《電力系統(tǒng)分析》 總結(jié)

1、 電力系統(tǒng)各級的平均電壓:3.15 ,6.3, 10.5, 15.75, 37, 115, 230, 345, 525 （kV）電壓降落的縱分量電壓降落的橫分量電力網(wǎng)絡(luò)的簡化方法：等值電源法，負荷移置法，星網(wǎng)變換節(jié)點分類：PQ節(jié)點，PV節(jié)點，平衡節(jié)點電力系統(tǒng)無功率電源：同步發(fā)電機、調(diào)相機、靜電電容器、靜止補償器。調(diào)壓措施：發(fā)電機調(diào)壓、改變變壓器的變比調(diào)壓、利用無功補償設(shè)備調(diào)壓。中樞點調(diào)壓方式：逆調(diào)壓、順調(diào)壓、常調(diào)壓。中性點接地方式：直接接地、不接地、從屬于不接地方式的經(jīng)消弧線圈接地。電暈影響：消耗有功功率、泄漏電流。阻尼繞組的作用：電力系統(tǒng)的擾動起到阻尼的作用。變壓器參數(shù)：電阻、電抗、電導(dǎo)、電

2、納。極限切除角：加速面積等于最大可能減速面積時對應(yīng)的切除角。短路沖擊電流：短路電流的最大可能瞬時值。電壓降落：指串聯(lián)阻抗元件首末兩端電壓的向量差。電力系統(tǒng)：指由發(fā)電機、各類變電所和輸電線路以及電力用戶組成的整體。電力系統(tǒng)運行的基本要求：保證可靠的持續(xù)供電保證良好的電能質(zhì)量保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。調(diào)整潮流的手段有：串聯(lián)電容（抵償線的感抗）、串聯(lián)電抗（限流）、附加串聯(lián)加壓器。短路：指電力系統(tǒng)正常運行情況以外的相與相之間或相與地之間連接。短路的類型：三相短路、二相短路、二相接地短路和單相接地短路。無功負荷的無功特性：分串聯(lián)之路和并聯(lián)之路。閉式電力網(wǎng)絡(luò)分類：簡單環(huán)式、兩端供電式網(wǎng)絡(luò)。電壓降落、電壓損耗、

3、電壓偏移的定義有所不同：網(wǎng)絡(luò)元件的電壓降落是指元件首末端兩點電壓的相量 差，即；把兩點間電壓絕對值之差稱為電壓損耗，用表示，；電壓偏移是指網(wǎng)絡(luò)中某點的實際電壓同網(wǎng)絡(luò)該 處的額定電壓之差，可以用KV表示，也可以用額定電壓的百分數(shù)表示。若某點的實際電壓為V，該處的 額定電壓為，則用百分數(shù)表示的電壓偏移為，電壓偏移（）潮流方程中節(jié)點的分類及相應(yīng)的定義：節(jié)點可分為：PQ節(jié)點、PV節(jié)點和平衡節(jié)點三種類型。（2）各 類節(jié)點介紹：PQ節(jié)點的有功功率P和無功功率Q是給定的，節(jié)點電壓（V，6）是待求量；PV節(jié)點 的有功功率P和電壓幅值V是給定的，節(jié)點的無功功率Q和電壓的相位6是待求量；平衡節(jié)點在潮流分 布算出以

4、前，網(wǎng)絡(luò)中的功率損失是未知的，因此，網(wǎng)絡(luò)中至少有一個節(jié)點的有功功率P不能給定，這個節(jié) 點承擔(dān)了系統(tǒng)的有功功率平衡。潮流計算的基本步驟：形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣設(shè)定節(jié)點電壓的初值將各節(jié)點電壓初值代入求得修正方 程式中的不平衡量將各節(jié)點電壓初值代入求雅可比矩陣的各元素求解修正方程式，求得各節(jié)點電壓的 增量計算各節(jié)點電壓的新值，返回第3步進入下一次迭代，直到滿足收斂判據(jù)為止。最后計算平衡節(jié) 點功率和線路功率、損耗。降低網(wǎng)損的技術(shù)措施：提高用戶的功率因數(shù)，減少線路輸送的無功功率；改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布； 合理地確定電力網(wǎng)的運行電壓水平；組織變壓器的經(jīng)濟運行；對原有電網(wǎng)進行技術(shù)改造。等面積定則：發(fā)電機受大擾動后轉(zhuǎn)

5、子將產(chǎn)生相對運動當(dāng)代表動能增量的加速面積和減速面積大小相等時， 轉(zhuǎn)子動能增量為零，發(fā)電機重新恢復(fù)到同步速度引起電力系統(tǒng)大擾動的主要原因：負荷的突然變化，如投入或切除大容量的用戶等切除或投入系統(tǒng) 的主要元件，如發(fā)電機、變壓器及線路等發(fā)生短路故障，短路故障擾動最嚴重，作為檢驗系統(tǒng)是否具有 暫態(tài)穩(wěn)定的條件。三相短路電流計算機算法的基本步驟：輸入數(shù)據(jù)；形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣；應(yīng)用節(jié)點導(dǎo)納矩陣計算點 的自阻抗、互阻抗Z1k,Zkk,Znk。計算短路點的三相短路電流線路的電壓損耗是指：線路始末兩端電壓的向量差。電力系統(tǒng)的潮流分布主要是研究電壓和功率的分布。電力系統(tǒng)穩(wěn)定性可分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定。系統(tǒng)中功角0指的

