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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杨建华杨建华2012年年6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1、单项选择题（每小题、单项选择题（每小题3分，共分，共 21 分分）2、填空题（每空、填空题（每空 3 分，共分，共 15 分）分）3、简答答题（每小题每小题 6 分，共分，共 30 分分）4、计算算题（每小题每小题 17分分，共共
2、34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，只有一个四个选择项，只有一个正确。主要是基本概念、定义、简单的计正确。主要是基本概念、定义、简单的计算。算。2、填空题、填空题基本概念、定义、简单的计基本概念、定义、简单的计算（仅填写几个字或数字即可）。算（仅填写几个字或数字即可）。3、简答答题重点、要点要答出。重点、要点要答出。4、计算算题列出必要的公式，并代入相列出必要的公式，并代入相关数据，算出结果关数据，算出结果第第1章章 绪论绪论掌握最大负荷利用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
3、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：Tmaxw三班制企业的最大负荷利用小时数大于三班制企业的最大负荷利用小时数大于单班制企业、农业最大负荷利用小时单班制企业、农业最大负荷利用小时数。数。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，并会用，并会用 max计计算线路的电能损耗算线路的电能损耗掌握网损率概念掌握网损率概念 max与与Tmax、cos 的关系
4、的关系Tmax(h)cos 0.80.850.90.951.0200015001200100080070025001700150012501100950300020001800160014001250350023502150200018001600400027502600240022002000450031503000290027002500500036003500340032003000可以由可以由Tmax和和cos 查表，得到查表，得到 max，然后：然后：u线路上全年的电能损耗线路上全年的电能损耗 Wzu 变压器中全年的电能损耗变压器中全年的电能损耗 WT WT=P0(8760-t)+W
5、ZT其中，其中，P0变压器的空载损耗；变压器的空载损耗；t 变压器在一年中退出运行的变压器在一年中退出运行的 小时数；小时数；WZT 变压器绕组电阻的损耗，变压器绕组电阻的损耗，与线路与线路 WZ的计算相同。的计算相同。【练习题练习题】1、如果变压器的空载损耗为、如果变压器的空载损耗为100kW，该变压器在一年中退出运行的小时数该变压器在一年中退出运行的小时数为为48h，那么变压器一年的铁损电量为，那么变压器一年的铁损电量为多少？多少？2、怎样得到最大负荷损耗时间？、怎样得到最大负荷损耗时间？3、如何计算线路上全年的电能损耗？、如何计算线路上全年的电能损耗？掌握两端供电网的潮流计算方法。掌握两
6、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 Z3443Z23Z1212两端两端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+Z3434Z2332Z12Z3414称为循环功率。称为循环功率。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
7、率由节点4流向节点流向节点1时为时为正。正。（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，循环功率由低电流向低电位；有电源的内电路，循环功率由低电位流向高电位。）位流向高电位。）Z2332Z12Z3414Z3443Z23Z1212U4U1.练习题练习题：如图系统，：如图系统，U1=112 0okV，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，试求功率分布。布。（2）如果系统）如果
8、系统1拟少送拟少送5+j5MVA，试求，试求4点电压大点电压大小和相位；不计电压降落横分量时，小和相位；不计电压降落横分量时，2、3点电压为点电压为多少？多少？（3）如果）如果U4=116 0.38okV，不计电压降落横分量，不计电压降落横分量时，时，2、3点电压为多少？点电压为多少？.会计算节点导纳矩阵会计算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）掌握牛顿掌握牛顿-拉夫逊法、拉夫逊法、PQ分解法潮流计分解法潮流计算的基本步骤和收敛判据算的基本步骤和收敛判据第第4章章 复杂电力系统的潮流计算复杂电力系统的潮流计算其中：其中：Y11=y10+y12+y31
9、Y22=y20+y12 自导纳自导纳 Y33=y30+y31Y12=Y21=-y12 Y23=y32=0 互互导纳导纳 Y13=Y31=-y31 节点节点导纳矩阵导纳矩阵:32y12y311y10y30y20 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
10、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）、固定出例：降压变电所母线（负荷节点）、固定出力的发电厂母线。力的发电厂母线。GiPi=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
