《电力系统分析》总结(概念、公式、计算)

1.电力系统各级的平均电压：3.15，6.3，10.5，15.75，37，115，230，345，525〔kV〕电压降落的纵重量电压降落的横重量电力网络的简化方法：等值电源法，负荷移置法，星网变换节点分类：PQ节点，PV节点，平衡节点电力系统无功率电源：同步发电机、调相机、静电电容器、静止补偿器。调压措施：发电机调压、转变变压器的变比调压、利用无功补偿设备调压。中枢点调压方式：逆调压、顺调压、常调压。中性点接地方式：直接接地、不接地、附属于不接地方式的经消弧线圈接地。电晕影响：消耗有功功率、泄漏电流。阻尼绕组的作用：电力系统的扰动起到阻尼的作用。变压器参数：电阻、电抗、电导、电纳。极限切除角：加速面积等于最大可能减速面积时对应的切除角。短路冲击电流：短路电流的最大可能瞬时值。电压降落：指串联阻抗元件首末两端电压的向量差。电力系统：指由发电机、各类变电所和输电线路以及电力用户组成的整体。电力系统运行的根本要求：①保证牢靠的持续供电②保证良好的电能质量③保证系统运行的经济性。调整潮流的手段有：串联电容(抵偿线的感抗)、串联电抗〔限流、附加串联加压器。短路：指电力系统正常运行状况以外的相与相之间或相与地之间连接。短路的类型：三相短路、二相短路、二相接地短路和单相接地短路。无功负荷的无功特性：分串联之路和并联之路。闭式电力网络分类：简洁环式、两端供电式网络。电压降落、电压损耗、电压偏移的定义有所不同：网络元件的电压降落是指元件首末端两点电压的相量差，即；把两点间电压确定值之差称为电压损耗，用表示处的额定电压之差，可以用KV表示，也可以用额定电压的百分数表示。假设某点的实际电压为V，该处的额定电压为，则用百分数表示的电压偏移为，电压偏移〔%〕潮流方程中节点的分类及相应的定义：⑴节点可分为：PQ节点、PV节点和平衡节点三种类型〔2〕各类节点介绍：①PQPQ是给定的，节点电压〔V，δ〕是待求量；②PV节点的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率Q和电压的相位δ是待求量；③平衡节点在潮流分布算出以前，网络中的功率损失是未知的，因此，网络中至少有一个节点的有功功率P不能给定，这个节点担当了系统的有功功率平衡。潮流计算的根本步骤：①形成节点导纳矩阵②设定节点电压的初值③将各节点电压初值代入求得修正方程式中的不平衡量④将各节点电压初值代入求雅可比矩阵的各元素⑤求解修正方程式，求得各节点电压的增量⑥计算各节点电压的值，返回第3步进入下一次迭代，直到满足收敛判据为止。⑦最终计算平衡节点功率和线路功率、损耗。降低网损的技术措施：①提高用户的功率因数，削减线路输送的无功功率；②改善网络中的功率分布；③合理地确定电力网的运行电压水平；④组织变压器的经济运行；⑤对原有电网进展技术改造。等面积定则,当代表动能增量的加速面积和减速面积大小相等时，转子动能增量为零，发电机重恢复到同步速度引起电力系统大扰动的主要缘由：①负荷的突然变化，如投入或切除大容量的用户等②切除或投入系统的主要元件，如发电机、变压器及线路等③发生短路故障，短路故障扰动最严峻，作为检验系统是否具有暂态稳定的条件。三相短路电流计算机算法的根本步骤：①输入数据；②形成节点导纳矩阵；③应用节点导纳矩阵计算点的自阻抗、互阻抗Z1k,…Zkk,…Znk。④计算短路点的三相短路电流线路的电压损耗是指：线路始末两端电压的向量差。电力系统的潮流分布主要是争论电压和功率的分布。电力系统稳定性可分为静态稳定和暂态稳定。系统中功角δ指的是空载电势Eq和无限小系统母线电压U的夹角。在我国110kv以上电力系统的中性点运行方式一般为中性点直接接地方式。电力系统的电纳主要是指相与相间的电容和相与地之间的电容所打算的。电力系统的频率调整可分为一次调整二次调整和三次调整。把在环网中由于表压器变比不匹配二产生的功率称为循环功率。双绕组的分接头在高压侧。简答什么是负荷最大利用小时数w与全年最大负荷Pmax相比可得年最大负荷利用小时数Tmax。提高电力系统静态稳定措施a承受自动调整励磁装置b.减小元件的电抗c.改善系统的构造和承受中间补偿的设备。静止补偿器：短路故障发生在空载α-φ=90时短路电流的最大瞬时值。简洁闭式网络主要有哪两种类型，其潮流计算的主要步骤：答：闭式电力网络分为简洁环式网络和两端供电网络。步骤：a假设全网为额定电压，计算出各个发电厂变电所的运算负荷和运算功率以得到全部串联阻抗的简化的等值电路b假设全网为额定电压且不考虑各元件c得到最终结果。1.ni

