《电力系统分析》_总结(概念、公式、计算)

3.电力网络的简化方法：等值电源法，负荷移置法，星网变换 4.节点分类：PQ节点，PV 节点，平衡节点

5.电力系统无功率电源：同步发电机、调相机、静电电容器、静止补偿器。 6.调压措施：发电机调压、改变变压器的变比调压、利用无功补偿设备调压。 7.中枢点调压方式：逆调压、顺调压、常调压。

8.中性点接地方式：直接接地、不接地、从属于不接地方式的经消弧线圈接地。 9.电晕影响：消耗有功功率、泄漏电流。

阻尼绕组的作用：电力系统的扰动起到阻尼的作用。 10.变压器参数：电阻、电抗、电导、电纳。

11.极限切除角：加速面积等于最大可能减速面积时对应的切除角。 12.短路冲击电流：短路电流的最大可能瞬时值。

13.电压降落：指串联阻抗元件首末两端电压的向量差。

14. 电力系统：指由发电机、各类变电所和输电线路以及电力用户组成的整体。

15. 电力系统运行的基本要求：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。 16. 调整潮流的手段有：串联电容(抵偿线的感抗)、串联电抗（限流）、附加串联加压器。 17.短路：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连接。 18.短路的类型 ：三相短路、二相短路、二相接地短路和单相接地短路。 19. 无功负荷的无功特性：分串联之路和并联之路。 20.闭式电力网络分类：简单环式、两端供电式网络。

21. 电压降落、电压损耗、电压偏移的定义有所不同：网络元件的电压降落是指元件首末端两点电压的相量差，即 ；把两点间电压绝对值之差称为电压损耗，用 表示， ；电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差，可以用KV表示，也可以用额定电压的百分数表示。若某点的实际电压为V，该处的额定电压为 ，则用百分数表示的电压偏移为，电压偏移（%）

22. 潮流方程中节点的分类及相应的定义：⑴节点可分为：PQ节点、PV节点和平衡节点三种类型。（2）各类节点介绍：①PQ节点的有功功率P和无功功率Q是给定的，节点电压（V，δ）是待求量；②PV节点的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率Q和电压的相位δ是待求量；③平衡节点在潮流分布算出以前，网络中的功率损失是未知的，因此，网络中至少有一个节点的有功功率P不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡。

23. 潮流计算的基本步骤：①形成节点导纳矩阵②设定节点电压的初值③将各节点电压初值代入求得修正方程式中的不平衡量④将各节点电压初值代入求雅可比矩阵的各元素⑤求解修正方程式，求得各节点电压的增量⑥计算各节点电压的新值，返回第3步进入下一次迭代，直到满足收敛判据为止。⑦最后计算平衡节点功率和线路功率、损耗。

24. 降低网损的技术措施：① 提高用户的功率因数，减少线路输送的无功功率；② 改善网络中的功率分布；③ 合理地确定电力网的运行电压水平；④ 组织变压器的经济运行；⑤ 对原有电网进行技术改造。 25.等面积定则：发电机受大扰动后转子将产生相对运动,当代表动能增量的加速面积和减速面积大小相等时，转子动能增量为零，发电机重新恢复到同步速度

26. 引起电力系统大扰动的主要原因：①负荷的突然变化，如投入或切除大容量的用户等②切除或投入系统的主要元件，如发电机、变压器及线路等③发生短路故障，短路故障扰动最严重，作为检验系统是否具有暂态稳定的条件。

27.三相短路电流计算机算法的基本步骤：①输入数据；②形成节点导纳矩阵；③应用节点导纳矩阵计算点的自阻抗、互阻抗Z1k,…Zkk,…Znk。④计算短路点的三相短路电流

3.线路的电压损耗是指：线路始末两端电压的向量差。

4.电力系统的潮流分布主要是研究电压和功率的分布。 8.电力系统稳定性可分为静态稳定和暂态稳定。

9.系统中功角δ指的是空载电势Eq和无限小系统母线电压U的夹角。

10.在我国110kv以上电力系统的中性点运行方式一般为中性点直接接地方式。 11.电力系统的电纳主要是指相与相间的电容和相与地之间的电容所决定的。 12.电力系统的频率调整可分为一次调整 二次调整 和三次调整。 13.把在环网中由于表压器变比不匹配二产生的功率称为循环功率。 14.双绕组的分接头在高压侧。 简答

1.什么是负荷最大利用小时数？答：全年负荷所消耗的电能w与全年最大负荷Pmax相比可得年最大负荷利用小时数Tmax。

2.提高电力系统静态稳定措施a采用自动调节励磁装置b.减小元件的电抗c.改善系统的结构和采用中间补偿的设备。

3. 静止补偿器：短路故障发生在空载α-φ=90时短路电流的最大瞬时值。 4.简单闭式网络主要有哪两种类型，其潮流计算的主要步骤：

答：闭式电力网络分为简单环式网络和两端供电网络。步骤：a假设全网为额定电压，计算出各个发电厂变电所的运算负荷和运算功率以得到所有串联阻抗的简化的等值电路b假设全网为额定电压且不考虑各元件中的功率损耗，计算网络的功率分布c将闭式网络分解为两个开始网络，分别接开式网络的方法进行计算，得到最终结果。

