電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析考試復(fù)習(xí)

電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析復(fù)習(xí)

陳拓編

第一章：電力系統(tǒng)的基本概念

概念：

1、電力系統(tǒng)就是由發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路和負(fù)荷按一定方式組成的生產(chǎn)、

傳輸、分配和消費(fèi)電能的整體。

2、電力網(wǎng)由變壓器和線路組成。亦可說：由輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)組成

3、電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求有：可靠持續(xù)地供電、優(yōu)良的電能質(zhì)量和運(yùn)行的經(jīng)

濟(jì)性、（環(huán)境保護(hù)）。或稱：可靠性、優(yōu)質(zhì)性和經(jīng)濟(jì)性環(huán)保性。

4、電能質(zhì)量指標(biāo)包含：電壓（允許偏移±5%UN）、頻率（允許偏移±0.2Hz）

和波形（允許畸變率約為5%）。

5、電力系統(tǒng)中一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷是依據(jù)用戶對(duì)供電可靠性要求

來劃分的。

6、系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的兩個(gè)考核指標(biāo)是煤耗率和網(wǎng)損率。

7、電力網(wǎng)絡(luò)的接線方式可以分成無備用接線和有備用接線。

8、電力系統(tǒng)無備用接線方式包括單回路放射式、干線式、鏈?zhǔn)健?/p>

9、有備用電源接線的五種接線方式為：1）兩端供電；2）環(huán)形；3）雙回路放

射式；4）雙回路干線式；5）雙回路鏈?zhǔn)健?/p>

10、線路的額定電壓表示的是線電壓。

11、平均額定電壓約為電網(wǎng)額定電壓UN的1.05倍。

12、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式分為：

（1）大電流接地方式：中性點(diǎn)直接接地，發(fā)生單相接地立即切除故障，單相

接地時(shí)非故障相對(duì)地電壓不變，一般用于UOkV及以上電網(wǎng)。

（2）小接地電流方式：中性點(diǎn)不接地（及中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地），單相接地

時(shí)仍可運(yùn)行2小時(shí)，非故障相對(duì)地電壓值由相電壓升至線電壓，中性點(diǎn)對(duì)地電壓

由零升至相電壓。接地電流等于正常運(yùn)行時(shí)一相對(duì)地電容電流的三倍。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)接地容性電流超過如下數(shù)值時(shí)，中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)消弧線圈進(jìn)行補(bǔ)償。

3?6kV——30A：10kV——20A：35?60kV——1（）A

補(bǔ)償方式：過補(bǔ)償

13、我國電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)有：3、6、10、35、110、220、500（kV）,

目前電力系統(tǒng)的最高電壓等級(jí)是：交流1000kV,直流±800kV

習(xí)題：

1、對(duì)于一級(jí)負(fù)荷比例較大的電力用戶，應(yīng)采用的電力系統(tǒng)接線方式為（B）o

A單電源雙回路放射式B雙電源供電方式

C單回路放射式接線D單回路放射式或單電源雙回路放射式

2、簡單的閉式網(wǎng)絡(luò)可分為兩端供電式網(wǎng)絡(luò)和（A）

A.環(huán)式兩大類B.干線式兩大類

C.放射式兩大類D.鏈?zhǔn)絻纱箢?/p>

3、標(biāo)出下圖中變壓器T1~T4的額定變比和G的額定電壓。

答：G:10.5kVTl:10.5/242kVT2:220/121/38.5kVT3:35/6.6kVT4:10.5/3.15kV

4、電力系統(tǒng)接線如下圖所示，試求:

（1）發(fā)電機(jī)及各變壓器高低側(cè)的額定電壓;

（2）設(shè)變壓器Ti工作于+2.5%抽頭，T2工作于主抽頭，T3工作于-5%抽頭，求這些

變壓器的實(shí)際變比。

G10小T1

O-pCH

q

M：(1)UGN=10.5RV,Ti：10.5/121kVT2：110/38.5kVT3：35/llkV

⑵(1+2.5%)

11:K.=-----------=11.81

110.5

⑵T2:k.=—=2.86

38.5

n,35(1-5%)

