1、電力系統分析電力系統分析考前輔導材料考前輔導材料2014年年11月月復習要領復習要領w 開卷考試，考試時間開卷考試，考試時間90分鐘分鐘w 答案必須寫在答題紙上，在試卷上作答案必須寫在答題紙上，在試卷上作答無效答無效w 按照復習要求，重點掌握相關知識點按照復習要求，重點掌握相關知識點和計算題的解題思路、過程和計算題的解題思路、過程w 還要全面復習，充分理解各章節的主還要全面復習，充分理解各章節的主要內容要內容考試題型及分值考試題型及分值考試題型共考試題型共4種：種：1、單項選擇題（每小題、單項選擇題（每小題3分，共分，共 15 分分）2、填空題（每空、填空題（每空 3 分，共分，共 12分）分

2、）3、簡答題（、簡答題（每小題每小題 7 分，共分，共 35 分分）4、計算題（、計算題（每小題每小題 19分分，共共 38 分分）考試題型說明考試題型說明1、單項選擇題、單項選擇題四個選擇項，只有四個選擇項，只有一個正確，包括基本概念、定義、一個正確，包括基本概念、定義、簡單計算方面的內容。如：簡單計算方面的內容。如： 電力系統的靜態穩定性指的是正常運行的電力系統經受（電力系統的靜態穩定性指的是正常運行的電力系統經受（ ）后能夠自動恢復到原來狀態的能力，或者用原有運行狀態近似表后能夠自動恢復到原來狀態的能力，或者用原有運行狀態近似表示新運行狀態的可能性。示新運行狀態的可能性。 A、大干擾、大

3、干擾 B、微小的干擾、微小的干擾 C、三相短路、三相短路 D、兩相短路、兩相短路答案：答案：B考試題型說明考試題型說明2、填空題、填空題填入填入基本概念、定義、基本概念、定義、簡單計算方面的簡單幾個術語或數簡單計算方面的簡單幾個術語或數字即可。如：字即可。如： 發電機組單位時間能量輸入與輸出之比，稱發電機組單位時間能量輸入與輸出之比，稱為（為（ ）。）。答案：比耗量答案：比耗量考試題型說明考試題型說明3、簡答題、簡答題要答出每題的重點、要要答出每題的重點、要點點4、計算題、計算題列出必要的公式，并代列出必要的公式，并代入相關數據，算出結果入相關數據，算出結果第第1章章 緒論緒論掌握最大負荷利用

4、小時數基本掌握最大負荷利用小時數基本概念概念u最大負荷利用小時數最大負荷利用小時數 如果負荷始終等于如果負荷始終等于Pmax，經過時間，經過時間Tmax小時小時后，所用的電能恰等于負荷全年實際用電量后，所用的電能恰等于負荷全年實際用電量Wy，即，即Wy =Pmax Tmax，那么便稱，那么便稱Tmax為為最大最大負荷利用小時數負荷利用小時數，即：，即：Tmaxmax87600maxmaxPPdtPWyT 第第2 2章章 電力網的電能損耗電力網的電能損耗掌握最大損耗時間掌握最大損耗時間 max掌握電能損耗計算的基本過程掌握電能損耗計算的基本過程掌握網損率概念掌握網損率概念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：應該會查表，并計算電能損耗應該會查表，并計算電能損耗 Wz。u線路上全年的電能損耗線路上全年的電能損耗 Wz在給定時間在給定時間T內，電力網的電能內，電力網的電能損耗為損耗為W，電力網的供電量為，電力網的供電量為W ，則則%100WW網損率掌握兩端供電網的潮流計算方法。掌握兩端供電網的潮流計算方法。 第第3章章 環網和兩端供電網的潮流計算環網和兩端供電網的潮流計算u 兩端供電網潮流計算兩端供電網潮流計算 設兩個電源點設兩個電源點1、4的電的電壓相量差為：壓相量差為： 則則 41UUUd bSaSZ344

