电力系统运行与控制.doc

考纲稳态分析 计算题从稳态分析出1. 潮流计算2. 稳态运行（本科教材，有功、无功调节）3. 故障分析（简单故障，对称分量法）4. 状态估计（基本概念）暂态分析1. 同步电机模型（基本概念）2. 稳定性分析1) 主要是暂态稳定（时域法、直接法基本概念）2) 低频振荡重点内容潮流计算1.等值参数变压器模型参数 本科教材上册，P23，23 变压器的等值电路和参数变压器中心点接地方式，对应等值电路，有哪些参数，物理意义本科教材上册，P126，图610、图611变压器Y/-11接法，原变、副边U、I相位关系 见本科教材上册P156，图715输电线路等值电路，序阻抗怎么定义的，影响因素。各序阻抗大小关系，倍数关系。 见本科教材上册P130,64节2.计算方法1）基本要求对于一个潮流算法，其基本要求可归纳成以下四个方面1) 计算速度2) 计算机内存占用量3) 算法的收敛可靠性4) 程序设计的方便性以及算法扩充移植等的灵活通用性2）各种方法及特点高斯塞德尔法：优点是原理简单，程序设计十分容易，占用内存非常节省，且每次迭代所需计算量很小。缺点是收敛速度很慢，迭代次数与计算网络节点数密切相关；并且对于病态条件的系统，往往会收敛困难。牛顿拉夫逊法：最基本、最重要的一种算法，是其他一些派生算法的基础，具有快速的收敛性和良好的收敛可靠性。快速解耦法（PQ解耦）：在计算速度、内存占用量及程序设计简单等方面的优异特性，已经使它成为当前使用最为普遍的一种算法。特别对在线计算，作为一种精确的算法，其计算速度更非其他算法所能比拟。保留非线性算法：采用了更精确的模型，具有良好收敛可靠性、较快的计算速度。最小潮流法：在处理病态潮流方面具有优越性。另外,随机潮流，直流潮流等，见研究生教材上册，P703）牛顿拉夫逊法计算过程，存在问题计算步骤，见本科教材下册，P4344性能和特点突出优点是收敛速度快，若选择到一个较好的初值，算法将具有平方收敛特性，一般迭代45次便可以收敛到一个非常精确的解，且迭代次数与所计算网络的规模基本无关。牛顿法也具有良好的收敛可靠性，对于病态系统均能可靠地收敛。缺点是牛顿法所需的内存量及每次迭代所需时间均较高斯塞德尔为多，并与程序设计技巧密切相关。牛顿法的可靠收敛取决于有一个良好的启动初值，如果初值选择不当，算法有可能不收敛或收敛到一个无法运行的解点上。解决这个问题的办法可以先用高斯塞德尔发迭代12次，以此迭代结果作为牛顿法的初值；也可以先用直流法潮流求解一次以求得一个较好的角度初值，然后转入牛顿法迭代。4）潮流计算与状态估计的关系潮流计算一般是根据给定的n个节点的注入量或电压模值求解n个节点的复数电压，方程式的数目等于未知数的数目。而在状态估计中，测量向量的维数一般大于未知状态向量的维数，也即方程式的个数多于未知数的个数，其中，测量向量可以是节点电压、节点注入功率、线路潮流等测量量的任意组合。此外，两者求解的数学方法也是不同的。潮流计算一般用牛顿拉夫逊法求解2n个非线性方程组。而状态估计则是根据一定的估计准则，按估计理论的处理方法来求解方程组的。故障分析基本概念和分类简单故障是指电力系统的某处发生一种故障的情况，包括横向故障：三相短路、单相接地、两相短路、两相短路接地；纵向故障：单相断线、两相断开；简单故障分析见本科教材上册第七章，71和75节。对称分量法，前提条件，如何构成 对称分量法见本科教材上册P117,61节。！若有多重故障，则用基尔霍夫定理列方程，用最基本的方法入手。状态估计1.概念状态变量：通常称能足够表征电力系统特征所需最小数目的变量为电力系统的状态变量。暂态安全分析：用来判断在发生预想事故后，系统是否会失稳的功能。静态安全分析：用来判断在发生预想事故后，系统是否会发生过负荷或电压越限的功能。正常状态、紧急状态等概念见研究生教材上册，第三章电力系统静态安全分析、第一节概述。2.参数识别最小二乘法原理，特点最小二乘法是一种非统计学的估计方法，它是以测量值Z和测量值之差的平方和最小为目标准则的估计方法。这种方法优点是不需要随机变量的任何统计特性。