/3:K,=---------------=3.02

11

第二章電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型

概念：

聿

1、復(fù)功率：S=UI=S（cos^+jsin^9）=P+jQ

2、負(fù)荷以超前的功率為數(shù)運(yùn)行時(shí)吸收容性無功功率（發(fā)出感性無功）。

3、決定發(fā)電機(jī)組運(yùn)行極限的因素：

（1）定子繞組溫升約束。取決于發(fā)電機(jī)的視在功率。

（2）勵(lì)磁繞組溫升約束。取決于發(fā)電機(jī)的空載電勢(shì)。

（3）原動(dòng)機(jī)功率約束。即發(fā)電機(jī)的額定功率。

（4）其他約束。當(dāng)發(fā)電機(jī)以超前功率因數(shù)運(yùn)行（進(jìn)相運(yùn)行）。

4、變壓器損耗由空載損耗和負(fù)載損耗兩部分構(gòu)成。

5、擴(kuò)徑導(dǎo)線：人為擴(kuò)大導(dǎo)線直徑，但不增加載流部分截面積。不同之處在于支撐

層僅有6股，起支撐作用。

6、分裂導(dǎo)線：又稱復(fù)導(dǎo)線，其將每相導(dǎo)線分成若干根，相互間保持一定的電離。

采用分裂導(dǎo)線可減小電暈損耗和線路電抗，但會(huì)增加線路電容。

7、三相架空輸電線采用循環(huán)換位的目的是減少三相參數(shù)不平衡。

8、同一型號(hào)的架空三相輸電線，相間距離增大，其線路對(duì)地電容將減小。

9、長線路的等值電路要用分布參數(shù)表示。

10、標(biāo)么值是指有名值和基準(zhǔn)值的比值。

11、采用標(biāo)么制計(jì)算時(shí)，只需要選擇兩個(gè)電氣量的基準(zhǔn)值，其它基準(zhǔn)值可根據(jù)它們

之間的關(guān)系導(dǎo)出，通常選擇的基準(zhǔn)值是功率和電壓。

12、對(duì)多電壓等級(jí)的電網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要作電壓等級(jí)的歸算。

13、年最大負(fù)荷曲線亦稱有功功率年負(fù)荷曲線，即表示一年內(nèi)每月最大有*功功率負(fù)

荷變化的曲線。常用于制訂發(fā)電設(shè)備的檢修計(jì)劃。

3、根據(jù)凸極式發(fā)電機(jī)的向量圖(圖2-3或圖2-7a),求證圖2-7(b)中.

解：由圖2-3可知，圖2-7(b)中，0B二&KUN/W)',OD=/xq(UN/w),而△mOB與AOOD

相似，故有mO/OO'=x^,所以，mO=OO'*(刈女前

mO=mO-00=00'?{x(i/x(r1)

第三章簡單電力網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算和分析

概念：

1、線路功率分布的計(jì)算：，，，，

(1)阻抗支路的功率損耗人5=專產(chǎn)(R+jX)=與聲(R+jX)

(2)導(dǎo)納支路的功率損耗\S=-GU2-y-U1

222

2、有功功率流過電抗時(shí)，會(huì)產(chǎn)生無功損耗；無功功率通過線路電阻時(shí)會(huì)產(chǎn)生有功功

率損耗。

3、”"x3U」X二QR

UU

4、線路的電壓降落是指線路始末兩端電壓的向量差；線路的電壓損耗是指線路始

末兩端電壓的數(shù)量差。

5、線路空載的情況下線路末端的電壓會(huì)高于始端的電壓。

因?yàn)榫€路與大地之間存在對(duì)地電容，線路越長，電容越大，對(duì)線路補(bǔ)充大量

無功。當(dāng)線路空載時(shí)，線路末端電納中的容性功率，功率值為與之對(duì)應(yīng)的

2

電流為。該電流在線路流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電壓降落△(/=-也xX,此時(shí)末端電

22

壓高于始端電壓。

6、有功功率損耗最小時(shí)的功率分布按線段的電阻分布。

7、有功功率損耗最小時(shí)的功率分布按線段的阻抗分布。

8、在兩端供電網(wǎng)的最初功率分布中，由兩個(gè)供電點(diǎn)的電壓差引起的功率稱為循環(huán)

功率。

9、環(huán)網(wǎng)潮流的自然分布是按線路的阻抗分布。

習(xí)題：

1、已知一雙繞組變壓器的容量為31500kVA,額定電壓為

121/lO.5kV,Pk=2OkW,Uk%=lO.5,Po=lOkW,Io%=O.5。若變壓器二次側(cè)的功率為

5+jlOMVA,試求其一次側(cè)的輸入功率。

解：變壓器歸算到高壓側(cè)

信=磊簽=靛/=°必。

10

=6.83xl(f7S

1000x(/;1000xl212

_/%x5_0.5x31.5

())v5

2=1.076X10S

100x(72-100xl2i

由題目可知，該變壓器為升壓變壓器，其等值電路如下:

0.295+j48.8

?

