《電力系統(tǒng)分析》-總結(jié)(概念、公式、計(jì)算)

學(xué)習(xí)-----好資料1.電力系統(tǒng)各級(jí)的平均電壓：3.15，6.3，10.5，15.75，37，115，230，345，525（kV）2.電壓降落的縱分量電壓降落的橫分量3.電力網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化方法 ：等值電源法，負(fù)荷移置法，星網(wǎng)變換4.節(jié)點(diǎn)分類(lèi)：PQ節(jié)點(diǎn)，PV節(jié)點(diǎn)，平衡節(jié)點(diǎn)5.電力系統(tǒng)無(wú)功率電源 ：同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、靜電電容器、靜止補(bǔ)償器。6.調(diào)壓措施：發(fā)電機(jī)調(diào)壓、改變變壓器的變比調(diào)壓、利用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓。7.中樞點(diǎn)調(diào)壓方式 ：逆調(diào)壓、順調(diào)壓、常調(diào)壓。8.中性點(diǎn)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(xiàn)圈接地。9.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(dòng)起到阻尼的作用。10.變壓器參數(shù)：電阻、電抗、電導(dǎo)、電納。11.極限切除角：加速面積等于最大可能減速面積時(shí)對(duì)應(yīng)的切除角。12.短路沖擊電流 ：短路電流的最大可能瞬時(shí)值。13.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(jī)、各類(lèi)變電所和輸電線(xiàn)路以及電力用戶(hù)組成的整體。電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求：①保證可靠的持續(xù)供電②保證良好的電能質(zhì)量③保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。調(diào)整潮流的手段有：串聯(lián)電容(抵償線(xiàn)的感抗)、串聯(lián)電抗（限流）、附加串聯(lián)加壓器。17.短路：指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或相與地之間連接。18.短路的類(lèi)型 ：三相短路、二相短路、二相接地短路和單相接地短路。無(wú)功負(fù)荷的無(wú)功特性：分串聯(lián)之路和并聯(lián)之路。20.閉式電力網(wǎng)絡(luò)分類(lèi) ：簡(jiǎn)單環(huán)式、兩端供電式網(wǎng)絡(luò)。電壓降落、電壓損耗、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(diǎn)電壓的相量差，即；把兩點(diǎn)間電壓絕對(duì)值之差稱(chēng)為電壓損耗，用表示，；電壓偏移是指網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)的實(shí)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?jǐn)?shù)表示。若某點(diǎn)的實(shí)際電壓為V，該處的額定電壓為，則用百分?jǐn)?shù)表示的電壓偏移為，電壓偏移（%）22.潮流方程中節(jié)點(diǎn)的分類(lèi)及相應(yīng)的定義：⑴節(jié)點(diǎn)可分為：PQ節(jié)點(diǎn)、PV節(jié)點(diǎn)和平衡節(jié)點(diǎn)三種類(lèi)型。（2）各類(lèi)節(jié)點(diǎn)介紹：①PQ節(jié)點(diǎn)的有功功率P和無(wú)功功率Q是給定的，節(jié)點(diǎn)電壓（V，δ）是待求量；②PV節(jié)點(diǎn)的有功功率P和電壓幅值V是給定的，節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率Q和電壓的相位δ是待求量；③平衡節(jié)點(diǎn)在潮流分布算出以前，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(gè)節(jié)點(diǎn)的有功功率P不能給定，這個(gè)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)了系統(tǒng)的有功功率平衡。潮流計(jì)算的基本步驟：①形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣②設(shè)定節(jié)點(diǎn)電壓的初值③將各節(jié)點(diǎn)電壓初值代入求得修正方程式中的不平衡量④將各節(jié)點(diǎn)電壓初值代入求雅可比矩陣的各元素⑤求解修正方程式，求得各節(jié)點(diǎn)電壓的增量⑥計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的新值，返回第3步進(jìn)入下一次迭代，直到滿(mǎn)足收斂判據(jù)為止。⑦最后計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線(xiàn)路功率、損耗。降低網(wǎng)損的技術(shù)措施：①提高用戶(hù)的功率因數(shù)，減少線(xiàn)路輸送的無(wú)功功率；②改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布；③合理地確定電力網(wǎng)的運(yùn)行電壓水平；④ 組織變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；⑤ 對(duì)原有電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造。25.等面積定則：發(fā)電機(jī)受大擾動(dòng)后轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) ,當(dāng)代表動(dòng)能增量的加速面積和減速面積大小相等時(shí)，轉(zhuǎn)子動(dòng)能增量為零，發(fā)電機(jī)重新恢復(fù)到同步速度引起電力系統(tǒng)大擾動(dòng)的主要原因：①負(fù)荷的突然變化，如投入或切除大容量的用戶(hù)等②切除或投入系統(tǒng)的主要元件，如發(fā)電機(jī)、變壓器及線(xiàn)路等③發(fā)生短路故障，短路故障擾動(dòng)最嚴(yán)重，作為檢驗(yàn)系統(tǒng)是否具有暫態(tài)穩(wěn)定的條件。27.三相短路電流計(jì)算機(jī)算法的基本步驟 ：①輸入數(shù)據(jù)；②形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；③應(yīng)用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣計(jì)算點(diǎn)更多精品文檔學(xué)習(xí)-----好資料的自阻抗、互阻抗 Z1k, Zkk, Znk。④計(jì)算短路點(diǎn)的三相短路電流3.線(xiàn)路的電壓損耗是指 ：線(xiàn)路始末兩端電壓的向量差。4.電力系統(tǒng)的潮流分布 主要是研究電壓和功率的分布。8.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。9.系統(tǒng)中功角δ指的是空載電勢(shì) Eq和無(wú)限小系統(tǒng)母線(xiàn)電壓 U的夾角。10.在我國(guó)110kv以上電力系統(tǒng) 的中性點(diǎn)運(yùn)行方式 一般為中性點(diǎn)直接接地方式。11.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。12.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。13.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(chēng) 為循環(huán)功率。14.雙繞組的分接頭在高壓側(cè)。簡(jiǎn)答1.什么是負(fù)荷最大利用小時(shí)數(shù)？答：全年負(fù)荷所消耗的電能w與全年最大負(fù)荷Pmax相比可得年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax。2.提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定措施a采用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)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(bǔ)償?shù)脑O(shè)備。靜止補(bǔ)償器：短路故障發(fā)生在空載α-φ=90時(shí)短路電流的最大瞬時(shí)值。4.簡(jiǎn)單閉式網(wǎng)絡(luò)主要有哪兩種類(lèi)型，其潮流計(jì)算的主要步驟 ：答：閉式電力網(wǎng)絡(luò)分為 簡(jiǎn)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(jì)算出各個(gè)發(fā)電廠(chǎng)變電所的運(yùn)算負(fù)荷和運(yùn)算功率以得到所有串聯(lián)阻抗的簡(jiǎn)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(jì)算網(wǎng)絡(luò)的功率分布 c將閉式網(wǎng)絡(luò)分解為兩個(gè)開(kāi)始網(wǎng)絡(luò)，分別接開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行計(jì)算，得到最終結(jié)果。1.n繞組變壓器等值電路：id2. 派克變換iq:i0

