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1、主要内容主要内容第二章第二章 电力系统潮流计算电力系统潮流计算牛顿潮流算法的性能分析牛顿潮流算法的性能分析PQ 分解法的依据，问题，解决方案分解法的依据，问题，解决方案牛顿法和保留非线性迭代格式，特点以及画图牛顿法和保留非线性迭代格式，特点以及画图潮流计算考虑负荷静态特性原因潮流计算考虑负荷静态特性原因，潮流计算中负荷静态特性的考虑潮流计算中负荷静态特性的考虑潮流计算中有哪些自动调整潮流计算中有哪些自动调整直流潮流直流潮流第三章第三章 电力系统最优潮流电力系统最优潮流最优潮流牛顿法的基本原理，主要性能特点最优潮流牛顿法的基本原理，主要性能特点仅有等式约束条件时的简化梯度算法仅有等式约束条件时的
2、简化梯度算法只考虑等式约束条件的牛顿算法只考虑等式约束条件的牛顿算法最优潮流的内点法最优潮流的内点法，内点法的基本原理内点法的基本原理第四章第四章 高压直流输电高压直流输电逆变器和整流器为什么需要无功？以及交直流潮流算法主要有哪些？逆变器和整流器为什么需要无功？以及交直流潮流算法主要有哪些？SVC 的基本原理的基本原理STACOME 的基本原理及其相量图的基本原理及其相量图UPFC 的基本原理及相量图的基本原理及相量图第五章第五章电力系统静态安全分析定义或主要内容电力系统静态安全分析定义或主要内容静态等值静态等值支路开断模拟的常用方法及特点：支路开断模拟的常用方法及特点：直流法可以方便的进行多
3、重支路开断的模拟的原因直流法可以方便的进行多重支路开断的模拟的原因发电机开断模拟为什么要考虑其频率特性发电机开断模拟为什么要考虑其频率特性电力系统运行状态及各运行状态之间的转化过程电力系统运行状态及各运行状态之间的转化过程补充章节补充章节 状态估计状态估计不良数据不良数据状态估计的作用状态估计的作用EMS比较状态估计和常规潮流计算的异同点。比较状态估计和常规潮流计算的异同点。加权最小二乘状态估计算法加权最小二乘状态估计算法支路潮流状态估计支路潮流状态估计第六章第六章 电力系统故障分析电力系统故障分析串联串联-并联型双重故障复合序网图及边界条件并联型双重故障复合序网图及边界条件第八章第八章 电力
4、系统小干扰稳定分析电力系统小干扰稳定分析小干扰法分析电力系统的步骤小干扰法分析电力系统的步骤暂态、静态、动态的定义暂态、静态、动态的定义第九章第九章 电力系统暂态稳定分析电力系统暂态稳定分析暂态稳定性分析的基本方法暂态稳定性分析的基本方法李雅普诺夫方法与等面积定则李雅普诺夫方法与等面积定则全系统的暂态过程的微分方程及代数方程，以及转子运动差分方程全系统的暂态过程的微分方程及代数方程，以及转子运动差分方程第二章第二章 电力系统潮流计算电力系统潮流计算1. 牛顿潮流算法的性能分析牛顿潮流算法的性能分析优点：优点：收敛速度快。如果初值选择较好，算法将具有平方收敛性，一般迭代 45 次便可以收敛到一个
5、非常精确地解，而且其迭代次数与计算的网络规模基本无关。良好的收敛可靠性。甚至对于病态的系统，牛顿法均能可靠地收敛。缺点：缺点：动初值要求高 U 幅值为 1 相角为 0，或用高斯赛德尔法迭代 12 次作为初值。计算量大、占用内存大。由于雅可比矩阵元素的数目约为 2(n-1) 2(n-1)个，且其数值在迭代过程中不断变化，因此每次迭代的计算量和所需的内存量较大。极坐标和直角坐标牛顿法比较：极坐标和直角坐标牛顿法比较：(1)修正方程数目分别为 2(n-1)个及 N-1+M 个，极坐标方程式少了 n-1-m 个（pv 节点数） ，在 pv 节点所占比例不大是，两者的方程数目基本接近 2（n-1）(2)