6、3Z23Z12123S1U2S4U *N*342312334*2*3423aZUdU)ZZZ(SZS)ZZ(S兩端兩端U相等時的功率相等時的功率兩端兩端U不等產生的功率不等產生的功率Z Z=Z=Z1212+Z+Z2323+Z+Z3434Z2332Z12Z3412S3SaSUd4bScS稱為循環功率。稱為循環功率。 *NcZUdUS注意：循環功率的正向與電壓差注意：循環功率的正向與電壓差的取向有關，如果取的取向有關，如果取則循環功率由節點則循環功率由節點1流向節點流向節點4時時為正；反之，取為正；反之，取循環功率由節點循環功率由節點4流向節點流向節點1時為時為正。正。41UUUd 14UUUd

7、（總原則：無電源的外電路，循環功率由高電位（總原則：無電源的外電路，循環功率由高電位流向低電位；有電源的內電路，循環功率由低流向低電位；有電源的內電路，循環功率由低電位流向高電位。）電位流向高電位。）Z2332Z12Z3412S3SaSUd4bScSMVA76.11j14.14SMVA87.15j2 .23S32Z3443Z23Z1212U4U1.練習題練習題如圖系統，如圖系統，U1=1120okV，Z12=8.1+j12.69，Z23=9.9+j12.87，Z34=13.2+j17.16，不計功率損耗，不計功率損耗，（1）如果）如果1、4點電壓大小和相位相同，試求功率分點電壓大小和相位相同，

8、試求功率分布。布。（2）如果與（）如果與（1）相比，系統）相比，系統1擬少送擬少送5+j5MVA，試求試求4點電壓大小和相位；不計電壓降落橫分量時，點電壓大小和相位；不計電壓降落橫分量時，2、3點電壓為多少？點電壓為多少？.會形成節點導納矩陣會形成節點導納矩陣掌握節點的分類（掌握節點的分類（PQ、PV、平衡節點）、平衡節點）掌握掌握P-Q分解法對牛頓分解法對牛頓-拉夫遜潮流計算拉夫遜潮流計算法改進的依據法改進的依據掌握掌握Gauss-Seidel、 Newton-Raphson、PQ分解法潮流計算的基本步驟和收斂判分解法潮流計算的基本步驟和收斂判據據第第4章章 復雜電力系統的潮流計算復雜電力系

9、統的潮流計算其中：其中： Y11 = y10 + y12 + y31 Y22 = y20 + y12 自導納自導納 Y33 = y30 + y31Y12 = Y21 = - y12 Y23 = y32 =0 互導納互導納 Y13 = Y31 = - y31 節點節點導納矩陣導納矩陣:333231232221131211YYYYYYYYYY32y12y311y10y30y20 擴充到擴充到n節點系統（節點系統（n不包括參考節點）不包括參考節點） YB為為n x n階節點導納矩陣階節點導納矩陣對角元對角元Yii稱為自導納，它等于與該節點稱為自導納，它等于與該節點i直接連接直接連接的所有支路導納的總

10、和。的所有支路導納的總和。非對角元非對角元Yij (ij)稱為互導納，它等于連接節點稱為互導納，它等于連接節點i、j支路導納的負數，且支路導納的負數，且Yij Yji ；當節點；當節點i、j間沒有支間沒有支路直接聯系時，路直接聯系時， Yij Yji 0。YB為稀疏的對稱矩陣。為稀疏的對稱矩陣。 PQ節點節點 給定：注入功率給定：注入功率Pi、Qi ，即已知，即已知PGi 、PLi 、 QGi 、QLi 待求：待求：Ui 、 i 例：降壓變電所母線（負荷節點）、固定例：降壓變電所母線（負荷節點）、固定出力的發電廠母線。出力的發電廠母線。GiGiGiGijQPSLiLiLijQPSiiiUUPi

11、=PGi PLiQi=QGi QLi節點注入功率節點注入功率: PV節點節點 給定：注入功率給定：注入功率Pi (即即PGi 、PLi ) 、 Ui 和和QLi 待求：待求：QGi (即即Qi) 、 i 例：有一定無功電源的降壓變電所母線、有例：有一定無功電源的降壓變電所母線、有一定無功儲備的發電廠母線。一定無功儲備的發電廠母線。GiGiGiGijQPSLiLiLijQPSiiiUU 平衡節點平衡節點 給定：給定：Ui 、 i和和PLi 、QLi 待求：待求： PGi、QGi ，即，即Pi、Qi 在算得系統的潮流之前，網絡中的功率損耗是未知在算得系統的潮流之前，網絡中的功率損耗是未知的，所以系