2coscos(120)cos(120)iasinsin(120)sin(120)ib3121212ic發(fā)電機(jī)功率特性：更多精品文檔學(xué)習(xí)-----好資料短路電流的最大有效值短路全電流的最大有效值IimIm12(Kim1)22沖擊電流三繞組變壓器容量折算PS(jk)P'S(jk)(SN)2min(SjN,SkN)US(jk)%U'S(jk)%(SN)min(SjN,SkN)簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算方法（開(kāi)式、閉式）dUP'1RQ'1XjP'1XQ'1RU1jU1U1U1UU1U2UNSYTP0jI0%SN100功率自然分布：(Z23Z34)S2Z34S3(UaUb)UNS'aScSaZ12Z23Z34Z12Z23Z34Z12S2(Z12Z23)S3(UaUb)*UNS'bScSbZ12Z23Z34Z12Z23Z34、互聯(lián)系統(tǒng)調(diào)頻：(PDAPGA)(PDBPGB)PDPGfKAKBKAKBKA(PDBPGB)KB(PDAPGA)PABKAKB更多精品文檔學(xué)習(xí)-----好資料如果在某一切除角時(shí)，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(gè)角度切除故障，系統(tǒng)將失去穩(wěn)定。這個(gè)角度成為極限切除角c.lim。應(yīng)用等面積定則可確定 c.limclimcr0(P0PmIIsin)d(P0PmIIIsin)d0clim整理得:P0(cr0)PmIIIcoscrPmIIcos0climarccosPmIIIPmIIP00 arcsin初始角: PmⅠ