5+jlOMVA121/10.5kV

ASTO=AR)+j(:得丫=()()1+jS5]X3L5=()0[+川]575(M^4)

AS〃二%2(R,+jx.「)=5；；；，(0.295+；48.8)=3.048xIO-3+,/0.5041(/WV<4)

一次側(cè)輸入功率為:

-3

S7=Ss+A5ZT+A5n)=(5+；10)+(3.048X10+；0.5041)+(0.01+J0.1575)

=5.013iy10.6616(

2、計(jì)算閉式網(wǎng)絡(luò)的初步功率時(shí)（A）

A.不必考慮電壓降落和功率損耗B.必須考慮電壓降落

C.必須考慮功率損耗D.視情況而定

3、為什么電力系統(tǒng)選擇高壓輸電？

答：由AS=/x（R+/X）可知'若輸送的功率相同'采用高壓輸電可降低網(wǎng)損,

提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；另外，由△€/=（尸R+QX）/U可知，輸送的功率相等時(shí)，采

用高電壓輸電可以減少電壓損耗，改善電壓質(zhì)量。

4、輸電系統(tǒng)如題圖2所示。已知：每臺(tái)變壓器S.N=100MVA,△＜）=450kW,△

a；=3500kvar,A^=1000kW,匕=12.5%,工作在-5%的分接頭；每回線路長250km,

10.080/k〃，x,=0.4Q/to,4=2.8X10*5/版；負(fù)荷%=150MW,cos^=0.85o

線路首端電壓匕=245kV,試分別計(jì)算：

輸電線路，變壓器以及輸電系統(tǒng)的電壓降落和電壓損耗；

輸電線路首端功率和輸電效率；

線路首端A,末端B以及變壓器低壓側(cè)C的電壓偏移。

圖2簡單輸電系統(tǒng)

答：

1）作出等值電路圖，并計(jì)算相應(yīng)的參數(shù)（歸算到220kV側(cè)）

SAS；江旭BS'BZTSLD

A。f?r

.8.8

J?

T

△SYT

等值電路

Z=-(/]+；^)/=-(0.08+70.4)x250=10+J50Q

輸電線路(雙回)：22

64

-B=2xl/?1/=2.8xl()-x250=7xl()-S

221

也緝」幽x當(dāng)=2.42（Q）

變壓器（兩臺(tái)）：210002，000，0°

回分」戶目=30.25（Q）

'2100SN2100100

負(fù)荷：QLD=/^Dtg(arccos(cos0))=15()xtg(arccos(0.85))=92.96MVA

SLD=%+j2D=150+j92.96MVA

2)假設(shè)UA=UB=Uc=220kV,計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的功率分布

AS2T=反沙(%+jXT)="嚼生(2.42+j30.25)

=1.56+j19.46MVA

2(M)+jAQ))=2(450+j3500)

AS、=0.9+j7MVA

1000~1000

“、152.46?+85.542八八

△ACSZL=^77^(%+JXL)=————(10+J50)

UNZZU

=6.3l+j31.57MVA

△QB/2=—|^/?=-7X10-4x22()2=一3388Mvar

輸電系統(tǒng)首端的功率為：

SA=++ASZT+AS、+ZAO*+AS%>

=150+j92.96+1.56+jl9.46+0.9+j7-2xj33.88+6.31+j31.57

=158.77+j83.23MVA

輸電效率為：2xl00%=—史一xl00%=94.48%

6158.77

3)用求出的功率分布和已知的首端電壓計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的電壓分布

S；=S158.77+j83.23+j33.88=158.77+jl17.11MVA

A-^QB/2=

158.77xl0+117.11x50=3()38kv

3245

158.77x50-117.11x10?