6、是空載電勢Eq和無限小系統(tǒng)母線電壓U的夾角。在我國110kv以上電力系統(tǒng)的中性點運行方式一般為中性點直接接地方式。電力系統(tǒng)的電納主要是指相與相間的電容和相與地之間的電容所決定的。電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整可分為一次調(diào)整二次調(diào)整和三次調(diào)整。把在環(huán)網(wǎng)中由于表壓器變比不匹配二產(chǎn)生的功率稱為循環(huán)功率雙繞組的分接頭在高壓側(cè)。簡答什么是負荷最大利用小時數(shù)？答：全年負荷所消耗的電能w與全年最大負荷Pmax相比可得年最大負荷利 用小時數(shù)Tmaxo提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定措施a采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置b.減小元件的電抗c.改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和采用中間補償 的設(shè)備。靜止補償器：短路故障發(fā)生在空載a通=90時短路電流的最大瞬時值。簡單

7、閉式網(wǎng)絡(luò)主要有哪兩種類型，其潮流計算的主要步驟：答：閉式電力網(wǎng)絡(luò)分為簡單環(huán)式網(wǎng)絡(luò)和兩端供電網(wǎng)絡(luò)。步驟：a假設(shè)全網(wǎng)為額定電壓，計算出各個發(fā)電廠變 電所的運算負荷和運算功率以得到所有串聯(lián)阻抗的簡化的等值電路b假設(shè)全網(wǎng)為額定電壓且不考慮各元件 中的功率損耗，計算網(wǎng)絡(luò)的功率分布c將閉式網(wǎng)絡(luò)分解為兩個開始網(wǎng)絡(luò)，分別接開式網(wǎng)絡(luò)的方法進行計算， 得到最終結(jié)果。1.n繞組變壓器等值電路:cos acos（ a -120。） cos（ a +120。）asin a sin（ a -120。） sin（ a +120。）X,i12122ic3.發(fā)電機功率特性:4.短路電流的最大有效值5.短路全電流的最大有效值6.

8、沖擊電流，L 17.三繞組變壓器容量折算= P (n)2S (j - k) min( S * S )S TV%(J)S( j k)min( S . , S )8.簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算方法（開式、閉式）dUP R + Q X .P X Q R 人“ 11 + j 11 = UYT/ %1009.功率自然分布:(Z + Z )S + Z S23342343 +(U U之12 +之23 +之34Z S + (九 + 攵3)，12 21223 (U U )*U b NZ12 + Z 23 + Z 34+Sb10.、互聯(lián)系統(tǒng)調(diào)頻: f( PDA- P ) + ( PK + K DB- P ) _ P -

9、PG - KD + K G PABK (宜- P ) K (宜宜)A DBK a + KBDAGA11.如果在某一切除角時，最大可能的減速面積與加速面積大小相等，則系統(tǒng)將處于穩(wěn)定的極限情況，大于這個角度切除故障，系統(tǒng)將失去穩(wěn)定。這個角度成為極限切除角6。c.lim應(yīng)用等面積定則可確定c.lim如(p 一 p sin 6 )d6 +、(p 一 p sin 6 )d6 = 050 m II&0 m III整理得：6 i = arccosP (6- 6 ) + P Ju cos 6 一 P cos 6m IIIm II一-6初始角：=arcsin 里6 =“-arcsinX_0 七1，臨界角：0Pm

10、21.習(xí)題9-1：某系統(tǒng)典型日負荷曲線如題圖所示，試計算：日平均負荷；負荷率上，最小負荷系數(shù) 以及峰谷差異。ma P m解：(1 )日平均負荷m_ 70 乂 2 + 50 乂 4 + 80 乂 2 + 100 乂 4 + 80 乂 2 + 90 乂 4 + 120 乂 4 + 70 乂pav24MW85MW(2)負荷率kPavPmax851200 .7083最小負荷系數(shù) a = P min =120 = 0.4167峰公差咿(4)山豐合差 P = P - P = (120 - 50 )MW = 70 MW某工廠用電的年待續(xù)負荷曲線如題圖9-3所示。試求：工廠全年平均負荷，全年耗電量及最大負荷利

11、用小時數(shù)Tm/pa-!( v )100 x 2000I 60 x 3000I 40 x 3760MW8760=6 0.548 MWW = j 8760 Pdt0=5 .304 x 10 8 kW - h(100 x 2000+ 60 x 3000+ 40 x 3760 ) x 10 3 kW - h(2) 全 年 耗 電 量(3 )最大負荷利用小時數(shù)T =1 j 8760 Pdt = W =曳304 x 10 8 h = 5304 hmax P 0P100 x 10 3一條100KV架空輸電線路，長100km，0.12090 .400 Q / km，忽略線路對地電容，已知線路未端運行電壓V =