设状态变量的值x与测量值Z之间的关系为 ZHxv 式中:H为mn矩阵按最小二乘准则建立目标函数 J（x）对目标函数求导数并取为零，即 就可以求出估计值。3.不良数据辨识不良数据出现的处理方法当出现不良数据时，需要通过检测与辨识的的方法来处理，才能满足状态估计计算对测量数据的要求。所谓检测是用来判定是否存在不良数据，而辨识则是为了寻找出哪一个数据是不良数据，以便进行剔除或补充，然后重新进行状态估计。不良数据的检测一般均是通过检查目标函数是否大大偏离正常值或残差是否超过正常值来反应的，常用方法有三种：J（）检测法；加权残差检测法；标准化残差检测法。 残差搜索辨识法，也就是用残差绝对值由大到小排队来逐维作试探，通常分为rN与rW法。稳定分析（不计算，只分析）什么叫稳定，有什么措施可以保持稳定？电力系统正常运行的一个主要标志，是系统中的同步电机都处于同步运行状态，即并联运行的同步电机都有相同的电角速度，这种情况下，表征系统运行状态的参数具有接近于不变的数值，称此情况为稳定运行状态。具体措施有预防控制、校正控制等。见研究生教材上册，第三章 电力系统静态安全分析、第一节概述。静态稳定，提高静稳有哪些方法？所谓电力系统静态稳定性，一般是指电力系统在运行中受到微小扰动后，不发生自发振荡和非周期性失步，独立地恢复到它原来的运行状态的能力。提高静稳的方法： 装设自动励磁调节器和抑制自发振荡的PSS稳定器； 适当减小发电机的电抗； 装设输电线路串联补偿装置； 装设输电线路并联电抗补偿； 装设同步调相机或静止补偿器。暂态稳定时域法计算步骤1. 列写描述系统暂态过程的微分方程组和代数方程组2. 以稳态工况或潮流解为初值，利用数值积分的方法求解上述方程组3. 根据求得的发电机转子摇摆曲线来判别系统在大扰动下能否保持同步运行机网如何接口发电机端电压和电流经过dq0坐标到xy0系统的坐标变化后，与正序网络接口直接法： 4. 相关不稳定平衡点法5. 势能边界面法6. 扩展等面积法电力系统振荡，描述振荡的物理过程，有哪些类，产生的原因是什么？发生电力系统振荡时，系统中电流、电压功率等运行参数将发生剧烈变化和振荡，并且系统中发电机转子之间产生相对运动。电力系统振荡主要分为：低频振荡：由于系统阻尼不足而产生的自发振荡。失步振荡：受到小扰动或大扰动后，系统不稳定而产生的振荡次同步振荡：次同步振荡产生的原因，抑制的措施？产生的原因有：电气系统中的LC谐振，引起发电机轴系的扭振HVDC及其控制系统、SVS、PSS等有源快速控制装置，在一定条件下可能激发扭振抑制的措施：1. 通过附加或改造一次设备防止次同步振荡，如，发电机转子上装设极面阻尼器、在发电机出口线路上串联“阻塞滤波器”或并联的动态滤波器等。2. 通过二次设备（控制装置）来抑制次同步振荡，通过对振荡模式的阻尼来抑制次同步振荡，即SSO阻尼控制器。同步电机数学模型（不背公式）Park方程，什么是原始方程，为什么要引入Park变换，变换前后系数矩阵有什么变化？原始方程：在规定的正方向下，对定子的a、b、c回路和转子的励磁、阻尼回路列写的电压平衡方程及磁链方程。Park变换：把定子的a、b、c三相变量转换为d、q、0轴分量，即一种把a、b、c坐标系统变化到d、q、0系统的线性变换，把观察者的立场从静止的定子上转到了同转子一起旋转的转子上。变换后，磁链方程的电感系数矩阵变为了常数。Park方程：引入Park变换的电压平衡方程和磁链方程。采用标么值系统： 采用标么值后，基本方程的形式不变使磁链方程的互感系数矩阵变为对称用实用参数表示基本方程（电压平衡方程和磁链方程）各种电抗物理意义瞬变电抗、超瞬变电抗电机突然三相短路，定子、转子电流如何分布？本科教材上册，P68，表42稳态运行（调频、调压，本科教材）什么是电压中枢点，如何调节电压？系统中的负荷总是通过一些主要的供电点供应电力的，如区域性水、火电厂的高压母线；枢纽变电所的二次母线；有大量地方负荷的发电机电压母线。这些供电点成为中枢点。中枢点的调压方式分为三类：逆调压、顺调压和常调压。什么是频率