----------------=27.62kv

245

UK=J(°A-AUL)2+⑻1)2=1(245-30.38)2+27.622=216.39kV

輸電線路的電壓降落為：△0[=30.38+j27.62kV

輸電線路的電壓損耗為：x1(X)%=獨(dú)心,。,xI(X)%=13.()%

UN220

Si=SLD+ASZ|=150+j92.96+(1.56+ji9.46)

=151.56+jll2.42MVA

151.56x2.42+112.42x30.25…

----------------------------=17.41kV

4216.39

151.56x30.25-112.42x2.42_

—=IKV

LUp216.39

Uc=J(UB-AUT)2+(叫)2=J(216.39-17.41)2+19.932=19998kV

〃牛費(fèi)鬻亍…

變壓器的電壓降落為：△&?=17.41+jl9.93kV

變壓器的電壓損耗為：%—￡*]()()%;216.39—199.98、m%;7.46%

5220

輸電系統(tǒng)的電壓降落為：

△U=△0/+=30.38+j27.62+17.41+j19.93=47.79+j47.55kV

輸電系統(tǒng)的電壓損耗為：

°Z‘cx100%=245-19998xl(X)%=20.46%

5220

A、B、C的電壓偏移分別為:

216.39-220

U「UNxl()()%=x100%=-1.64%

UN220

%如。0%=啥2-3%

第四章復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法

概念：

1、電力系統(tǒng)潮流是指在某一時(shí)間斷面下，電力系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)電壓和支路功率的穩(wěn)態(tài)分

布。

2、電力系統(tǒng)的潮流分布是用各節(jié)點(diǎn)的電壓和線路功率（或電流）來表示。

3、電力系統(tǒng)導(dǎo)納矩陣的階數(shù)等于獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)。

4、自導(dǎo)納等于該節(jié)點(diǎn)直接連接的所有支路導(dǎo)納的總和；互導(dǎo)納等于連接節(jié)點(diǎn)，，/支

路導(dǎo)納的負(fù)值。

5、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的特點(diǎn)

1）對(duì)稱性；2）強(qiáng)對(duì)角性；3）高度稀疏。電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)越多，稀疏程度越高。

6、潮流計(jì)算常用的算法有：高斯?賽德爾迭代法、牛頓?拉夫遜法和P-Q分解法。

（1）高斯-賽德爾迭代法：對(duì)初值不敏感，收斂性較好。但為一階收斂，迭代次

數(shù)較多。

（2）牛頓-拉夫遜法：具有平方收斂性，對(duì)初值的選擇要求較高，需接近準(zhǔn)確解,

否則可能不收斂，迭代很快，但穩(wěn)定性不高。

（3）P-Q分解法：由混合坐標(biāo)形式的牛頓-拉夫遜法改進(jìn)而來。與牛頓-江夫遜

法相比，其具有如下特點(diǎn)：

以一個(gè)n-1階和一個(gè)m-1階系數(shù)矩陣9和8〃代替原有的n+m-2階系數(shù)矩陣J,

提高了計(jì)算速度，降低了對(duì)存儲(chǔ)容量的要求;以迭代過程中保持不變的系數(shù)矩陣替代

起變化的系數(shù)矩陣J,能加快計(jì)算速度；以對(duì)稱的常數(shù)系數(shù)矩陣代替不對(duì)稱的系數(shù)矩

陣J,使求逆的運(yùn)算量和所需的存儲(chǔ)容量均大為減少；具有線性收斂特性，與牛頓-

拉夫遜法相比，當(dāng)收斂到同樣的精度時(shí)，需要迭代的次數(shù)較多；只適用于UOkV及

以上的電網(wǎng)計(jì)算。因?yàn)?5kV及以下電壓等級(jí)線路的r/x比值較大，可能出現(xiàn)迭代計(jì)

算不收斂的情況。

7、潮流計(jì)算中，電壓相位角約束條件是由系統(tǒng)運(yùn)行的強(qiáng)定性-決定的，電壓數(shù)值約

束條件UiminWUiWUhnax是由電壓質(zhì)量決定的,

8、在計(jì)算機(jī)潮流計(jì)算的三類節(jié)點(diǎn)(PQ、PV、平衡節(jié)點(diǎn))中，數(shù)量最多的一類是PQ

節(jié)點(diǎn)。PQ節(jié)點(diǎn)的給定量為注入功率8、。，待求量是節(jié)點(diǎn)電壓大小U和相位角今;