1.n绕组变压器等值电路：

2. 派克变换:

idiqi0cos2sin312cos(120)sin(120)12cos(120)sin(120)12iaibic3.发电机功率特性：

4.短路电流的最大有效值

5.短路全电流的最大有效值

IimIm212(Kim1)26.冲击电流

7.三绕组变压器容量折算

PS(jk)P'S(jk)(SNmin(SjN

US(jk),SkN)SN)2%U'S(jk)%(8.简单网络的潮流计算方法（开式、闭式）

jNmin(S,SkN))

dUP'1RQ'1XU1jP'1XQ'1RU1U1jU1 U SU1UUN2YTP0jI0%100SN9.功率自然分布：

23

Sa(ZZ34Z)S22334S3U)U(UabN23'SSacZ12ZZ34Z12Z)S3Z34 S

b(Z12ZZ12S22323U)*U(UabN23'SSbcZ12ZZ34Z12ZZ3410.、互联系统调频：

f P

(PDAPGA)(PDBPGB)KAKPDPGKABKBABKA(PDBPGB)KKABB(PDAPGA)K11.如果在某一切除角时，最大可能的减速面积与加速面积大小相等，则系统将处于稳定的极限情况，大于这个角度切除故障，系统将失去稳定。这个角度成为极限切除角c.lim。

应用等面积定则可确定c.lim

clim0(P0Pm IIsin)dcrclim(P0Pm IIIsin)d0

整理得:

climarccosP0(cr0)Pm IIIcoscrPm IIcos0Pm IIIPm II

0arcsinP0PmⅢ初始角:

0arcsinP0PmⅠ，临界角:

21. 习题9-1：某系统典型日负荷曲线如题图所示，试计算：日平均负荷；负荷率k，最小负荷系数以及峰谷差

maPm。

解：（1）日平均负荷

pav7025048021004802904120470224MW85MW（2）负荷率

kmPavPmax851200.7083

（3）最小负荷系数（4）峰谷差PmaPminPmax501200.4167

70MWPmaxPmin(12050)MW

某工厂用电的年待续负荷曲线如题图9-3所示。试求：工厂全年平均负荷，全年耗电量及最大负荷利用小时数Tmax。 解：（1）全年平均负荷

pav(y)10020006030004037608760MW 60.548MW(2)全年耗电量

W87600Pdt(1002000603000403760)1083kWh 5.30410kWh（3）最大负荷利用小时数

Tmax1Pmax87600PdtWPmax5.304101001038h5304h

一条100KV架空输电线路，长100km，ro0.1209/km，xo0.400/km，忽略线

路对地电容，已知线路未端运行电压VLD=105kV，负荷PLD=42MW，cosφ=0.85。试计算：（1）输电线路的电压降落和电压损耗；（2）线路阻抗的功率损耗和输电效率；（3）线路首端和未端的电压偏移。 解： R12.09QLDPLDtanPLD10012.09Ω，X0.410010.850.85240Ω

1coscos24226.029MW

ΔVPLDRQVLDLDX4212.0926.0294010514.7512KVVPLDXQLDRVLD424026.02912.0910513.0031KV

电压降落：VV1LDVjV14.7512j13.0031V1(VLDΔV)2V2(10514.752)213.0032120.4551KV

电压损耗：

V1VLD120.455110515.4551KV（2)功率损耗

PIR2PLDQLDVLD222R42226.0291052212.092.6767MW

QIX2PLDQV2LD22LDX42226.02910522408.8560MW

输电效率：

PLDPLDΔP100%42422.68100%94.01%（3）未端电压偏移： 首端电压偏移：

105110110100%4.545%

120.4551110110100%9.505%例12-3 降压变压器及其等值电路示于图（a）、（b）。已知在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为Smax=（28＋j14）MVA和Smin=（10＋j6）MVA ，高压侧的电压分别为V1max＝110kV和V1min＝113kV 。要求低压母线的电压变化不超出（6～6.6）kV的范围，试选择分接头。