6、雅可比短阵的元素都是节点电压的函数，每次迭代，雅可比矩阵都需要重新形成。(3)分析雅可比矩阵的非对角元素的表示式可见，某个非对角元素是否为零决定于相应的节点导纳矩阵元素是否为零。因此如将修正方程式按节点号的次序排列，井将雅可比矩阵分块，把每个 22 的子阵作为一个元素，则按节点顺序而成的分块雅可比矩阵将和节点导纳矩阵具有同样的稀疏结构，是一个高度稀疏的矩阵。 （4）和节点导纳矩阵具有相同稀疏结构的分块雅可比矩阵在位置上对称，但由于数值上不等，说以，雅可比矩阵式一个不对称矩阵。2.PQ 分解法的依据，问题，解决方案分解法的依据，问题，解决方案依据依据：电力系统有功及无功潮流间仅存在较弱的联系，有
7、功功率的变化主要取决于电压相角的变化而我刚刚来的变化则主要取决于电压幅值的变化。线路两端的相角差不大（小于十度至二十度）而且 Gij 绝对值Bij 绝对值，cosij 约等于1，Gij*sinij0,l0,这样原问题变为如下的优化问题0,0,)(,)(,0)(.),(min luhlxhhuxhxgtsxfhlxhhuxhxgulxfririii)(,)(,0)(; )log()log()(min11只含等式的约束优化问题可以直接应用在拉格朗日乘子法求解 ririiiTTTulhuxhwhlxhzxgyxfL11)log()log()()()()(对 xyzwlu 分别求偏导得到计算方程组。第
8、四章第四章 高压直流输电高压直流输电12.名词解释名词解释(1)直流输电直流输电:将发电厂发出的交流电经过升压后，由换流设备（整流器）整成直流，通过直流输电线路送到受端，再经换流设备（逆变器）转换成交流，供给受端的交流系统。(2)目前相对比较成熟的几种柔性输电装置目前相对比较成熟的几种柔性输电装置主要有静止无功补偿器 SVC、晶闸管控制的串联电容器 TCSC、静止同步补偿器 STATCOM、统一潮流控制器 UPFC，以及静止同步串联补偿器 SSSC（Static Synchronous Series Compensator）等。(3)换流器的控制方式有以下换流器的控制方式有以下 3 种。种。（
9、1）整流侧定电流（或定功率）控制、逆变侧定熄弧角（或定电压）控制，系统正常运行时一般采用这种方式。（2）控制方式二为整流侧定最小触发角控制、逆变侧定电流控制。（3）控制方式三即整流侧定最小触发角控制、逆变侧定N 控制。(4)电力系统安全电力系统安全:保持不间断供电，不失去负荷（广义） ，避免大停电事故。正常情况下，能否保持潮流及电压模值在允许限值范围以内。13、逆变器和整流器为什么需要无功？以及交直流潮流算法主要有哪些？逆变器和整流器为什么需要无功？以及交直流潮流算法主要有哪些？解：需要无功原因：交流系统的基波复功率为，其中为触)sin(cos63PjEIjQd发延迟角，此公式为直流系统从交流
10、系统吸收的复功率。当，。90,0即工作在整流状态时，为正，直流系统从交流系统吸收有功功率，cos也为正，直流系统也从交流系统吸收无功功率；当sin，即工作在逆变状态时，为负，直流系统。180,90cos向交流系统输出有功功率，但是为正，此时直流系统从交流系统吸收无功sin功率。故无论是整流侧还是逆变侧，直流系统均要吸收无功功率。交直流潮流的主要算法：方法一：统一潮流解法一般以极坐标形式的牛顿法为基础，将直流系统方程和交流系统方程统一进行迭代求解，即潮流雅克比矩阵除了包括交流电网参数外，还包括直流换流器和直流输电线路的参数。方法二：顺序解法：在迭代计算中，则将直流系统方程和交流系统分别进行求解。
11、在求解交流系统方程时，将直流系统用接在相应节点上的已知其有功功率和无功功率的负荷来等值，在求解直流系统方程时，将交流系统模拟成加在换流器交流母线上的恒定电压。14、SVC 的基本原理的基本原理静止无功补偿器 SVC 将电力电子元件引入传统的静止并联无功补偿装置，实现了快速和连续平滑调节的无功补偿，理想的 SVC 可以支持所补偿的节点电压接近常数。SVC的基本元件为晶闸管控制的电抗器 TCR 和晶闸管投切的电容器 TSC。TCR 支路由电抗器与两个背靠背连接的晶闸管相串联构成。通过控制晶闸管的触发延迟角，可以控制每个周波内电感 L 接入系统的时间长短，从而改变 TCR 的等值电抗。TCR 支路的