PV節(jié)點(diǎn)的給定量為注入有功功率P,和節(jié)點(diǎn)電壓大小以待求量是注入無功功

率0和相位角而；

平衡節(jié)點(diǎn)的給定量為該節(jié)點(diǎn)電壓大小a和相位角及,待求量為該節(jié)點(diǎn)的注入

功率R、Qso平衡節(jié)點(diǎn)是電壓參考點(diǎn)，它的另一個(gè)角色是相角參考點(diǎn)。

9、當(dāng)可調(diào)無功功率電源已經(jīng)達(dá)到上限或者下限時(shí)，PV節(jié)點(diǎn)將轉(zhuǎn)化為PQ節(jié)點(diǎn)。

10、解潮流方程的方法是迭代法(數(shù)值方法)

11＞牛頓法潮流方程是由節(jié)點(diǎn)電壓方程推導(dǎo)出來的，

12、用牛頓.拉夫遜法進(jìn)行潮流計(jì)算，修正方程求解的是節(jié)點(diǎn)電壓修正量。

13、n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電力系統(tǒng)，其中平衡節(jié)點(diǎn)1個(gè)，PQ節(jié)點(diǎn)(m-1)個(gè)，PV節(jié)點(diǎn)n-m個(gè)。

(1)用直角坐標(biāo)表示的牛頓法的修正方程的維數(shù)(J矩陣的階數(shù))是(2n-2);

(2)用極坐標(biāo)表示的牛頓法的修正方程的維數(shù)是2n-2-(n-m戶n-2+m。

(3)用混合坐標(biāo)表示的牛頓法的修正方程的維數(shù)是n2+mo

14、P-Q分解法：由混合坐標(biāo)形式的牛頓?拉夫遜法改進(jìn)而來。與牛頓?拉夫遜法相比,

其具有如下特點(diǎn)：

(1)以一個(gè)n-1階系數(shù)矩陣夕和一個(gè)m-1階系數(shù)矩陣8〃代替原有的n+m-2階系

數(shù)矩陣J；

(2)系數(shù)矩陣為對(duì)稱的常數(shù)矩陣；

(3)系數(shù)矩陣在迭代過程中保持不變；

(4)與牛頓-拉夫遜法相比，迭代一次所需的時(shí)間較短，當(dāng)收斂到同樣的精度時(shí),

需要迭代的次數(shù)較多.總的計(jì)算速度仍快于牛頓-拉夫遜法。

習(xí)題：

1、1000節(jié)點(diǎn)的電力系統(tǒng)，其中平衡節(jié)點(diǎn)1個(gè)，PV節(jié)點(diǎn)150個(gè)，用極坐標(biāo)表示的

牛頓法的修正方程的維數(shù)是1848；用直角坐標(biāo)表示的牛頓法的修正方程的維數(shù)

是1998。

2、電力系統(tǒng)有400個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中平衡節(jié)點(diǎn)1個(gè)，PV節(jié)點(diǎn)8（）個(gè)，用混合坐標(biāo)表示

的牛頓法求解潮流時(shí)，其修正方程有718階。

3、關(guān)于節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y,以下說法錯(cuò)誤的是（B）0

A是復(fù)數(shù)方陣B一定存在與其對(duì)應(yīng)的阻抗矩陣

C是稀疏陣D既包含元件特性約束，又包含網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束

4、對(duì)于存在R2X的電力網(wǎng)絡(luò)，是否可以采用P-Q分解法進(jìn)行潮流計(jì)算？為什么？

答：一般不行。因?yàn)樵赑-Q分解法中，簡化的依據(jù)是RVVX,從而

以致與cos%>>G/in%,則可將G0.sin%略去。若存在R2X的情況，則不滿

足簡化條件，將導(dǎo)致潮流不收斂。

5、P-Q分解法是由什么方法改進(jìn)發(fā)展而來的？它進(jìn)行了哪幾方面的改進(jìn)？簡化的條

件是什么？修正方程是什么？

答：

（1）P-Q分解法是在混合坐標(biāo)形式N-R迭代法基礎(chǔ)上的改進(jìn)形式，該方法

利用電力系統(tǒng)的一些特有的運(yùn)行特性，對(duì)牛頓?拉夫遜法進(jìn)行簡化。

1）考慮到電力系統(tǒng)中有功功率分布主要受節(jié)點(diǎn)電壓相角的影響，無功功率分布主

要受節(jié)點(diǎn)電壓幅值的影響，所以忽略了電壓幅值變化對(duì)有功功率的影響以及電

壓相位變化對(duì)無功功率分布的影響，即認(rèn)為雅克比矩陣中：N=0,J=0,

4P=HgAQ=LU-MU

2）電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)線路兩端的電壓相位角一般變化不大（不超過

3）架空線路的電抗遠(yuǎn)大于電阻；

4）節(jié)點(diǎn)無功功率相應(yīng)的導(dǎo)納Q/U遠(yuǎn)小于該節(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)納的虛部。