cos2

)

cos(120) id

abiq3sinb

)

sin(120)i0i0

12 12

12

ic发电机功率特性：短路电流的最大有效值短路全电流的最大有效值Im2Im212(K1)2im6.冲击电流im6.冲击电流三绕组变压器容量折算P P”

S ( N )2S(jk)

S(jk)

min( S ,S )jN kNU %U”

S %( N )S(jk)

S(jk)

min( S ,S )jN kN简洁网络的潮流计算方法〔开式、闭式〕P”RQ”X P”XQ”R dU

1 1 j 1 1U U1 1

U jU1 1U U U 1 2UNS PYT

j I0% S100 N功率自然分布：S

23

ZZZZ

(U a b

S”Sa a cZ Z12

Z23

Z Z((U

Z)U23 34)UZS ZS

* S

12

12 23 3

a b

S”Sb b cZ Z12

Z23

Z Z12

Z23 34、互联系统调频：f

(PDA

PGAK

)(PDBK

P )GB

P PDGK KDGA B A BK (P P )K (P P )P A DBAB

GB B DA GAK KA B假设在某一切除角时，最大可能的减速面积与加速面积大小相等，则系统将处于稳定的极限状况，大于这个角度切除故障，系统将失去稳定。这个角度成为极限切除角 。c.lim应用等面积定则可确定c.limlim(P

sin)dcr(P

sin)d0 0 mII0

clim

mIII整理得:

P( )P cos P cosclim

arccos

0

0 mIII P P

mII 00 arcsin P0

mII

0

P ，临界角:0 PⅠⅢm mⅠⅢ21.习题9-1：某系统典型日负荷曲线如题图所示，试计算：日平均负荷；负荷率k ，最小负荷系数以及峰谷差 。m1〕

a Pm70250480210048029041204702Pp P

MW85MW

〔2〕负荷率k

av

0.7083av 24

P 50

m P 120max〔3〕最小负荷系数a

min 0.4167P 120max〔4〕峰谷差P P P (120 50)MW 70MWm max min某工厂用电的年待续负荷曲线如题图9-3所示。试求：工厂全年平均负荷，全年耗电量及最大负荷利用小时数T〔1〕全年平均负荷

。maxp av(y)

