根据）根据ei(k), fi(k)求修正方程中系数矩阵中各元素。求修正方程中系数矩阵中各元素。 4）求解接修正方程得到电压的修正量）求解接修正方程得到电压的修正量ei(k), fi(k) 和各节点和各节点电压：电压：ei(k+1)= ei(k)+ei(k) fi(k+1)= fi(k)+fi(k) 如果如果max|ei(k)|, |fi(k)|KGi , 有利于调频。

14、有利于调频。如果第如果第j台机组满载，则台机组满载，则PL增加时，增加时，KGj =0。niGiGKK1 n台机组并列运行时，如果系统负荷变化，台机组并列运行时，如果系统负荷变化，则则【练习题练习题】1、发电机满载后，负荷继续增加，其调差系数、发电机满载后，负荷继续增加，其调差系数是多少？如何计算频率的变化？是多少？如何计算频率的变化？2、说明电力系统一次调频和二次调频的定义与、说明电力系统一次调频和二次调频的定义与区别。区别。3、电力系统有功负荷的经济分配原则是什么？电力系统有功负荷的经济分配原则是什么？如何应用电力系统的不等式约束条件？如何应用电力系统的不等式约束条件？掌握同步发电机的掌握

15、同步发电机的P-Q运行极限图运行极限图电压中枢点的电压管理电压中枢点的电压管理掌握电压调整的基本原理、各种调压措掌握电压调整的基本原理、各种调压措施的特点施的特点第第6章章 电力系统的无功功率电力系统的无功功率和电压调整和电压调整 电压中枢点的电压管理电压中枢点的电压管理 电压中枢点是指某些能够反映系统电压水平的主电压中枢点是指某些能够反映系统电压水平的主要发电厂和枢纽变电所的母线，这些地方供给系统要发电厂和枢纽变电所的母线，这些地方供给系统大部分负荷的电能。大部分负荷的电能。Uimin Ui Uimax UOi UOjijOUjmin Uj Ujmax 由由i、j点的电压要求和电网上的电压损

16、耗即可确点的电压要求和电网上的电压损耗即可确定定O点的电压变化范围：点的电压变化范围：UOmin UO UOmax系统规划阶段，电压中枢点可以采用系统规划阶段，电压中枢点可以采用的调压方式的调压方式: 逆调压逆调压高峰负荷时增大中枢点的电压，低谷负高峰负荷时增大中枢点的电压，低谷负荷时减少中枢点的电压的调压方式荷时减少中枢点的电压的调压方式(105%UN UN)。适用于当电压中枢点供电的各负荷变适用于当电压中枢点供电的各负荷变化规律大致相同，且负荷的变动较大、供电化规律大致相同，且负荷的变动较大、供电线路较长时。线路较长时。 恒（常）调压恒（常）调压中枢点的电压在任何负中枢点的电压在任何负荷下

17、基本保持不变的调压方式荷下基本保持不变的调压方式(102%UN 105%UN)。适用于当电压中枢点供电的各负荷变动适用于当电压中枢点供电的各负荷变动较小、供电线路电压损耗也较小时。较小、供电线路电压损耗也较小时。 顺调压顺调压高峰负荷时允许中枢点的电压高峰负荷时允许中枢点的电压略低，低谷负荷时允许中枢点的电压略高的略低，低谷负荷时允许中枢点的电压略高的调压方式调压方式(102.5%UN 107.5%UN)。适用于负荷变动和供电线路都较小时、适用于负荷变动和供电线路都较小时、或用户的电压要求较低时。或用户的电压要求较低时。 电压调整的基本原理和措施电压调整的基本原理和措施4节点的实际电压为：节点

18、的实际电压为：G1234T1T2LineUG1: k1k2 : 1(H)(H)k1 =UT1H / UT1Lk2 =UT2H / UT2LR+jX (已归算到高压侧已归算到高压侧)P+jQ21G21G4kUQXPRkUkUkUU u 电力系统的无功功率电源电力系统的无功功率电源1）同步发电机同步发电机发电机的发电机的P-Q运行极限图运行极限图 2）并联无功补偿并联无功补偿设备（装置）设备（装置）同步调相机、并联同步调相机、并联电容器、静止无功电容器、静止无功补偿器等。补偿器等。4节点的实际电压为：节点的实际电压为：G1234T1T2LineUG1: k1k2 : 1(H)(H)k1 =UT1H

19、 / UT1Lk2 =UT2H / UT2LR+jX (已归算到高压侧已归算到高压侧)P+jQ21214kUQXPRkUkUkUUGG为调整4节点电压，可以采取的措施：调UG调变压器分接头改变网络无功分布（装并联无功补偿设备）改变线路参数（装串联电容器、更换导线）u 合理使用调压措施进行调压合理使用调压措施进行调压1）优先考虑调发电机端电压）优先考虑调发电机端电压UGQU QL + Q2）调变压器分接头的手段应）调变压器分接头的手段应充分利用。普通变压器需停电充分利用。普通变压器需停电调分接头；使调分接头；使 用有载调压变用有载调压变压器，调压灵活而且有效，但压器，调压灵活而且有效，但价格较贵

20、，而且一般要求系统价格较贵，而且一般要求系统无功功率供应较充裕。无功功率供应较充裕。3）系统无功功率供应不充裕时，可以用并联电容）系统无功功率供应不充裕时，可以用并联电容器、调相机、静止无功补偿器调压；还可以降低器、调相机、静止无功补偿器调压；还可以降低 P。但需额外增加投资。但需额外增加投资。冲击负荷冲击负荷的调压宜用的调压宜用静止无功静止无功补偿器补偿器。【练习题练习题】1、电力系统中可采用什么调压措施？每种调压、电力系统中可采用什么调压措施？每种调压措施的特点是什么？措施的特点是什么？2、电压中枢点的调压方式有哪几种？、电压中枢点的调压方式有哪几种？掌握三相短路电流的计算机计算的基本掌握三相短路电流的计算机计算的基本步骤。步骤。 第第7章章 三相短路电流的计算机算法三相短路电流的计算机算法 系统形成了节点阻抗矩阵，当系统形成了节点阻抗矩阵，当k点发生三点发生三相短路时，从相短路时，从k点流出的电流为：点流出的电流为： Ik= 1 / Zkk 其中其中 Zkk为为节点阻抗矩阵节点阻抗矩阵的自阻抗的自阻抗掌握简单电力系统静态稳定的计算方法。掌握简单电力系统静态稳定的计算方法。掌握保证和提高静态稳定的措施掌握保证和提高静态稳定的措施掌握暂态稳定的等面积定则掌握暂态稳定的等面积定则会计算和判断会计算和判断系统暂态稳定性第第8章章