（2）修正方程

\P!U=-BrU\8

\Q（U=-Bn\U

6、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示。各參數(shù)單位均為S,求：（1）網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納矩陣；（2）如果

2-3支路的導(dǎo)納由j5變?yōu)閖lO,導(dǎo)納矩陣如何修改？

解：

（1）變壓器冗型等值電路參數(shù)為

=-J0.2479

X。~L?~

%=?='=必7273

K1.1

（攵一1）彩

=J0.2727

1.1

（2）網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為

4.4794-J2.727303

-J2.7273-J5T50

1Y-

0-75J50

_T200；2_

（3）修改后的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣

Jl4.4794-；2.72730

-72.72730-jio0

r=

0-jiojio0

.7200J2_

7、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示。各參數(shù)單位均為S,求網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納矩陣。（10分）

④

jio

口

解:

(1)變壓器n型等值電路參數(shù)為

=j\3.6364

k~1.1

（一女）耳（1-1.l）xjl5

=-JI.2397

k2-TP-

伏-1）、（1.1一l）x/15

=兒3636

~k~U~

等值電路如下:

①j5②

jio

口

(2)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為

-J5T500

T5732,3967-jl3.63640

Y=

0-jl3.6364j5-jio

00-710jio

8、寫出用牛頓-拉夫遜法求解潮流的計(jì)算步驟。

解：a、形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；

b、設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓的初值U?、那);

c、將各節(jié)點(diǎn)電壓的初情代入極坐標(biāo)下的潮流方程中，求修正方程式中的不平衡量

AQ「＞、△U/2；

d、將各節(jié)點(diǎn)電壓的初值代入，求解雅克比矩陣中的H、N、J、L,形成J矩陣；

e、解修正方程式，求各節(jié)點(diǎn)電壓的變化量；

f、計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的新值

U7=+AU：°),端,=3,+八工°);

g、運(yùn)用各節(jié)點(diǎn)電壓的新值自第三步開始進(jìn)入下一次的迭代;

h、計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)的功率和線路功率。在

第五章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整

概念：

1、電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整大體上可分為一次、二次、三次調(diào)整。所謂一次

調(diào)整指由發(fā)電機(jī)的調(diào)速器進(jìn)行的頻率調(diào)整，二次調(diào)整指由發(fā)電機(jī)的調(diào)頻器進(jìn)

行的頻率調(diào)整，三次調(diào)整其實(shí)是指按最優(yōu)化準(zhǔn)則分配發(fā)電負(fù)荷。

2、電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整是有差調(diào)整，頻率的一次調(diào)頻可實(shí)現(xiàn)無差調(diào)整。

3、電力系統(tǒng)按存在形式可分為冷備用和熱備用。按備用容量的用途可分為負(fù)荷備用、

事故備用、檢修備用和國民經(jīng)濟(jì)備用。

4、編制預(yù)計(jì)負(fù)荷曲線時(shí)，網(wǎng)絡(luò)損耗和廠用電是兩個(gè)重要指標(biāo)。

5、在豐水季節(jié)，一般宜選用中溫中壓火電廠為調(diào)頻廠；在枯水季節(jié)，一般宜選用水

電廠為調(diào)頻廠。

6、有功負(fù)荷在運(yùn)行的火電機(jī)組間最優(yōu)分配的原則是等微增率準(zhǔn)則。

7、電力系統(tǒng)的頻率主要與有功功率有關(guān)，電壓主要與無功功率有關(guān)。

8、負(fù)荷波動(dòng)是頻率偏差的根本原因。

9、發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率：發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)或電源頻率特性的斜率。其標(biāo)志著隨頻

率的升降發(fā)電機(jī)組發(fā)出功率減少或增加的多寡。

(Mw/Hz)

=KG/N1PGN

PG內(nèi)