1002023 603000 403760 MW 8760

(2) 全 年 耗 电 量0

Pdt (1002023 603000 403760)103kWh

〔3〕最大负荷利用小时数W5.304108kWhWT

Pdt

5.304108

h5304hmax

P max

P 100103max100KV100kmro

0.1209 /km ，xo

0400/km ，无视线路对地电容，线路未端运行电压V=105kV，负荷P

LD LD1〕输电线路的电压降落和电压损耗〔2〕线路阻抗的功率损耗和输电效3〕R12.0910012.09ΩX0410040ΩQ P

tanP

1cos2

42

26.029MWLDΔV

LD LDP RQ LD LDVLD

cos 0.854212.0926.029 40105

14.7512 KVV

P XQ LD LDV

424026.02912.09105

13.0031KV

(V (V ΔV)2V2(10514.752)213.0032

Vj

V14.7512 j13.0031VV1LD

V V1

120.4551KV120 .4551 105 15.4551 KV〔2)功率损耗P2Q2 42226.0292

LD LDR 12.092.6767MWV2 1052LDP2Q2 42226.0292QI2X LDV2LD

LDX 408.8560MW1052输电效率：

100%

100%94.01%P ΔP 422.68LD〔3〕未端电压偏移：105 110

100 %4.545 %首端电压偏移：120 .4551 110 100 %9.505 %110例12-3a过变压器的功率分别为Smax=〔28＋j14〕MVASmin=〔10＋j6〕MVA，高压侧的电压分别为V1max＝110kV和V1min＝113kV〔6～6.6〕kV31.5MVA31.5MVA(

S S12122.44+j401212解：先计算最大/最小负荷时变压器的电压损耗VTmax

282.4414405.7kV110V

102.44640

2.34kVTmin

11

小负荷时低压侧V2max＝6kV和V2min＝6.6kV，则V1tmax

1105.76.3109.4kV6.0V 1132.34

6.3105.6kV取取

66

值V1tav=107.5kV选最接近的分接头V1t=107.25kVVtmax

1105.76.36.13kV6kV107.25V2tmin

34107.25

6.36.5kV6.6kV可见所选分接头是能满足电压要求的。六、如图二所示，变压器阻抗RT+jXT=2.44+j40Smax=28+j14MVASmin=10+j6MVA，高压侧的电压分别为U1max=110kV和U1min=113k6.～6.6kV〔25〕答：最大、最小负荷时，△UTmax=(28×2.44+14×40)/110=5.7kV△DUTmin=(10×2.44+6×40)/113=2.34kV(5依据低压母线的电压要求，可以取最大负荷时低压侧的电压U2max=6.0，最小负荷时低压侧的电压U2min=6.6kV。UTHmax=(U1max-△UTmax)UTL/U2max=(110–5.7)×6.3/6=109.4kVUTHmin=(113–2.34)×6.3/6.6=105.6kVUTHav=(109.4+105.6)/2=107.5kV选择最接近的分接头：UTH=110×(1–2.5%)=107.25kV(12校验：U2max=(110–5.7)×6.3/107.25=6.13kV>6kVU2min=(113–2.34)×6.3/107.25=6.5kV<6.6kV107.25kV习题14-9〔计算题必考〕〕t/h,200MW≦P

≦300MWG1 G1 G1+0.0004P2〕t/h,340MW≦P

≦560MW。G2 G2 G2850MW550MW，试确定不计网损时各厂负荷的经济安排。1〕系统总负荷为850MW时P=850-P，各发电厂的燃料耗量微增率为G2 G1 dF d dP1dP

(40.3P 0.008P2)0.30.0016P1 G1 G1

G1 G1dF d2G2dP2 dP (30.332G2

004

P2)0.330.008PG2 G2令λ2λG2并将P=850-P代入，可解出P，即1 2 G2 G1 G10.3+0.0016P=0.33+0.008〔850-P〕G1〔0.0016+0.0008〕P

G1=0.33-0.3+0.008，可得G1P=295.883MW，P=850-P=〔850-295.833〕MW=554.167MWG1 G2 G1550MWP

=550-P

=550-P代入，便得〔0.0016+0.0008〕×10-3P

G1

G2 G1 1 2=0.33-0.3+0.008×550×10-3

G2 G1P

=195.833MWPG1

P

PG1

=200MW，P=G1 G2〔550-200〕MW=350MW。三个火电厂并联运行，各电厂的燃料消耗特性及功率约束条件如下：P138〕t/h,100MW≦P

≦200MWG1 G1 G1+0.0004P2〕t/h,120MW≦P

≦250MWG2 G2 G2+0.00045P2〕t/h,120MW≦P

≦300MWG3