12、統中不可能給定所有節點的注入功率，的，所以系統中不可能給定所有節點的注入功率，必須至少有一個節點來承擔整個系統的功率平衡，必須至少有一個節點來承擔整個系統的功率平衡，因此該節點稱為平衡節點。因此該節點稱為平衡節點。 往往還設定該節點的電壓相位角往往還設定該節點的電壓相位角 i =0，即作為電壓，即作為電壓參考點。一般選主調頻廠的母線作為平衡節點。參考點。一般選主調頻廠的母線作為平衡節點。GiGiGiGijQPSLiLiLijQPSiiiUU n1jjijjijijijjijiii)eBfG(f)fBeG(e PPNewton-Raphson法潮流計算的基本步驟1）取迭代次數）取迭代次數k=0，

13、給定各節點電壓初始值，給定各節點電壓初始值ei(k), fi(k), i=1,2,n。2）根據）根據ei(k), fi(k)求功率或電壓的不平衡量求功率或電壓的不平衡量Pi(k), Qi(k) , Ui2(k)，比如：，比如：3）根據）根據ei(k), fi(k)求修正方程中系數矩陣中各元素。求修正方程中系數矩陣中各元素。 4）求解接修正方程得到電壓的修正量）求解接修正方程得到電壓的修正量ei(k), fi(k) 和各節點和各節點電壓：電壓：ei(k+1)= ei(k)+ei(k) fi(k+1)= fi(k)+fi(k) 如果如果max|ei(k)|, |fi(k)|KGi , 有利于調頻。

14、有利于調頻。如果第如果第j臺機組滿載，則臺機組滿載，則PL增加時，增加時，KGj =0。niGiGKK1 n臺機組并列運行時，如果系統負荷變化，臺機組并列運行時，如果系統負荷變化，則則【練習題練習題】1、發電機滿載后，負荷繼續增加，其調差系數、發電機滿載后，負荷繼續增加，其調差系數是多少？如何計算頻率的變化？是多少？如何計算頻率的變化？2、說明電力系統一次調頻和二次調頻的定義與、說明電力系統一次調頻和二次調頻的定義與區別。區別。3、電力系統有功負荷的經濟分配原則是什么？電力系統有功負荷的經濟分配原則是什么？如何應用電力系統的不等式約束條件？如何應用電力系統的不等式約束條件？掌握同步發電機的掌握

15、同步發電機的P-Q運行極限圖運行極限圖電壓中樞點的電壓管理電壓中樞點的電壓管理掌握電壓調整的基本原理、各種調壓措掌握電壓調整的基本原理、各種調壓措施的特點施的特點第第6章章 電力系統的無功功率電力系統的無功功率和電壓調整和電壓調整 電壓中樞點的電壓管理電壓中樞點的電壓管理 電壓中樞點是指某些能夠反映系統電壓水平的主電壓中樞點是指某些能夠反映系統電壓水平的主要發電廠和樞紐變電所的母線，這些地方供給系統要發電廠和樞紐變電所的母線，這些地方供給系統大部分負荷的電能。大部分負荷的電能。Uimin Ui Uimax UOi UOjijOUjmin Uj Ujmax 由由i、j點的電壓要求和電網上的電壓損

16、耗即可確點的電壓要求和電網上的電壓損耗即可確定定O點的電壓變化范圍：點的電壓變化范圍：UOmin UO UOmax系統規劃階段，電壓中樞點可以采用系統規劃階段，電壓中樞點可以采用的調壓方式的調壓方式: 逆調壓逆調壓高峰負荷時增大中樞點的電壓，低谷負高峰負荷時增大中樞點的電壓，低谷負荷時減少中樞點的電壓的調壓方式荷時減少中樞點的電壓的調壓方式(105%UN UN)。適用于當電壓中樞點供電的各負荷變適用于當電壓中樞點供電的各負荷變化規律大致相同，且負荷的變動較大、供電化規律大致相同，且負荷的變動較大、供電線路較長時。線路較長時。 恒（常）調壓恒（常）調壓中樞點的電壓在任何負中樞點的電壓在任何負荷下

