电力系统分析考纲

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1、电力系统（下）复习第九章：负荷特性1、负荷曲线定义和用途（1）口负荷曲线：系统负荷是随时间变化的，其变化规律可用负荷曲线来描述。电力系统口负荷曲线描 述了一天24小时负荷的变化情况。口负荷曲线对电力系统的运行非常重要，它是安排口发 电计划和确定系统运行方式的重要依据。日负荷率:% =旣其中，Pav = =Pdt.口最小负荷系数：a = -（2）年负荷曲线与年持续负荷曲线： 年最人负荷曲线：描述一年内每月（或每口）最人有功功率负荷变化的情况。它主要 是用来安排发电设备的检修计划，同时也为制定发电机组或发电厂的扩建或新建计划提供依 据。 年持续负荷曲线：按一年中系统负荷的数值人小及其持续小时数顺序

2、排列而绘制成。 在安排发电计划和进行可靠性估算时，常用到这种曲线。年最人负荷利用小时数：Tmax = =-Pdt.2、负荷特性（1）负荷静特性：代表稳态下负荷功率与电压和频率的关系。 负荷的电压静态特性：当频率维持额定值不变时，负荷功率与电压的关系 负荷的频率静态特性：当负荷端电压维持额定值不变时，负荷功率与频率的关系。 与电压的关系一一ZIP 特性：P=Pxap（7N）2+bp（AN）+Cp,（0%0八审+匕口（7&）+。 与频率的关系一一负荷的频率调节效应一次特性：P=PM1+妬占），Q=Qx（l+Mf）第十章：电力传输的基本概念K电压降落、电压损耗、电压偏移的概念（输电线路满载和空载的电

3、压分布）（1）电压降落：元件首末端两点电压的相量差（2）电压损耗：两点间电压绝对值之差（3）电压偏移：网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差，可以用kv表示，也可 以用额定电压的百分数表示。元件两端的电压幅值差主要由电压降落的纵分屋决定，电压的相角差则由横分量确定。元件 两端存在电压幅值是传送无功功率的条件，存在电压相角差则是传送有功功率的条件。感性 无功功率将从电压较高的一端流向电压较低的一端，有功功率则从电压相位超前的一端流向 电压相位落后的一端。这是交流电力网中关于功率传送的重要概念。相关公式：ViV2 =AV1-j6V1AV= % 卩2兀纵分量电压偏移（%）=； x 100wPi

4、R+QiX=1V1MP.X-Q.RSVl _乙2、功率损耗的计算网络元件的功率损耗包括 电流通过元件的电阻和等值电抗时产生的功率损耗和电压施 加于元件的对地等值电纳时产生的损耗。（1）串连元件（2）并联元件相关公式：陋厶=三尹（R + jX） 3、长线的波动方程三个概念（1）自然功率（2）波阻抗（3）传播常数 相关公式：I2X = VbZc片+八讥 yj 9+八3第十一章：电力系统潮流计算1、开式网潮流计算（1）前推回代法2、简单闭式网的潮流计算（1）两端供电网的功率分配与功率分点 自然功率分布与阻抗的共轨成反比（2）变压器并列运行时的循坏功率相关公式：sai =（Z；2+Z；2）S+Z；2S

5、2Z；1+Z；2+Z；2ZhSx+（Zl+Z；2）S2Zh+Z；2+Z；2Q _ S-W）咖1 - z，3、经济功率分布（1）功率分布与电阻成反比（2）只有均一网的自然功率分布符合经济功率分布相关公式：P“c =（R2 十 R3）Pb +尺2卩R+Z?2 +R3R】Qb 十（RR3）Qc+34复杂电力系统的潮流计算（1）潮流方程及其定解条件把实部虚部分开得到两方程，有P、Q、V、5四个变量，故必须给定其中两个才可求解。 PQ节点、P节点、平衡节点平衡节点：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，这个节点承担了系统的有功功率平衡，称之为平衡

