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。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。线路参数计算：如果考会给这些 已知量：电阻率p （铝），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 导线的几何平均距离Dm（Dm是三根导线

2、互相之间距离乘积，开个三次根号，如 ABC三相相邻间隔4米，那么Dm=U X 4 X8）。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。公式如下：电抗:电阻：r = p /SDmx = 0.1445lg+ 0.0157r电纳：7.586b =X10-6,Dm lg r用算出来的乘以长度，得出线路参数 R,X, B，单位是欧姆Q和西门子S等值电路: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U% 空载损耗Po,空载电流百分数I。以及变比，如220kv/11kv。厂PUn2T = 1000SN x ST X =Uk

3、% x Un2T 100Gt =PDSnSnX2Un2宝2N直接带入公式计算：1000SNc I。BT = XT 100 u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，线路是正的，这里是负的。简单电力网潮流

4、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 一下比较好，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）； 已知首端电压和末端功率，或末端电压首端功率（ 即电压功率不在一个节点）； 两电源供电的网络。（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（

5、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+Q2U2(R+ jX)?= ?U+ j SU PR+ QX dU=- PX- QR SU=-U2.含有并联支路的计算如图所示，流向并联支路的功率为 SY用S加上ASY,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= U2（G- jB）只要把并联支路的虚数部分变成相反数，和并联点电压平方相乘即可。线 路就是-jB/2，变压器 G T+jBTo电压功率不在一个节点这种情况，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）

6、，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，会产生一个额外的循环功率Sco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。S1=S b（Zbc*+Zca*+Za2*）+S c（Zca*+Za2*）+Sa（Za2*）/Z 总*S2=S a（Zca*+Z cb*+Z b1*）+S c（Zcb*+Z b1*）+S

7、b（Zb1*）/Z 总*“”弋表共轭，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S1和S2,通过Sb,S3,Sx，由于不计功率损耗，可以轻松计算 出Sbc,Sda，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=UNdU*/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

8、的打开此题有可能会考，因为出现在了期末题中。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）本节内容相关几个题目请务必掌握，属于核心和基础。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

9、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Y12,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：?SbYbUb = r 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Yj=Gj+jBij （即实部和虚部分开），电压 UB中元素写成 直角法Ui=ei+jfi，极坐标法Ui （相量）=Ui （模值）Z5。注入功率

10、Sb中元素 写成S=Pi+jQi。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 S-ij用S j表示。结合上图矩阵可以轻易推出i节点的注入功率表达式，如下。调频和有功最优分配: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。上式中，Af为系统频率下降量。发电机单位调节功率 K=PGNX100/（fNc %）, KL是负荷单位调节功率。如果发电机 满载则不参与一次调频 。有功最优分配这部分

11、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。调压措施见填空题整理部分。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（即有要求的 电压），然后 此电压归算 到电压已知节

12、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土 % 5%/10kV的变压器，即变压器低压侧额定电压是10kV,但是高压侧有好几个电压可以选择，110X（ 1-5%） 110X（ 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。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 的问题；如果 不忽略 ， 不同于第 2 节的做

13、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。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。这部分相关习题 请务必掌握 。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。可以假定补偿以后各个节点的无功是多

14、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=QQc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 段的倍U）,阻抗基准值就是U2/Sb。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 1 4年考了大题， 1 5年考了填空 。我