电力系统分析大题总结

1、电力系统分析（大题部分）14年和15年考过的题应该不会再考，今年考 调压的可能性 非常的大，其 次是潮流计算，最优网损，最优有功分配 。不过每个专题的大题都应该掌握，以 下列出最经典的题，记住做题步骤，理解做题方法，掌握以后基本可以应试。14年15年的考题的解答放在了相应的板块中。一.元件参数：本节本质：只需要把公式 记下来会算即可，知道算出来以后 变压器的等值电路、线 路的n型等值电路如何画。1. 线路参数计算:如果考会给这些 已知量：电阻率p （铝31.5 ），导线 截面积S （如LGJ-400，截面积就是400），导线长度（km），直径d或者半径r （公式里是半 径），三相导线的 几何平

2、均距离 Dm （ Dm是三根导线 互相之间距离乘积，开个三3 次根号， 如ABC三相相邻间隔4米，那么Dm= V4 X 4 X 8）。有了上述这些可 以算出导线的等值电路。先算出每千米导线的电阻r，电抗x，电纳b，最后乘以长度。电纳：b =用算出来的乘以长度，得出线路参数r7.586X10 -6Dmlg rR, X, B，单位是欧姆Q和西门子So公式如下：电阻：r = p /S亠丄、Dm电抗：x = 0.1445lg+ 0.0157等值电路:2. 变压器参数计算:如果考会给这些 已知量：额定容量Sn，短路损耗Pk，阻抗电压百分数Uk% , 空载损耗Po，空载电流百分数I 0 %，以及变比，女口

3、 220kv/11kv 。接带入公式计算:Rt =Pk x UnXt =UK% X UN-Io%Bt =1000SN UN 2 Snx100 Un 2上述Un的选择：高压侧低压侧都可，按高压侧电压带入，算出来的参数是高压侧的，同理低压侧。比如220KV/11KV的变压器， 如果末端电压10KV。变压器参数计算时，UN带入的是高压侧电压 220，那么整条线路进行潮流计算的 时候电压等级就是 220，末端电压需要归算，即乘以变压器的变比（归算只需看从这头到那头 经过多少变压器，乘以变比即可）, 10 X 220/11=200，在计算 中，末端电压就是 200kV。等值电路:注意是G-jB，线路是正

4、的，这里是负的1 简单电力网潮流计算:大纲中只要求开式网计算，但是 14年15年都考了超纲内容，环网还是看 下比较好，加了 *号，有精力要看一下，实在没时间就舍弃吧。本节本质：对于单电源线路运用 三个公式 求出每个节点的电压，功率 。对于环 网和双电源网络，还需掌握额外几个公式。有可能结合第一节的内容来考，考 到可能性较高。题型有三种，已知首端或末端电压及此节点的功率（即电压功率在一个节点）；即电压功率不在一个节点）；两电已知首端电压和末端功率，或末端电压首端功率（ 源供电的网络。（环网和这个一样，后面会详解1.电压功率在一个节点州U町6 9 s hS1R*jX!<L11TF Sj,QI

5、 > i=i>4S-P+jO :翳廨如图所示，功率流过会产生电压降落U （相量）和功率损耗 S （相量） 需要掌握的公式 （公式都是 功率和电压在同一节点，功率和阻抗之间没有别 的分流，只流过该阻抗）：?= P2 土 Q （ R + jX ） ?= ?U+ j 8UPR+ QXdU =UPX- QR2.含有并联支路的计算frl JB （线路杲 10/7.变压春是曲jBY*如图所示，流向并联支路的功率为 SY，用S加上 SY，得到S '，才能 进行1中的计算。并联支路功率计算非常简单，公式如下： SY = U 2 (G - jB)和并联点电压平方相乘即可。线只要把并联支路的虚