6、节点。（2）非线性代数方程组的求解方法牛顿法和雅克比矩阵的含义N-R法的优点和缺点牛拉法实质是切线法，是逐步线性化的方法。（2）极坐标系的N-R法求解步骤 按上一次迭代算出的巩町和6仏）（当k=0时取给定的初值），计算各类节点的不平 衡量A叮，处伙） 检验收敛，若收敛则迭代结束，转入计算线路潮流和平衡节点功率，不收敛则继 续计算G计算雅可比矩阵各元素用修正方程式求节点电压修正量“（）和AS伙）修正各节点电压迭代计数加1，返回第步继续（3）极坐标系的PQ分解法简化1：把式子11-60的字块N和K略去，即元素都为0,有AQ=-Lv_1）Av依据为，交流高压电网中，线路电抗比电阻人得多，母线有功功率

7、P主要受相位影 响，Q受幅值影响，故p/勿和弘Q/力都相当小优点：大大节省了及其内存和解题时间简化2 （关键）：把系数矩阵H和L简化为常数矩阵H严iUjBijG, j=lz2,3ooooo n-1）,込广込禺（i, j=l/2/3 o o o o & m）依据为，一般情况卞，线路两端电压的相位差不大（10-20度），则有cos%约等于 1 GjjSin&jBy, Bj）i=Qi/vf iBa优点：作三角分解和用桶疏技巧，可进一步节省机器内存和计算时间其他简化：计算刃对角线元素时，忽略线路和变压器71型等值电路的对地电纳支路依据为：这些因素对有功功率和电压相位影响较小优点：加快P-5迭代的收敛进

8、程。由于这些简化支涉及修正方程的系数矩阵，并未修改节点功率平衡方程和收敛判据, 故不会降低计算结果的精度。简化假设及其依据是否影响计算精度？算法优点【注】修正方程式系数矩阵为常系数矩阵B和B“，一次三角分解，单次迭代计算时间大大减少： 采用等斜率搜索，有利于克服局部极值影响：线性收銭，迭代次数多，可达7次以上。ZH 5=卩;G)+ WijWj 7=1厶瓷L證L劉:严=如1坐1dxk dxk.如1上 dx2k坐1.薯|仏+1)=仏)_ f(H)/V(k)Xk+1 = Xfc + JpF(XQdVjcosSy = 1.0 9 GjjSin6jjBq Hjj = Q + 咁凤严 V?BtiLij =

9、 -Qi + 時B存 VBU(V站P) = B饨) (V曲 Q) = _B4V第十二章：无功平衡与调压1、各级电网对允许电压偏移的要求（1）35kV及以上电网：正、负偏移的绝对值之和不超过10%缶：（2）10k及以下三相供电电压：7%VN；（3）220V单相供电电压：+7%-10% VN2、中枢点的调压要求（1）逆调压：人负荷时，中枢点电压等于线路额定电压的105%；小负荷时，中枢点电压等于线路额定电压；（2）顺调压：大负荷时，中枢点电压不低于线路额定电压的102.5%：小负荷时，中枢点电压高于线路额定电压的107.5%：（3）常调压：中枢点电压基本恒定在线路额定电压的102%105%3、调压

10、措施（1）发电机调压（2）改变变压器变比（3）无功补偿调压采用静电电容器采用同步调相机（4）串联电容器补偿4、调压的计算题（1）分抽头选择（2）电容补偿容量选择按最小负荷选择分抽头按最人负荷选择补偿容量（3）P99 例 12-5 第一问第十三章：有功平衡和调频1、一次调频和二次调频的概念 频率的一次调整：对应着增人了的负荷，发电机组输出功率增加，频率低于初始值; 反之，如呆负荷减小，则调速器调整的结呆使机组输出功率减小，频率高于初始值。（或 者说，负荷变化将引起频率偏移，系统中凡装有调速器，又尚有可调容量的发电机组都 自动参与频率调整，这就是频率的一次调整）G频率的二次调整：当机组负荷变动引起