12、等值基波电抗为()(0,)22sin2sinLL LXXX，由此可见，TCR 支路的等值基波电抗是导通角或者触发角的函数。调整触发角可以平滑地调整并联到系统中的等值电抗。TSC 是由电容器和两个反向并联的晶闸管串联构成。TSC 支路的电源电压与 TCR 相同。TSC 中通过对阀的控制使电容器只有两种运行状态：即投入和断开状态。投入状态下，两晶闸管之一导通，电容器起作用，TSC 发出容性无功功率；断开状态下，两晶闸管阻断，TSC 支路不起作用，不输出无功功率。当电容电流过零时，晶闸管自然关断，TSC 支路被断开，此时电容电压为峰值。此后，如果忽略电容器泄露电流产生的损耗，电容电压将保持峰值不变。
13、将电容器投入系统应注意投入时刻的选择。选择触发时刻的原则是减小电容器投入时刻电容器中的冲击电流。理想情况下，电容器投入之前的电压为电源电压峰值，取触发角为 90使电容器投入系统无暂态过程。15、STACOME 的基本原理及其相量图的基本原理及其相量图解： STATCOM 也称为静止无功发生器，其功能与 SVC 基本相同，但是运行范围更宽、调节速度更快。STATCOM 等效为一个可调的电压源，采用全控器件 GTO 控制该电压源的幅值和相位来改变向电网输送无功功率的大小。STATCOM 通过变压器并入系统，其等效连接图 a 如下所示。图中，STATCOM 的输出等效成可控电压源，系AV统视作理想电
14、压源。电抗 X 为变压器漏抗，电阻 R 反映 STATCOM 引起的有功损耗和变压器铜耗。图 b 和图 c 分别给出SV了 R 为零和 R 不等于零时，STATCOM 输出无功功率和吸收无功功率时的稳态向量图。很明显，当时，电流从SVAVSTATCOM 流向系统，向系统输出感性无功功率，STATCOM 工作于容性区；反之，工作于感性区。当二者相等时，系统与STATCOM 之间的电流为 0，不交换无功功率。可见，通过控制的大小就可以连续调节 STATCOM 发出或吸收的无功功率。AV16、UPFC 的基本原理及相量图的基本原理及相量图解：UPFC 是目前为止通用性最好的 FACTS 装置，它可以
15、同时调节影响电力线输送功率的 3 个参数，即线路参数、节点电压幅值和相位。UPFC 的原理结构如下图所示，由两个 GTO 实现的电压型换流器共用一个直流电容构成。 其中换流器 1 通过耦合变压器与输电线路并联，换流器 2 通过变压器串联接入输电线路中。两个换流器的直流电压由一公共的电容器组提供。串联换流器 2 提供一个与输电线路串联的电压向量，其幅值变化范围为 ，相角变化范围为 0360，图 4-pqVqpmaxV029b。图 a 所示为电压调节功能，当串联补偿电压与线路电压方向相同或相反时，UPFC 只调节电压的大小，不改变电压的pqV0V相位。图 b 所示为串联补偿示意图。图 c 所示为相
16、角补偿，即不改变电压的大小，只改变电压的相角。图 d 所示为多功能潮流控制图。第五章第五章 电力系统安全分析电力系统安全分析17、名词解释名词解释(1)电力系统静态安全分析定义或主要内容电力系统静态安全分析定义或主要内容：判断系统发生预想事故（主要指支路开断和发电机开断）是否出现过负荷及电压越界，电力系统静态安全分析只考虑事故后系统重新进入新稳态运行情况的安全性，而不考虑从当前运行状态向事故后稳定状态转变的暂态过程。(2)静态等值：静态等值：在一定的稳态条件下，内部系统保持不变，而把外部系统用简化网络来代替。等值前后边界节点电压和联络线传输的功率应当相等；当内部系统区域内运行条件发生变化时，以等值网络代替外部系统后的分析结果应与简化前由主系统计算分析的结果相近。这种与潮流计算、静态安全分析有关的简化等值方法就是电力系统的静态等值方法。(3)预想事故自