6、数部分变成相反数， 路就是-jB/2，变压器G T+jB to3. 电压功率不在一个节点U3H一> S=P+ jQfnokv这种情况，开始直接 设未知节点的电压 都是额定电压 （10 35 110 220等等，如图110kV的电压等级设成110kV即可），这样相当于电压都知道了（虽然是设的），然后从有功率的一侧往电压真正已知（图中始端）的一侧推， 推出功率，然后就 化为了电压功率在同一个节点 的问题了，可以算出电压降落了， 推出 真正的U2和U3，此过程中 功率用之前算出来 过的。4*.双电源网络与环网如图，环网实际就是一个两端电压相等的双电源网络。如果两端电压不相等，会产生一个额外的

7、循环功率Sc。第一步，计算初步分布，此过程不计功率损耗，即功率流过线路不会损失。vSc* * * * * * *1BBC CA A2C CAA2A A2总S =S (Z +Z +Z )+S (Z +Z )+S (Z )/Z* * * * * * *S2=S a(Zca +Z cb +Z bi )+S c(Zcb +Z bi )+S b(Zbi )/Z 总“*”代表 共轭，即虚数部分取相反数 ，Z总是阻抗的总和。以上公式记起来很容易，S1方向上，各个功率乘以 右边的阻抗共轭之和；S2方向上，各个功率乘以 左边的阻抗共轭之和。第二步，算出Si和S2，通过Sb,Sc,Sa，由于不计功率损耗，可以轻松

8、计算出Sbc,Sca，最后算上循环功率Sc，方向相同加，方向相反减，可以得到初步功率分布。在无功功率都流向（ 流向该节点方向，无功功率都是正的 ）的节点处，把双 电源网络 打开，成为两个单电源网络。之后就开始进行1中的潮流计算。Sc=U NdU /Z总（Un是额定电压，dU是相量之差，方向是 从被减数流向减数）5*.含变压器环网的打开此题有可能会考，因为出现在了期末题中?5kVIOkVT=1当变比相同时，可以打开成为两端都是 35kV电源的双电源线路。如果变比不同，需 要进行一个归算，然后计算出循环功率 Sc，如下图。打开以后根据电压高低，可以计算出循环功率Sc （从电压高流向电压低）本节内容

9、相关几个题目请务必掌握，属于核心和基础三复杂电力网络潮流计算原理:考纲里写了复杂电力系统潮流计算的原理，但是计算应该不会考，太复杂，很有可能考 填空题，至于大题有 可能（不是太大）考以下内容。本节本质：需要掌握节点导纳矩阵的列写和修改，牛顿拉夫逊法直角形式 和极坐标形式功率方程的推导方法。1.节点导纳矩阵的列写和修改列写方法：对角线元素称为 自导纳，是该节点连接的所有 导纳之和，注意 是导纳，题中有可能给 阻抗，要取倒数。非对角 元素成为 互导纳，比如第1行 第2列的元素丫12，指的是1节点和2节点之间 导纳的相反数。如果哪里出现 了改动，需要改动的只是 与该改动之处相连的节点 的元素，也可以

10、重新列写。2.牛顿拉夫逊法的直角形式和坐标形式的功率方程推导原理很简单，本质是 ：?Sb 'YbUb = UB ?左侧是节点导纳矩阵 和节点电压列矩阵 的乘积，右侧是注入电流（标幺值S=UI*，所以右侧是共轭）。把Yb中元素写成丫ij=Gij +jB ij （即实部和虚部分开），电压 Ub中元素写成直角 法Ui =e i+jf i，极坐标法Ui （相量）=Ui （模值）Z8o i°注入功率Sb中元素 写成Si=P i +jQ io带入上式即可算出，Pi和Qi的表达式，也可以强行背下。推 导也并不麻烦，值得注意的是 Si - Sj用8 ij表示。量诵IP止）十玄龙（G屈十B声炉

