电力系统稳态 分析.doc

电力系统稳态分析教材及大纲介绍课程名称： 电力系统 任课教师姓名： 颜伟 课程类别： 必修课 教材名称： 电力系统稳态分析(第三版) 主编姓名： 陈珩 修订人员姓名：陈怡 万秋兰 高山 出版时间： 2007.4 授课对象： 电气工程 学院 电气工程自动化 专业 07电气 班 120 人时数分配总时数讲课习题课辅导课课堂讨论实验设计实习调查考试其他教学计划时 数4036112课程总学分2课内外时数比例本学期学分2每周答疑单位数1教学目的、要求本课程是“电力系统及其自动化”专业的主干专业课程，在教学计划中起着承上启下的作用。它的先修课程主要有“电路原理”、“电机学”、“电磁场”等。它和“发电厂电气部分”、“电力系统继电保护”、“电力系统自动装置”等专业课程有着密切关系。它是其它电力专业课程的基础。通过本课程的学习使学生获得电力系统分析的基本理论、基本知识和基本技能。掌握电力系统稳态运行的基本分析方法和计算方法。学生在学习本课程之后，应达到如下要求：1、 熟悉电力系统运行的特点和要求，熟悉同步电机、负荷及网络元件的特性。2、 掌握电力系统各元件参数、电压降落、功率损耗的计算方法。3、 掌握电力网络的数学模型及简单和复杂系统潮流的计算方法。4、 熟悉电力系统经济运行的原则及电压、频率调整的方法。参考资料：1、 华智明，电力系统稳态计算，重庆大学出版社，1995.11720102011学年度第二学期教学内容及学时安排第一章 电力系统基本概念（5学时）基本内容：1.1 电力系统概述F1 我国电力工业和电力系统简介（补充）1.2 电力系统运行应满足的基本要求1.3 电力系统的结线方式和电压等级1.4 电力系统工程学科和电力系统分析课程重点内容：（1）基本定义：电力系统,电力网络,电力系统的中性点（2）基本概念：1）电能生产、输送、消费的特点；2）对电力系统运行的基本要求；3）电能的质量指标和经济性指标；4）单一电力系统联合的优点；5）电力元件的额定电压；6）电力系统中性点的运行方式；难点内容：电力元件的额定电压思考题：（1） 什么是电力系统？（2） 什么是电力网络？（3） 电能生产、输送、消费的特点是什么？（4） 对电力系统运行的基本要求是什么？（5） 根据可靠性要求负荷分为几级？具体的特点是什么？ （6） 电能质量有那些指标？（7） 什么是波形的畸变率？（8） 什么是煤耗率？（9） 什么是线损率或网损率？（10） 保证系统运行的经济性有那些措施？（11） 单一电力系统的互联有那些优点？（12） 有备用结线方式与无备用结线方式分别有那些？（13） 用电设备、线路、发电机和变压器的额定电压是如何定义的？（14） 什么是电力系统的中性点？（15） 电力系统中性点的运行方式有那些？分别有何特点及适用范围？习题：1.1第二章 电力系统各元件的特性和数学模型（9学时）2.1发电机的运行特性和数学模型1）隐极发电机的功率极限2.2变压器的参数和等值电路1）G型和p型2.3电力线路的参数和数学模型2.3.1 电力线路结构简述2.3.2 电力线路的阻抗2.3.3 电力线路的导纳2.3.4 电力线路的数学模型1）一般线路的等值电路2）长线路的等值电路2.4负荷的运行特性和数学模型1） 用电负荷、供电负荷、发电负荷2） 负荷的静态特性和频率特性2.5电力网络的数学模型1）标幺制及其应用2）多电压等级网络的等值电路与阻抗归算思考题：（1） 根据复功率的定义，如何理解有名制或标么制形式的三相功率与单相功率的关系？如何理解无功功率的正负与电压电流相量的相位关系？（2） 发电机组运行的约束条件及其受制因素是什么？（3） 发电机组的额定功率与最大功率的关系是什么？