31.5MVA 1 2 S 110±2*2.5%/6.3kV 1 2 S 2.44+j40Ω (

解：先计算最大/最小负荷时变压器的电压损耗

VTmaxVTmin282.441440110102.446401135.7kV

假定在最大/最小负荷时低压侧V2max＝6kV和V2min＝6.6kV，则

2.34kVV1tmaxV1tmin1105.76.06.66.3109.4kV6.3105.6kV

取算术平均值V1tav=107.5kV

选最接近的分接头V1t=107.25kV并校验低压母线的实际电压

V2tmaxV2tmin1105.7107.25107.256.36.13kV6kV6.36.5kV6.6kV1132.341132.34

可见所选分接头是能满足电压要求的。

六、如图二所示，变压器阻抗RT+jXT=2.44+j40欧已归算到高压侧，最大、最小负荷时，通过变压器的功率分别为Smax=28+j14MVA和Smin=10+j6MVA，高压侧的电压分别为U1max=110kV和U1min=113kV，要求低压母线的电压变化不超过6.0～6.6kV的范围，试选择合适的分接头。（25分）

答：

最大、最小负荷时，

△UTmax=(28×2.44+14×40)/110=5.7kV △DUTmin=(10×2.44+6×40)/113=2.34kV (5分)

根据低压母线的电压要求，可以取最大负荷时低压侧的电压U2max=6.0，最小负荷时低压侧的电压 U2min= 6.6kV。

UTHmax=(U1max-△UTmax)UTL/U2max

=(110–5.7)×6.3/6=109.4kV UTHmin=(113–2.34)×6.3/6.6=105.6kV UTHav=(109.4+105.6)/2=107.5kV

选择最接近的分接头：UTH=110×(1–2.5%)=107.25kV (12分) 校验：U2max=(110–5.7)× 6.3/107.25=6.13kV>6kV U2min=(113–2.34)×6.3/107.25=6.5kV<6.6kV 所以，分接头107.25kV可以满足要求。

 习题14-9 两个火电厂并联运行，其燃料耗量特性如下：（计算题必考）

F1＝（4+0.3PG1+0.0008P2G1）t/h, 200MW≦PG1≦300MW F2＝（3+0.33PG2+0.0004P2G2）t/h, 340MW≦PG2≦560MW。

系统总负荷分别为850MW和550MW，试确定不计网损时各厂负荷的经济分配。 解：（1）系统总负荷为850MW时

PG2=850-PG1，各发电厂的燃料耗量微增率为

1dF1dPG1ddPG1(40.3PG10.008PG1)0.30.0016PG12

2dF2dPG2ddPG2(30.33PG20.004PG2)0.330.008PG22令λ1=λ2，并将PG2=850-PG1代入，可解出PG1，即 0.3+0.0016PG1=0.33+0.008（850-PG1） （0.0016+0.0008）PG1=0.33-0.3+0.008，可得

PG1=295.883MW，PG2=850-PG1=（850-295.833）MW=554.167MW

（2）当系统总负荷为550MW时，即PG2=550- PG1，令λ1=λ2，并将PG2=550-PG1代入，便得

（0.0016+0.0008）×10-3PG1=0.33-0.3+0.008×550×10-3

由此可得PG1=195.833MW，但PG1的最小允许负荷PG1≥200MW，故PG1=200MW，PG2=（550-200）MW=350MW。

三个火电厂并联运行，各电厂的燃料消耗特性及功率约束条件如下：P138 F1＝（4+0.3PG1+0.0007P2G1）t/h, 100MW≦PG1≦200MW F2＝（3+0.32PG2+0.0004P2G2）t/h, 120MW≦PG2≦250MW F3＝（3.5+0.3PG3+0.00045P2G3）t/h, 120MW≦PG2≦300MW

当总负荷为400MW和250MW时，试分别确定发电厂间功率的经济分配（不计网损） 解：（1）按所给耗量特性可得各厂的微增耗量特性为 ， ，令

12，可解出， V1PG114.290.572PG20.3PG3VLDVjVPG322.220.8PG2dF110.30.0014PG1dPG1

电压



（2）总负荷为400MW，即PG1+ PG2+PG3=400MW。

将PG1和 PG3都用PG2表示，便得14.29+0.572PG2+PG2+22.22+0.8PG2=400 由此可算出PG2=270MW，已越出上限值，故应取PG2=250MW。剩余的负荷功率450MW再由电厂1和3进行经济分配。P G1+P G3=450，将PG1和PG3表示，便得0.3PG3+PG3=450 由此解出：PG3=274MW和PG1=（450-274）MW=176MW，都在限值以内。

23dF3dPG30.30.0009PG3dF2dPG20.320.0008PG2（3）总负荷为250MW，即PG1+ PG2+PG3=250MW。 将PG1和 PG3都用PG2表示，可得2.461PG2=363.49

于是，PG2=147.7MW，PG1=14.29+0.572PG2=(14.29+0.572×147.7)MW=98.77MW 由于PG1已低于下限值，故应取PG1=100MW。剩余的负荷功率300MW，应该在电厂2和3之间重新分配。P G2+P G3=300，将PG3和PG2表示，便得PG2+22.22+0.8PG2 =300 由此解出：PG2=147.05MW和PG3=（300-147.05）MW=152.95MW，都在限值以内。