电力系统分析基础总复习

1、电力系统分析基础电力系统分析基础Power System Analysis Basis（九）（九） 主讲人：朱晓荣考试时间：1月10号（20周星期六） 14:3016:30答疑地点：教十一楼A317答疑时间：1月8、9日全天 8:30-11:30 15:00-17:00总复习总复习第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念1 1、电力系统的概念和组成电力系统的概念和组成电力网、电力系统、动力系统及之间关系电力网、电力系统、动力系统及之间关系2 2、电力系统为什么要互联运行电力系统为什么要互联运行经济、可靠、互补、备用经济、可靠、互补、备用3 3、电能变换和电源构成、电能变换和电源构成水

2、水20%20%、火、火70%70%、核、核10%10%，了解新能源，了解新能源4 4、电力系统的负荷、电力系统的负荷了解负荷曲线、负荷率了解负荷曲线、负荷率K Kp p、最大负荷利用小时、最大负荷利用小时T Tmaxmax5 5、电力系统运行的特点及要求、电力系统运行的特点及要求电能质量电能质量、运行特点、运行要求、运行特点、运行要求6 6、电力系统的电压等级电力系统的电压等级用电设备允许偏差用电设备允许偏差 5%5%、首末端、首末端10%10%发电机额定电压高于电网发电机额定电压高于电网5%5%变压器变压器升压变：升压变：= =发电机额定电压发电机额定电压一次侧：用电设备一次侧：用电设备降压

3、变：降压变：= =电网额定电压电网额定电压U UN N二次侧：发电设备二次侧：发电设备额定电压为空载电压额定电压为空载电压内部损耗约内部损耗约5%5%二次电压高出二次电压高出10%10%标称电压等级标称电压等级7 7、了解电力网接线、了解电力网接线8 8、掌握中性点的接地方式掌握中性点的接地方式有哪几种有哪几种无备用无备用从一条线获得电源从一条线获得电源不接地不接地中性点直接接地中性点直接接地适应范围适应范围有备用有备用从两条及以上线获得电源从两条及以上线获得电源中性点不直接接地中性点不直接接地经消弧线圈接地经消弧线圈接地经电阻接地经电阻接地中性点不接地系统的优缺点中性点不接地系统的优缺点第二

4、章第二章 电力系统元件的电气参数及等值电路电力系统元件的电气参数及等值电路1 1、了解电力线路的结构、了解电力线路的结构型号的表示型号的表示3 3、掌握变压器的电气参数及等值电路掌握变压器的电气参数及等值电路多级电压网的归算问题多级电压网的归算问题确定基准级，按变压器变比归算确定基准级，按变压器变比归算计算计算R RT T时归算时归算短路试验短路试验归算问题归算问题三绕组容量不同时三绕组容量不同时标幺值电路的制定标幺值电路的制定2 2、熟悉电力线路的电气参数及等值电路、熟悉电力线路的电气参数及等值电路- -扩径、分裂、换位扩径、分裂、换位空载试验空载试验计算计算X XT T时不归算时不归算)(

5、S1000UPR2N2NkT SU%uXN2NkT100 )S(U1000PG2NT0 USIB2NN0T100% 4 4、熟练制作电力系统的等值电路熟练制作电力系统的等值电路归算有名值归算有名值归算归算基准基准值值端部完全等值的变压器模型的作用及推导端部完全等值的变压器模型的作用及推导5 5、了解电力设备运行的基本知识、了解电力设备运行的基本知识正常运行正常运行发电机发电机结构结构变压器并列运行的条件变压器并列运行的条件正常过负荷正常过负荷迟相迟相发发P P、Q Q变压器变压器自然方式自然方式30%30%运行极限图运行极限图组别一致组别一致变比相同变比相同非正常运行非正常运行进相进相发发P

6、P、收、收Q Q调相调相发、收发、收Q Q短时过负荷短时过负荷异步运行异步运行失磁，吸收无功、发异步有功失磁，吸收无功、发异步有功不对称运行不对称运行强迫方式强迫方式20%20%事故过负荷事故过负荷牺牲寿命，不超过牺牲寿命，不超过2 2倍倍升压：铁升压：铁- -中中- -低低- -高高降压：铁降压：铁- -低低- -中中- -高高变压器接线形式变压器接线形式短路电压百分比值相等短路电压百分比值相等断路器断路器有灭弧能力，分合负荷及故障电流有灭弧能力，分合负荷及故障电流第三章第三章 简单电力系统的潮流计算简单电力系统的潮流计算1 1、掌握基本概念与计算掌握基本概念与计算同一电压等级同一电压等级如