12、105kV，負荷P =42MW, cos =0.85O試 計算：（1）輸電線路的電壓降落和電底損耗；（2）線路阻抗的功率損耗和輸電效 率；（3）線路首端和未端的電壓偏移。角牛：R = 12.09 x 100 = 12.09 Q， X = 0.4 x 100 = 40 QQ = P tan 中=P 1 - cos 2 中=42 x 1 - 0.85 2 = 26 .029 MW LD LDLD cos 甲0.85PR + Q_ 42 x 12 .09+ 26 .029x-40LD V LD =1056v = Pld X - qL：d R = 42 x 40 - 26 .029 x 12 .09

13、= 13 .0031 KVV105電壓降落：V- V1_電壓損耗：+6v2(2)功率損耗V14 .7512 KVLD = V + j 6 V = 14.7512+ j13.0031(105 + 14.752 )2 + 13 .003 2120 .4551 KVLD120 .4551- 10515 .4551 KVP = I2R = PLd + QLd RV 2LDPKQ “Q = I 2 X = LD LD XLD輸電效率：n =42 2 + 26 .029 2x 12.09105 22.6767 MW=42 2 1 26 .029 2 x 40 = 8.8560 MW 105PLDP + ?

14、(3)未端電壓偏移：100 %4242 + 2 .68x 100 % = 94 .01 %105 11- 110 x 100 %一 4 .545 %首端電壓偏移：120 .4551110例12-3降壓變壓器及其等值電路示于圖（a）、（b）o已知在最大和最小負荷時通100 %9 .505 %過變壓器的功率分別為Smax= （28 + j14） MVA和Smin= （10+j6） MVA，高壓側(cè)的電壓分別為V1max = 110kV和V1min = 113kV。要求低壓母線的電壓變化不超出（66.6） kV的范圍，試選擇分接頭。1102*25%/6.3kV31.5MVA(2.44+j40 28 x

15、 2.44 + 14 x 40解：先計算最大/最小負荷時變壓器的電壓損耗 VTmax5 .7 k V.110 V = 1 0 x 2.4 4 + 6 x 4 0 = 2.3 4 kV假定在最大/最小負荷時低壓側(cè)V2max = 6kV和V2min = 6.6kV，則= 110 一 5.7 x 6 . 3 = 1 0 9.4 k Vtmax6 . 0= 1 13 一 2.3 4 x 6 . 3 = 1 0 5.6 k V取算術(shù)平均值V1tav=107.5kV選最接近的分接頭V1t=107.25kV并校驗低壓母線的實際電壓= 1105.7x 6.3 = 6.13 kV 6kVtmax 107 . 2

16、5= 113 一 2.34 x 6.3 = 6 .5 kV 6kVU2min=(113 - 2.34) X 6.3/107.25=6.5kV6.6kV所以，分接頭107.25kV可以滿足要求。習(xí)題14-9兩個火電廠并聯(lián)運行，其燃料耗量特性如下：(計算題必考)F =(4+0.3P +0.0008P2 ) t/h, 200MWMP M300MWF1=(3+0.33P +0.0004P； ) t/h, 340MWMP M560MW。2一-. G2 .G2. G2. , 一_ .系統(tǒng)總負荷分別為850MW和550MW，試確定不計網(wǎng)損時各廠負荷的經(jīng)濟分配。解：(1)系統(tǒng)總負荷為850MW時Pg2=850

17、-Pgi，各發(fā)電廠的燃料耗量微增率為人= d 1 = T = (4 + 0.3 P + 0.008 P 2 ) = 0.3 + 0.0016 P TOC o 1-5 h z i dP dPg 1g 1g 1G 1G 1X = dF 2= d = (3 + 0 .33 P + 0 .004 P 2 ) = 0 .33 + 0 .008 P令 叩入？2并將Pg2=850弋代入，可解出1，即0.3+0.0016Pg j0.3+0.001 (850-Pgi )G1(0.0016+0. 0008) P =0.33-0.3+0G1008，可得P =295.883MW， P =850-P = (850-29

18、5.833) MW=554.167MW并將P =550-Pg 1代G2(12)當(dāng)系統(tǒng)總負荷為5501MW時，即P =550- P，令入二入入，便得G2 G1 1 (0.0016+0.0008)X10-3P =0.33-0.3+0.008X550X10-3由此可得P =195.833MW，徂P的最小允許負荷P N200MW，故P =200MW，P =(550-200 )G1MW=350MW。G1G1G1*三個火電廠并聯(lián)運行，各電廠的燃料消耗特性及功率約束條件如下：P138F =(4+0.3P +0.0007P2 ) t/h, 100MWMP M200MWF1=(3+0.32P +0.0004P2 ) t/h, 120MWMP M250MWF2=(3.5+0.3P +0.0004弟2 ) t/h, 120MW堂P M300MW當(dāng)總負荷為400MW和250MW時，試分別確定發(fā)電廠間功率的經(jīng)濟分配(不計網(wǎng)損)久，可解出， 2GV電壓解：(1)按所給耗量特性可得各廠的微增耗量特性為=I4 .29 + 0.572 P , = 0 .643 P=2