10、發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)：單位調(diào)節(jié)功率的倒數(shù)。

0=v_九一人=/j)一￡v

△生PGN一。PGN

o%=--即xioo/1一人'x]00

f^GNZv

習(xí)題：

1、電力系統(tǒng)有功功率電源是（A）。

A發(fā)電機(jī)B變壓器C調(diào)相機(jī)D電容器

2、為了能在實(shí)際負(fù)荷超過預(yù)測(cè)值時(shí)及時(shí)地向增加的負(fù)荷供電而設(shè)置的備用容量稱為

(B)<)

A國民經(jīng)濟(jì)備用B負(fù)荷備用C檢修備用D事故備用

3、下列電力系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)中，可以預(yù)測(cè)的是(C)。

A設(shè)備投入或退出運(yùn)行所引起的第一類負(fù)荷變化

B大容量用電設(shè)備投入或退出所引起的第二類負(fù)荷變化

C生產(chǎn)、生活規(guī)律及氣象變化所引起的第三類負(fù)荷變化

D第一、第二類負(fù)荷變化

4、同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)頻率之間是否有嚴(yán)格的關(guān)系(A)?

A.是B.否C.不一定D.根據(jù)發(fā)電機(jī)的形式而定

5、電力系統(tǒng)的一次、二次、三次調(diào)頻有何區(qū)別？

答：一次調(diào)頻對(duì)第一類負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移的調(diào)整，是由發(fā)電機(jī)的調(diào)速器進(jìn)行

的調(diào)頻，不能做到無差調(diào)頻；二次調(diào)頻是針對(duì)第二類負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏差

的調(diào)整，由發(fā)電機(jī)的調(diào)頻器進(jìn)行調(diào)頻，可以實(shí)現(xiàn)無差調(diào)頻；三次調(diào)頻是針對(duì)第

三類負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏差的調(diào)整，由系統(tǒng)中所有按給定曲線發(fā)電的發(fā)電機(jī)

組分擔(dān)，與前兩種調(diào)頻方式不同，三次調(diào)頻是事前的調(diào)整。

6、某電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率為400MW/HZ,系統(tǒng)負(fù)荷增大800MW時(shí)，

調(diào)頻電廠經(jīng)二次調(diào)頻增發(fā)4(X)MW,系統(tǒng)頻率變化為0.2Hz,計(jì)算系統(tǒng)等值發(fā)電機(jī)

的單位調(diào)節(jié)功率。

解：(APLO-APGO)=(KG+KL)V

KG=(APLO-APGO)/Af-KL

=(800-400)/0.2-400

=1600(MW/Hz)

答：系統(tǒng)等值發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率為1600MW/Hz。

7、某電廠有兩臺(tái)機(jī)組，其耗量特性分別為：FI=0.02PI2+2P>+10(t/h),20MWPi

60MW;F2=0.03P22+3P2+16(l/h),2OMWWP2W6OMW。求當(dāng)負(fù)荷分別為80MW及

65MW的功率經(jīng)濟(jì)分配。

解：兩機(jī)組的耗量微增率分別為:

4=景=0.046+24=黃=0.066+3

(1)當(dāng)負(fù)荷為80MW時(shí)，根據(jù)等耗量微增率準(zhǔn)則，有

0.04〃+2=0.064+3J4=58MW

[+6=80=[g=22例卬

(2)當(dāng)負(fù)荷為65MW時(shí)，根據(jù)等耗量微增率準(zhǔn)則，有

0.()4/]+2=0.06鳥+3J[=49MW

《十鳥=65n'=16MW

由于約束條件，要求20MWWP2W60MW

故，只能取P2=20MW,P/=65-20=45MW

7、在某A、R聯(lián)合系統(tǒng)中，A系統(tǒng)有：發(fā)電機(jī)KAGI=500MW/HZ,KAG2=400MW/HZ,

負(fù)荷KAD=100MW/HZ,B系統(tǒng)有：KB=800MW/HZO正常運(yùn)行時(shí)A系統(tǒng)G1滿載，

G2未滿載，戶49.8Hz,聯(lián)絡(luò)線功率PAB=100MWO聯(lián)絡(luò)線突然斷開后，A系統(tǒng)G1

二次調(diào)頻減少25MW出力，問：△=?，介二？

解：當(dāng)聯(lián)絡(luò)線突然斷開，相當(dāng)于A系統(tǒng)的負(fù)荷減少100MW,而B系統(tǒng)的電源功率

減少lOOMWo

/PA=/PDAPGA=lOO(MW)/PB=/PDB/PGB=lOO(MW)