11、频率变化时，利用同步器平行移动机组功频静 特性来调节系统频率和分配机组间的有功功率。（频率的二次调整由主调频厂承担，调 频机组通过调频器移动机组的功率频率静特性，改变机组的有功输出以承担系统的负荷 变化，可以做到无差调节。）（1）调速器、同步器2、负荷变化时频率偏差的计算（1）注意检查：发电机出力不能超过其容量上限；（2）有机组参与二次调频时的计算（3）P117 例 13-2功率-频率特性：pD, = a0+a1f*+a2*/2 *+。负荷的频率调节效应系数（或负荷的频率调节效应）：心=警，心舍 机组的静态调差系数：V，2吩 机组功频静特性系数（机组的点位调节功率）：kG占kG *= kG&P

12、Gn系统的功率频率静特性系数：K二kG+k K*=/frkG*+kD% K如（备用系数）Pdn3、二次调频电厂的选择（1）主调频厂、辅助调频厂主调频厂：负贵全系统的频率调整（即二次调整，一般是1-2个电厂）辅助调频厂：只在系统频率超过某一规定的偏移范围时才参与频率调整，一般只有少 数几个。非调频厂：在系统正常运行情况下则按预先给定的负荷曲线发电。在选择主调频厂（机组）时，主要应考虑： 应拥有足够的调整容量及调整范围；调频机组具有与负荷变化速度相适应的调整速度；Q调整出力时符合安全及经济的原则，此外还应考虑由于调频所引起的联络线上交换 功率的波动，以及网络中某些中枢点的电压波动是否超出允许范围。

13、可调容量大，调节速度好；不会引起联络线功率和节点电压越限（2）丰、枯季主调频厂和辅助调频厂的选择从出力调整范鬧和调整速度来看，水电厂最适宜承担调频任务。但是在安排各类电厂的 负荷时，还应考虑整个电力系统运行的经济性。在枯水季节，宜选水电厂作为主调频厂，火 电厂中效率较低的机组则承担辅助调频的任务：在丰水季节，为了充分利用水力资源，避免 弃水，水电厂宜带稳定的负荷，而由效率不高的中温中压凝汽式火电厂承担调频。4、机组出力安排（1）热备用与冷备用（2）热备用的要求负荷备用：2%5%P喚事故备用：5%10%P唤（3）基荷、腰荷、峰荷载机组间的安排丰水期枯水期第十四章：电力系统经济运行1、网损的计算方

14、法概念（1）最人负荷损耗小时法（2）等值功率法2、降低网损的技术措施（1）提高用户功率因数（2）改善网络功率分布（3）合理确定电网电压运行水平（4）组织变压器经济运行（5）电网技术改造，降低设备损耗更换线路截面、采用低损耗变压器、减少电压层级（6）减小负荷峰谷差3、发电厂有功出力优化（1）等微增率准则（2）多个火电厂间的负荷经济分配计算：P138例14-3相关公式：X=dF/dP第十五章稳定的基本概念1、什么是功角稳定电力系统同步运行的稳定性是根据受扰后系统中并联运行的同步发电机转子之间的相 对位移角（或发电机电势之间的相角差）的变化规律来判断的，这种性质的稳定性称为 功角稳定性。简单电力系统具有静态稳定的判据为：2、什么事静态稳定和功率极限电力系统的静态稳定性：一般是指电力系统在运行中受到微小扰动后，独立地恢复到 它原来的运行状态的能力。功率极限：p =,即发电机功率特性的最人值。XdE3、什么是暂态稳定电力系统的暂态稳定性：一般是指电力系统在正常运行时，受一个人的扰动后，能从原 来的运行状态（平衡点），不失去同步地过渡到新的运行状态，并在新运行状态下稳定 地运行（以后可以看到，也可能经过多个大