7、何求电压降落如何求电压降落3 3、了解双端供电网的潮流计算方法、了解双端供电网的潮流计算方法电压降落电压降落不同电压等级时，归算问题不同电压等级时，归算问题2 2、掌握开式网的潮流计算方法、掌握开式网的潮流计算方法已知：末端功率与电压，一步完成已知：末端功率与电压，一步完成力矩原理力矩原理电压损耗电压损耗电压偏移电压偏移如何求功率损耗如何求功率损耗已知：末端功率，首端电压，二步完成已知：末端功率，首端电压，二步完成功率分点功率分点4 4、了解环型网的潮流计算方法、了解环型网的潮流计算方法单电压级单电压级按两端供电，强迫按两端供电，强迫=0=0多电压级多电压级有强迫功率有强迫功率5 5、了解电力

8、网潮流的调整与控制手段、了解电力网潮流的调整与控制手段UUUQXPUXQRP.jRjU 相相量量差差UUU21 标标量量差差)(UUUUU 21 %100UUUNN 1n1iiaaNn1iiLi1ZZZUUUZZSS第四章第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法复杂电力系统潮流的计算机算法1 1、掌握节点导纳矩阵的形成与修改掌握节点导纳矩阵的形成与修改PQPQ节点节点3 3、了解高斯、了解高斯塞德尔迭代法的原理与步骤塞德尔迭代法的原理与步骤2 2、掌握潮流计算中节点的分类方法掌握潮流计算中节点的分类方法PVPV节点节点平衡节点平衡节点 njij1j*jij*iiiiii.UYUjQPY1Uj.n1

9、jij*i*iiUYU)jQP( 4 4、了解牛顿、了解牛顿拉夫逊法的原理与步骤拉夫逊法的原理与步骤局部线性化局部线性化 efSLNRJHQPu2 mn1m1n第五章第五章 电力系统有功功率的最优分配与频率调整电力系统有功功率的最优分配与频率调整1 1、掌握各类负荷的特点及调整方法掌握各类负荷的特点及调整方法一次调频一次调频调速器调节调速器调节2 2、了解有功功率的最优分配原理、了解有功功率的最优分配原理等耗量微增率准则等耗量微增率准则频率与有功功率密切相关频率与有功功率密切相关3 3、掌握负荷及电源的频率静态特性及频率调节方法掌握负荷及电源的频率静态特性及频率调节方法二次调频二次调频调频器调

10、节调频器调节三次调频三次调频经济分配经济分配耗量特性及等微增率准则耗量特性及等微增率准则如果如果应如何调整机组出力应如何调整机组出力2211GGdPdFdPdF水、火电厂不计网损时：水、火电厂不计网损时：水、火电厂计及网损时：水、火电厂计及网损时：kjkjkjikikdPdQdPdF kjjjiiLL f*p*负荷负荷f*p*电源电源f*p*有二次调频有二次调频100%1K1K*GG 为什么说只有一次调频是有差调节，二次调频可以做到无差调节，为什么说只有一次调频是有差调节，二次调频可以做到无差调节，负荷变化时负荷变化时的频率计算的频率计算 PL0 - PG0 = - ks f4 4、了解互联系

11、统的频率调整方法、了解互联系统的频率调整方法第六章第六章 电力系统的无功功率与电压调整电力系统的无功功率与电压调整1 1、掌握无功电源的种类掌握无功电源的种类发电机发电机2 2、了解无功功率的经济分布原理、了解无功功率的经济分布原理电压与无功功率密切相关电压与无功功率密切相关3 3、掌握电压调节方法及概念掌握电压调节方法及概念调相器调相器静止电容器静止电容器无功电源的最优分布无功电源的最优分布等网损微增率等网损微增率无功负荷的最优补偿无功负荷的最优补偿最优网损微增率（容量确定、设备分布、顺序选择最优网损微增率（容量确定、设备分布、顺序选择电压偏移主要受什么影响电压偏移主要受什么影响静止补偿器静

12、止补偿器QQQPQQQPGjGjGiGi1111 中枢点电压调整方式中枢点电压调整方式逆逆(1.05-1.0)(1.05-1.0)、顺、顺(1.025-1.075)(1.025-1.075)、常、常(1.02-1.05)(1.02-1.05)电压调整方法电压调整方法发电机发电机调励磁调励磁变压器变压器调分接头及其计算调分接头及其计算并联补偿并联补偿调相机、静止补偿器、调相机、静止补偿器、电容器电容器补偿容量的计算补偿容量的计算改变参数改变参数调压与调频方法的差异调压与调频方法的差异第七章第七章 电力系统电磁暂态过程分析电力系统电磁暂态过程分析1 1、了解电力网、了解电力网故障类型、产生原因、危

13、害及预防措施故障类型、产生原因、危害及预防措施2 2、理解三相短路过渡过程分析分析方法理解三相短路过渡过程分析分析方法R/LTiiAe)t(sinIiadfdzT/ tddzmda 产生最大短路全电流的条件产生最大短路全电流的条件短路冲击电流短路冲击电流iM和冲击系数和冲击系数kM1 kM 2发电机母线时发电机母线时kM=1.9， iM =2.7 Idz高压电网时高压电网时kM=1.8， iM =2.55 Idz什么条件下故障不会出现过渡过程什么条件下故障不会出现过渡过程短路前空载短路前空载合闸电压初相角为零合闸电压初相角为零纯电感电路纯电感电路3 3、掌握三相短路电流计算的实用方法掌握三相短