11、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。Gi 平衡节点平衡节点(slack bus)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
12、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。GiNewton-Raphson法潮流计算的基本步骤1）取迭代次数）取迭代次数k=0，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)和各节点电和各节点电压：压：e
13、i(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。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。电力系统并列台数越多，在同样负荷变化电力系统并列台数越多，在同样负荷变化量的情况下，频率偏移会更小。量的情况下，频率偏移会更小。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、什么是发电机的调差系数？、什么是发电机的调差系数？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、什
14、么是发电机组的比耗量？、什么是发电机组的比耗量？4、有功功率最优分配的目标是什么？应按什么、有功功率最优分配的目标是什么？应按什么准则分配？准则分配？5、影响电力系统频率的主要因素是什么？、影响电力系统频率的主要因素是什么？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。掌握无功功率最优分布的目标和确定方掌握无功功率最优分布的目标和确定方法。法。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：节点的实际电压为：G1234T1T2LineUG1:k1k2:1(H)(H
15、)k1=UT1H/UT1Lk2=UT2H/UT2LR+jX(已归算到高压侧已归算到高压侧)P+jQu 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/UT1Lk2=UT2H/UT2LR+jX(已归算到高压侧已归算到高压侧)P+jQ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
16、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）双绕组降压变压器分接头的选择双绕组降压变压器分接头的选择U1U2k:1k=UTH/UTLP+jQ设高压侧实际电压为U1，变压器阻抗RT、XT已归算到高压侧，变压器低压绕组的额定电压为UTL，变压器高压绕组的分接头电压为UTH。如果低压侧要求得到的电压为U2，则U2=(U1-UT)/k=(U1-UT)UTL/UTH UTH=(U1-UT)UTL/U2其中：UT=(PRT+QXT)/U1负荷变化时，UT 及U2 都要变化，而分接头只能用一个，可以同时考虑最大、最小负荷情况：UTHmax=(U1max-UTmax)UTL/U2m
17、axUTHmin=(U1min-UTmin)UTL/U2min然后取平均值：UTHav=(UTHmax+UTHmin)/2根据计算的UTHav选择一个与它最接近的分接头，最后校验最大、最小负荷时低压母线的实际电压是否符合要求。有载调压变压器分别选择最接近的两个分接头。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
18、，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，可以用并联电容器、）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；还可以降低调相机、静止无功补偿器调压；还可以降低 P。但。但需额外增加投资。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补静止无功补偿器偿器。【练习题练习题】1、发电机的、发电机的P-Q运行极限图的含义是什么？运行极限图的含义是什么？2、对于电力系统中冲击性负载导致的电压、对于电力系统中冲击性负载导致的电压变化，宜采用的调压措施是什么？变化，宜采用的调压措施是什么？3、根据调
19、压要求，如何确定双绕组降压变、根据调压要求，如何确定双绕组降压变压器的分接头？压器的分接头？4、无功功率最优分配的目标是什么？应按、无功功率最优分配的目标是什么？应按什么准则分配？什么准则分配？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
20、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第第8章章 电力系统稳定电力系统稳定w电力系统稳定问题电力系统稳定问题 当系统在某一正常运行状态下受到某种干扰当系统在某一正常运行状态下受到某种干扰后，能否经过一段时间后回到原来的运行状态或后，能否经过一段时间后回到原来的运行状态或者过渡到一个新的稳态运行状态的问题。者过渡到一个新的稳态运行状态的问题。根据扰动的大小，根据扰动的大小，电力系统稳定问题可分为：电力系统稳定问题可分为：静态稳定性静态稳定性暂态稳定性暂态稳定性根据等面积定则，系统根据等面积定则，系统暂态稳定的条件是最大暂态稳定的条件是最大减速面积减速面积edgkfe大于大于加加速面积速面积abcdka，即：，即：u 等面积定则等面积定则【练习题练习题】如图所示，无限大功率系统母线电压为如图所示，无限大功率系统母线电压为U=1.0，额定运行时输送功率，额定运行时输送功率PN=0.8,cosN=0.996;Xd=1.0，XT=0.1，Xl=0.4。试求功率。试求功率极限极限Psl、额定运行时的功率角、额定运行时的功率角0及及静态稳定储备系静态稳定储备系数数Kp。谢谢！谢谢！