（4） 如何理解双绕组（或者三绕组）变压器的短路参数（Pk、Uk）与空载参数（P0、I0）？（5） 双绕组变压器的阻抗导纳参数的物理意义是什么？与三绕组变压器有何不同？（6） 变压器的两侧（或三侧）有不同的额定电压，其阻抗导纳公式中的额定电压是那一侧的额定电压？选择不同的额定电压，其阻抗导纳参数的物理意义有何变化？（7） 变压器的额定电压与分接头电压有何关系？同一侧的分接头电压可能有多个，在阻抗导纳计算公式中若采用分接头电压代替额定电压，其阻抗导纳参数的物理意义又是什么？（8） 变压器等值电路的节点与其电气接线图中的相应结点是否相同（具有相同的电压）？若不相同，如何修改等值电路使其相同？（9） 如何计算变压器的变比（额定变比和实际变比）？考虑理想变压器支路，如何确定变压器的等值电路？如何根据变压器的阻抗导纳参数来确定相应的等值电路？（10） 普通三绕组变压器的结构与漏抗大小的关系是什么？（11） 等截面积的架空线单导线和分裂导线与电缆线路在电阻、电抗、对地电纳方面的差别是什么？（12） 三相架空线的导线半径和几何均矩的大小与导线电抗、电纳和电晕临界电压的关系是什么？（13） 电力导线的电抗、对地电导和对地电纳的大小取决于什么因素，分别与导线的哪些因素有关？（14） 什么是电晕现象？什么是波阻抗、自然功率、相位系数？（15） 超高压无损线路传输自然功率时，线路的电压幅值、相位与功率因数的特点是什么？（16） 超高压无损线路功率的大小与线路首末端电压的关系是什么？（17） 什么是电力系统的综合用电负荷、供电负荷与发电负荷？（18） 什么是负荷曲线与负荷特性？（19） 如何确定多电压级网络的等值电路？如何根据等值电路计算有名值或者标么值等值参数？如何进行多电压级电网的等值参数归算和等值电路的修改？习题：1.5（a,c,d）1.12第三章 简单电力网络的计算和分析（6学时）3.1 电力线路和变压器运行状况的计算1）电力网络中的功率损耗与电压损耗计算及电能损耗的概念3.2 辐射形和环形网络中的潮流分布3.2.1辐射形网络的潮流分布计算3.2.2 环形网络的潮流分布与功率调整思考题：（1） 基本概念：电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整、最大负荷利用小时数、年负荷率、最大负荷损耗时间、年负荷损耗率、线路输电效率。（2） 高压输电线路分别在空载、带纯感性负载和纯有功负载时，首末端电压的幅值与相位的关系是什么？（3） 什么是变压器的铜耗与铁耗？必须掌握的公式（1）对地导纳的功率损耗公式，串联阻抗的功率损耗与电压降落（横分量和纵分量）计算公式。习题：2.5 4.3 2.9（a,b）2.15第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法（6学时）4.1.1节点电压方程4.1.3 节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵4.2功率方程及其迭代解法4.2.1功率方程和变量、节点的分类4.3牛顿.拉夫逊潮流计算（极坐标形式）思考题：（1） 节点导纳矩阵元素的定义和物理意义及节点导纳矩阵的特点是什么？（2） 极坐标形式的潮流方程计算公式?（3） 功率方程中变量的分类是什么？（4） 节点的分类及其特点是什么？（5） 为什么要有平衡节点？（6） 牛顿拉夫逊法求解非线性方程的基本原理是什么？（7） 独立潮流方程组的构成、待求变量与节点类型的关系是什么？（8） 牛顿修正方程组及其特点？（9） 牛拉法潮流计算的步骤？