14、路电流计算的实用方法重点是求交流电流初始值重点是求交流电流初始值I简单系统可用等值法求简单系统可用等值法求短路回路总电抗标幺值短路回路总电抗标幺值X Xd d* *计算短路电流时的一些简化假设条件计算短路电流时的一些简化假设条件*dBddBdzXSSXII应用运算曲线可求任意时刻短路电流的周期分量应用运算曲线可求任意时刻短路电流的周期分量复杂系统可用叠加原理法，复杂系统可用叠加原理法，利用导纳矩阵求各个节利用导纳矩阵求各个节点到点到短路点的转移阻抗短路点的转移阻抗Z ZififZZ1ZZUIffffff0ff短短路路点点电电流流为为：IZ1IZUUUUifif0ii0iiff：短短路路后后的的

15、节节点点电电压压为为无穷大系统的概念无穷大系统的概念4 4、掌握对称分量法原理并能形成各序网络掌握对称分量法原理并能形成各序网络理解对称分量法原理及电力元件的各序参数理解对称分量法原理及电力元件的各序参数计算分量与合成短路电流计算分量与合成短路电流1111122120aaaaTTFFabc能画出电力系统的等值零序网路能画出电力系统的等值零序网路5 5、会用称分量法原理分析各种不对称故障会用称分量法原理分析各种不对称故障理解各种故障的边界条件理解各种故障的边界条件会画各种故障的复合序网图会画各种故障的复合序网图计算各序网中任意处各序电流、电压计算各序网中任意处各序电流、电压4.1（1）求节点导纳

16、矩阵求节点导纳矩阵（2）当节点当节点2，4之间阻抗为之间阻抗为0时，修改导纳矩阵。时，修改导纳矩阵。12341:1.1j0.1j0.2j0.1j0.251 等值变压器模型的应用等值变压器模型的应用2 节点导纳矩阵的修改节点导纳矩阵的修改11/1.1:1j0.1211:1.1j0.1/(1.12)21、节点导纳矩阵为：节点导纳矩阵为： j14j4j100j4j9j50j10j5j25j1100j111 .j12Y1231:1.1j0.1j0.2j0.252 、当节点当节点2，4之间阻抗为之间阻抗为0时，看作先消去节点时，看作先消去节点4，再在节，再在节点点2，3之间加一阻抗为之间加一阻抗为j0.

17、25的支路。的支路。j9j90j9j19j110j11j12.1Yj5j50j5j15j110j11j12.1Y4后的导纳矩阵为消去节点节点23加一支路6-3-17. 简单线路如图所示，若变压器低压侧的母线简单线路如图所示，若变压器低压侧的母线电压偏移要求小于电压偏移要求小于1%，试按电容器补偿和调相机补，试按电容器补偿和调相机补偿两种情况，分别选择变压器的分接头和无功补偿偿两种情况，分别选择变压器的分接头和无功补偿容量。（容量。（U1=112kV,变压器归算到变压器归算到110kV的阻抗为的阻抗为2+j35欧姆）欧姆）Smax=28+j14MVASmin=10+j6MVAU1U2110+ 2

18、*2.5%/6.3kV掌握：电容器作为补偿设备的特点及其计算；掌握：电容器作为补偿设备的特点及其计算； 调相机作为补偿设备的特点及其计算；调相机作为补偿设备的特点及其计算；解：变电所的调压要求为常调压。解：变电所的调压要求为常调压。 首先计算补偿前，最大负荷时变电所低压侧归算首先计算补偿前，最大负荷时变电所低压侧归算到高压侧的电压。到高压侧的电压。Ujmax=Ui-(PjmaxR+QjmaxX)/Ui=112-(28*3+14*35)/112=106.875kV,同理，同理，Ujmin=109.857kV(1)补偿设备为电容器时：补偿设备为电容器时：按常调压要求，最小负荷时补偿设备全部退出，确按常调压要求，最小负荷时补偿设备全部退出，确定变压器分接头电压。定变压器分接头电压。Utjmin=Ujmin*UNj/Ujmin=109.8571*6.3/6=115.35kV选用选用110+2*2.5%抽头，即抽头，即115.5kV电压电压把抽头电压带入求取补偿容量，按最大负荷的调压要求确定补把抽头电压带入求取补偿容量，按最大负荷的调压要求确定补偿容量。偿容量。Qc=Ujcmax/Xij*(Ujcmax-Ujmax/k)*k2=6.0/35*(6.0-106.875*6.3/115.5)*(115.5/6.3)2=9.82kVar校验电压偏移：最大负荷时补偿设备全部