17、基本保持不變的調壓方式荷下基本保持不變的調壓方式(102%UN 105%UN)。適用于當電壓中樞點供電的各負荷變動適用于當電壓中樞點供電的各負荷變動較小、供電線路電壓損耗也較小時。較小、供電線路電壓損耗也較小時。 順調壓順調壓高峰負荷時允許中樞點的電壓高峰負荷時允許中樞點的電壓略低，低谷負荷時允許中樞點的電壓略高的略低，低谷負荷時允許中樞點的電壓略高的調壓方式調壓方式(102.5%UN 107.5%UN)。適用于負荷變動和供電線路都較小時、適用于負荷變動和供電線路都較小時、或用戶的電壓要求較低時。或用戶的電壓要求較低時。 電壓調整的基本原理和措施電壓調整的基本原理和措施4節點的實際電壓為：節點

18、的實際電壓為：G1234T1T2LineUG1: k1k2 : 1(H)(H)k1 =UT1H / UT1Lk2 =UT2H / UT2LR+jX (已歸算到高壓側已歸算到高壓側)P+jQ21G21G4kUQXPRkUkUkUU u 電力系統的無功功率電源電力系統的無功功率電源1）同步發電機同步發電機發電機的發電機的P-Q運行極限圖運行極限圖 2）并聯無功補償并聯無功補償設備（裝置）設備（裝置）同步調相機、并聯同步調相機、并聯電容器、靜止無功電容器、靜止無功補償器等。補償器等。4節點的實際電壓為：節點的實際電壓為：G1234T1T2LineUG1: k1k2 : 1(H)(H)k1 =UT1H

19、 / UT1Lk2 =UT2H / UT2LR+jX (已歸算到高壓側已歸算到高壓側)P+jQ21214kUQXPRkUkUkUUGG為調整4節點電壓，可以采取的措施：調UG調變壓器分接頭改變網絡無功分布（裝并聯無功補償設備）改變線路參數（裝串聯電容器、更換導線）u 合理使用調壓措施進行調壓合理使用調壓措施進行調壓1）優先考慮調發電機端電壓）優先考慮調發電機端電壓UGQU QL + Q2）調變壓器分接頭的手段應）調變壓器分接頭的手段應充分利用。普通變壓器需停電充分利用。普通變壓器需停電調分接頭；使調分接頭；使 用有載調壓變用有載調壓變壓器，調壓靈活而且有效，但壓器，調壓靈活而且有效，但價格較貴

20、，而且一般要求系統價格較貴，而且一般要求系統無功功率供應較充裕。無功功率供應較充裕。3）系統無功功率供應不充裕時，可以用并聯電容）系統無功功率供應不充裕時，可以用并聯電容器、調相機、靜止無功補償器調壓；還可以降低器、調相機、靜止無功補償器調壓；還可以降低 P。但需額外增加投資。但需額外增加投資。沖擊負荷沖擊負荷的調壓宜用的調壓宜用靜止無功靜止無功補償器補償器。【練習題練習題】1、電力系統中可采用什么調壓措施？每種調壓、電力系統中可采用什么調壓措施？每種調壓措施的特點是什么？措施的特點是什么？2、電壓中樞點的調壓方式有哪幾種？、電壓中樞點的調壓方式有哪幾種？掌握三相短路電流的計算機計算的基本掌握三相短路電流的計算機計算的基本步驟。步驟。 第第7章章 三相短路電流的計算機算法三相短路電流的計算機算法 系統形成了節點阻抗矩陣，當系統形成了節點阻抗矩陣，當k點發生三點發生三相短路時，從相短路時，從k點流出的電流為：點流出的電流為： Ik= 1 / Zkk 其中其中 Zkk為為節點阻抗矩陣節點阻抗矩陣的自阻抗的自阻抗掌握簡單電力系統靜態穩定的計算方法。掌握簡單電力系統靜態穩定的計算方法。掌握保證和提高靜態穩定的措施掌握保證和提高靜態穩定的措施掌握暫態穩定的等面積定則掌握暫態穩定的等面積定則會計算和判斷會計算和判斷系統暫態穩定性第第8章章