习题：3.3 3.11第五章 电力系统的有功功率和频率调整（6学时）5.3 电力系统频率的调整重点：发电机和负荷的频率特性，一次调频、二次调频与三次调频的概念与计算思考题：（1） 频率调整时负荷变动的类型及其特点是什么？（2） 频率调整的方法及其特点是什么？（3） 负荷变动与频率调整的关系是什么？（4） 什么是可供调度的系统电源容量、备用容量、热备用和冷备用、负荷备用（事故备用、检修备用、国民经济备用）？（5） 两类备用容量的关系？（6） 有功功率最优分配的主要内容？（7） 各类电厂的运行特点？（8） 各类电厂的投切费用特点？（9） 各类电厂的运行费用？水-原子能-火（10） 什么是水电厂与热电厂的强迫功率？（11） 发电机、负荷与系统的单位调节功率定义及物理意义？（12） 发电机、负荷与系统的单位调节功率的计算公式？（13） 一次调频的功率频率调整量计算方法？（14） 二次调频的功率频率调整量计算方法？（15） 一次或二次调频时互联系统联络线功率调整量的计算方法？（16） 调频厂应满足的要求？ 习题：5.4 5.5 5.7第六章 电力系统无功功率和电压调整（6学时）6.3 电力系统的电压调整重点：电压调整的具体措施即改变变压器变比调压、利用无功功率补偿调压。思考题：（1） 无功和电压调节与有功和频率调整的区别？（2） 常用的无功电源有哪几类？各自有何主要特点（范围、控制方式、与电压的关系、单位投资、维护费用、反应速度）（3） 电压调整时负荷变动及其引起电压的偏移分类有几种？具体是什么？（4） 限制冲击性负荷引起的电压波动的主要措施及其作用原理是什么？（5） 电压调整针对的电压变动产生的原因是什么？（6） 什么是电压中枢点？（7） 中枢点电压的调整方式有那些？什么是逆调压、顺调压和常调压？（8） 电压调整的主要手段有那些？（发电机、变压器、无功补偿及其组合调压等）？（9） 变压器分接头调压或者电容器调压的计算方法？习题：6.1 6.5总复习（2学时）20102011学年度第二学期教学日历周次日期节次教学方式教学内容一2.221讲课第一章 电力系统基本概念1-1 电力系统概述1）电力系统2）电力网络3）配电系统F1 我国电力工业和电力系统简介（补充）1-3 电力系统运行应满足的要求1）优质2）可靠3）经济2.252讲课1-4电力系统的结线方式和电压等级1）接地与不接地2）电力元件的额定电压3）电压等级与传输功率、距离的关系二3.13讲课续1-41-5电力系统工程学科和电力系统分析课程第二章 电力系统各元件的特性和数学模型2-1发电机的运行特性和数学模型隐极发电机的功率极限3.44讲课续2-12-2变压器的参数和等值电路三3.85讲课2-3电力线路的参数和数学模型一般线路，单导线、分裂导线、电缆3.116讲课2-4负荷的运行特性1）用电负荷、供电负荷、发电负荷2）负荷的静态特性和频率特性2-5电力网络的数学模型1）标幺制及其应用2）多电压等级网络的等值电路与阻抗归算四3.157讲课续（p型）等值变压器模型及其应用3.188讲课第三章 简单电力网络的计算和分析3-1 电力线路和变压器运行状况的计算和分析电力网络中功率和电压损耗及电能损耗五3.229讲课3-2 辐射形和环形网络中的潮流分布3-2-1辐射形网络的潮流分布3-2-2 环形网络的潮流分布与功率调整3.2510讲课续3-2-2，习题讨论六3.2911讲课第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法4-1 电力网络方程节点电压方程，节点导纳矩阵4.112讲课4-2功率方程及其迭代解法功率方程和变量、节点的分类七4.1213讲课4-3牛顿-拉夫逊潮流计算（极坐标形式）4.1514讲课第五章 电力系统的有功功率和频率调整5-1电力系统有