11、M.汇尼H J*犀I直角坐标rf-ll/=i ' 屮.1*£二见（彩耳十莓sin為）:极鑿霽©=%£砂挣亦血鬲一斗“璐恥 八.j =1J四调频和有功最优分配:1.调频 15年刚刚考过， 大题今年再考的 概率几乎为0。填空题也许会涉及，频率和有 功平衡相关，发出有功多于负荷有功，频率会升高，反之降低；电压和无功平衡 相关，这需要记住。调频非常简单，只需列出 功率平衡的方程即可。1jdZ-jMf- riTTh.nJj<i-1|w 繭農上式中，f为系统频率下降量。发电机单位调节功率K=P GN X 100/（f N （T %）, KL是负荷单位调节功率如果

12、发电机满载则不参与一次调频。2.有功最优分配这部分也是 异常简单，参考本节题目 即可，实质是每个式子求导，使相等, 并且满足总共发出多少有功的约束条件即可，考到概率不是很大。五调压措施和分接头的选择我认为这部分 应该会考，不是在填空就是在大题，应该是 重点。考大题的概 率非常大，因为这一节既可以考到 潮流计算 和变压器参数（会忽略并联支路）计 算，又能考 分接头选择，综合性较强，结合1、2节可以出很好的题目。1.调压措施见填空题整理部分。2.分接头的选择本节本质：在最大负荷 和最小负荷 时，题中会 告诉一个节点的电压 是多少， 在这两种情况分别进行潮流计算，算出电压未知那个节点 的电压（即有要

13、求的电压），然后此电压归算到电压已知节点上的，然后和调压的实际要求电压相 比，就可以求出变比（因为实际电压归算到另一侧，需要乘以变压器的变比）， 也就选出了分接头。可能说的比较乱，具体做两个题就会明白。所谓的分接头就是，形如110 ± 2.5%，5%/10kV的变压器，即变压器低压侧 额定电压是10kV，但是咼压侧有好几个电压可以选择，110 x（ 1-5% ） 110 x（1+5% ）共5个电压。选择一个合适的电压，满足题目的要求，就是选择分 接头。OtjQ这类题有时 会忽略功率损耗，有时不会忽略功率损耗 。忽略了的话，线路 始端和末端的功率就相同，就化为了 电压功率在同一节点 的

14、问题；如果 不忽略，不 同于第2节的做法，直接设末端电压为未知数（如果已知首端电压），带入压降公式来 求解一个一元方程。如下图II如果变压器参数归算到U侧，那么算出来的U2是归算到U侧的电压，即实际 电压U2 '乘以经过的变压器到 U的电压。那么选择分接头的过程，就是 求U2除以 U2'的过程，两者相除是变比。六降低线损，即无功最优分布这部分也是有可能考的，类似于有功最有分布，也是相当于 求多项式极值 ，求导 使相等。掌握了第 2 节的潮流计算，这一节很好做。所以说 第 2 节是基础 和核心。本节本质： 无功补偿 总容量固定 ，不同节点补偿不同，怎么样补偿 使线损 最小 。可以

15、 假定补偿以后 各个节点的无功是多少 Q1 ，Q2，Q3 等，然后求出整 体的有功损耗 P，然后对 每个节点 补偿以后的 无功求偏导数，对Q1 , Q2 , Q3求偏导，使相等，结合无功总容量确定，即 Q1+Q2+Q3=Q总-Qc这个约束条 件 ，解出来每一个 Q。本部分习题请掌握七三相短路实用计算本节大纲 没有要求 ，考到可能性比较小，做一个题即可。指的注意的地方 是用平均值的标幺值计算， 基准值 SB 取 100MVA ，UB=Uav （这个 Uav 是所在线路 2段的1.05倍Un），阻抗基准值 就是Ub /S B。如果题中有“查运算曲线”计算有 名值的时候容量要用 发电机的额定电压 ，记住即可 。题目做一个了解即可，没时间可以不看八 . 不对称短路的计算本节大纲 没有要求 ，然而 14 年考了大题， 1