，臨界角:

P00arcsinPmⅢ習(xí)題9-1：某系統(tǒng)典型日負(fù)荷曲線(xiàn)如題圖所示，試計(jì)算：日平均負(fù)荷；負(fù)荷率km，最小負(fù)荷系數(shù)a以及峰谷差P。解：（1）日平均負(fù)荷7025048021004802904120470285MWkmPav85pavMW（2）負(fù)荷率0.708324Pmax120（3）最小負(fù)荷系數(shù)aPmin500.4167Pm120ax（4）峰谷差PmPmaxPmin(12050)MW70MW某工廠(chǎng)用電的年待續(xù)負(fù)荷曲線(xiàn)如題圖 9-3所示。試求：工廠(chǎng)全年平均負(fù)荷，全年耗電量及最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) Tmax。解：（1）全年平均負(fù)荷pav(y)100200060300040376060.548MW(2)8760MW全耗電量W8760(1002000603000403760)103kWhPdt05.304108kWh18760W5.304108TmaxPdth5304hPmaxPmax1001030

（3）最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)一條 100KV架空輸電線(xiàn)路，長(zhǎng) 100km，ro0.1209 /km ，xo0.400/km，忽略線(xiàn)更多精品文檔學(xué)習(xí)-----好資料路對(duì)地電容，已知線(xiàn)路未端運(yùn)行電壓 VLD=105kV，負(fù)荷PLD=42MW，cosφ=0.85。試計(jì)算：（1）輸電線(xiàn)路的電壓降落和電壓損耗；（2）線(xiàn)路阻抗的功率損耗和輸電效率；（3）線(xiàn)路首端和未端的電壓偏移。解：R12.0910012.09Ω，X0.410040ΩQPtanP1cos24210.8526.029MWcos0.85ΔVPLDRQLDX4212.0926.0294014.7512KVVLD105VPLDXQLDR424026.02912.0913.0031KVVLD105電壓降落：V1VLDVjV14.7512j13.0031V1(VLDΔV)2V2(10514.752)213.0032120.4551KV電壓損耗：V1VLD120.455110515.4551KV（2)功率損耗PI2RPLD2QLD2R42226.029212.092.6767MWVLD21052QI2XP2Q2X42226.0292408.8560MWLD2LD1052VLD輸電效率：PLD100%42100%94.01%PΔP422.68LD105110100%4.545%（3）未端電壓偏移：110120.4551110100%9.505%首端電壓偏移：110例12-3降壓變壓器及其等值電路示于圖（a）、（b）。已知在最大和最小負(fù)荷時(shí)通過(guò)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(xiàn)的電壓變化不超出（6～6.6）kV的范圍，試選擇分接頭。1212SS110±2*2.5%/6.3kV2.44+j40Ω31.5MVA(更多精品文檔學(xué)習(xí)-----好資料解：先計(jì)算最大/最小負(fù)荷時(shí)變壓器的電壓損耗VV

282.441440kV1105.7102.446402.34kV113假定在最大/最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè) V2max＝6kV和V2min＝6.6kV，則VV

1105.76.3109.4kV6.01132.346.3105.6kV6.6取算術(shù)平均值V1tav=107.5kV選最接近的分接頭 V1t=107.25kV并校驗(yàn)低壓母線(xiàn)的實(shí)際電壓V21105.76.13kV6kVtmax6.3107.25V21132.346.5kV6.6kVtmin6.3107.25可見(jiàn)所選分接頭是能滿(mǎn)足電壓要求的。六、如圖二所示，變壓器阻抗RT+jXT=2.44+j40歐已歸算到高壓側(cè)，最大、最小負(fù)荷時(shí)，通過(guò)變壓器的功率分別為Smax=28+j14MVA和Smin=10+j6MVA，高壓側(cè)的電壓分別為U1max=110kV和U1min=113kV，要求低壓母線(xiàn)的電壓變化不超過(guò)6.0～6.6kV的范圍，試選擇合適的分接頭。（25分）答：最大、最小負(fù)荷時(shí)，△UTmax=(28×2.44+14×40)/110=5.7kV△DUTmin=(10×2.44+6×40)/113=2.34kV(5 分)根據(jù)低壓母線(xiàn)的電壓要求，可以取最大負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的電壓 U2max=6.0，最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的電壓U2min=6.6kV。UTHmax=(U1max△-UTmax)UTL/U2max更多精品文檔學(xué)習(xí)-----好資料=(110–5.7)×6.3/6=109.4kVUTHmin=(113–2.34)×6.3/6.6=105.6kVUTHav=(109.4+105.6)/2=107.5kV選擇最接近的分接頭： UTH=110×(1–2.5%)=107.25kV(12 分)校驗(yàn)：U2max=(110–5.7)×6.3/107.25=6.13kV>6kVU2min=(113–2.34)×6.3/107.25=6.5kV<6.6kV所以，分接頭107.25kV可以滿(mǎn)足要求。習(xí)題14-9兩個(gè)火電廠(chǎng)并聯(lián)運(yùn)行，其燃料耗量特性如下： （計(jì)算題必考）2F1＝（4+0.3PG1+0.0008PG1）t/h,200MW≦PG1≦300MWF2＝（3+0.33PG2+0.0004P2G2）t/h,340MW≦PG2≦560MW。系統(tǒng)總負(fù)荷分別為 850MW和550MW，試確定不計(jì)網(wǎng)損時(shí)各廠(chǎng)負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配。解：（1）系統(tǒng)總負(fù)荷為 850MW時(shí)PG2=850-PG1，各發(fā)電廠(chǎng)的燃料耗量微增率為dF1dP

1d2(40.3PG10.008PG1)0.30.0016PG1G1dPG1

dFdP

d(30.33PG20.004PG22)0.330.008PG2dP令λ1=λ2，并將 PG2=850-PG1代入，可解出PG1，即0.3+0.0016PG1=0.33+0.008（850-PG1）0.0016+0.0008）PG1=0.33-0.3+0.008，可得PG1=295.883MW，PG2=850-PG1=（850-295.833）MW=554.167MW2）當(dāng)系統(tǒng)總負(fù)荷為550MW時(shí)，即PG2=550-PG1，令λ1=λ2，并將PG2=550-PG1代入，便得（0.0016+0.0008）×10-3PG1=0.33-0.3+0.008×550×10-3更多精品文檔學(xué)習(xí)-----好資料由此可得PG1=195.833MW，但PG1的最小允許負(fù)荷 PG1≥200MW，故PG1=200MW，PG2=550-200）MW=350MW。三個(gè)火電廠(chǎng)并聯(lián)運(yùn)行，各電廠(chǎng)的燃料消耗特性及功率約束條件如下： P1382F1＝（4+0.3PG1+0.0007PG1）t/h,100MW≦PG1≦200MWF2＝（3+0.32PG2+0.0004P2G2）t/h,120MW≦PG2≦250MWF3＝（3.5+0.3PG3+0.00045P2G3）t/h,120MW≦PG2≦300MW當(dāng)總負(fù)荷為400MW和250MW時(shí)，試分別確定發(fā)電廠(chǎng)間功率的經(jīng)濟(jì)分配 （不計(jì)網(wǎng)損）解：（1）按所給耗量特性可得各廠(chǎng)的微增耗量特性為，，令12，可解出，V1P14.290.572P0.643P