一△乙G1

—=0.05(7/)斤49.8+0.05=49.85(HZ)

50C'z7

△A_100

A4=一后一一就二—0.125(%)力3=49.8-0.125=49.675(Hz)

第六章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)整

概念：

1、電力系統(tǒng)的電壓水平主要決定于無功功率的平衡。

2、電力系統(tǒng)無功平衡的原則是分層控制、就地平衡。

3、電力系統(tǒng)的無功電源有：發(fā)電機(jī)、電容器、調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器。

4、電壓中樞點(diǎn)：指某些可反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電所的母線。

5、電力系統(tǒng)中樞點(diǎn)調(diào)壓方式可分為三類：順調(diào)壓、逆調(diào)壓、常調(diào)壓。

6、在任何負(fù)荷下，中樞點(diǎn)的電壓保持為大約恒定的數(shù)值(1()2%?1()5%UN),這種調(diào)

壓方式稱為常調(diào)壓。

7、高峰負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略低，低谷負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓略高的中樞點(diǎn)電壓

調(diào)整方式稱為順調(diào)壓。

8、高峰負(fù)荷時(shí)升高電壓，低谷負(fù)荷時(shí)降低電壓的中樞點(diǎn)電壓調(diào)整方式稱為逆調(diào)壓。

9、雙繞組變壓器的分接頭位于高壓側(cè)；三繞組變壓器的分接頭，一般裝在高壓和中

壓繞組。

習(xí)題：

1、什么是電力系統(tǒng)的電壓中樞點(diǎn)？它一般選在何處？

電力系統(tǒng)中少數(shù)能代表系統(tǒng)電壓水平的節(jié)點(diǎn)稱為電壓中樞點(diǎn)。

一般選在區(qū)域性發(fā)電廠的高壓母線、樞紐變電站的二次母線及有大量地

方負(fù)荷的發(fā)電廠母線。

2、電力系統(tǒng)調(diào)壓的基本原理是什么？當(dāng)電力系統(tǒng)無功不足時(shí)，是否可以通過改變變

壓器的變比調(diào)壓？為什么？

答：發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓UG經(jīng)過升壓變壓器和降壓變壓器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，最后到

負(fù)荷點(diǎn)，故負(fù)荷點(diǎn)的電壓“可以用下式表示

。-------絲二修、上分別為升、降壓變壓器的變比

k2

調(diào)壓原理就是通過改變公式中的各個(gè)參數(shù)以改變負(fù)荷點(diǎn)電壓，使之滿足要求。

因而，調(diào)壓方法有：(1)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)電壓；(2)改變變壓器的變比;

(3)改變線路參數(shù)R、X;(4)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。

當(dāng)電力系統(tǒng)無功功率不足時(shí)，不可以通過改變變壓器的變比調(diào)壓。因?yàn)?，調(diào)節(jié)

變壓器的變比只能改變無功功率的分布，不能改變無功功率的大小，即不能進(jìn)行無

功補(bǔ)償。

3、電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施主要有哪些？它們各有什么特點(diǎn)？

答：調(diào)壓措施有：

(1)發(fā)電機(jī)調(diào)壓：簡單靈活，無需投資，應(yīng)充分利用，但調(diào)壓幅度有限。

（2）改變變壓器的變比調(diào)壓：利用改變節(jié)點(diǎn)電壓的高低來改變無功功率的流向和分

布；不能發(fā)出或吸收無功功率，只能作細(xì)微調(diào)節(jié)，當(dāng)無功缺乏時(shí)無效。

（3）并聯(lián)補(bǔ)償調(diào)壓：是無功功率分層分區(qū)平衡的主要手段；靈活方便，可減小網(wǎng)損。

（4）串聯(lián)補(bǔ)償調(diào)壓:調(diào)節(jié)功率因數(shù)；不能減少網(wǎng)損；運(yùn)行維護(hù)要求較高，調(diào)節(jié)不太靈

活。

4、電力系統(tǒng)中無功電源有哪些？其工作原理和特點(diǎn)分別是什么？

答：

1）發(fā)電機(jī)：是基本的無功電源。它通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流來改變發(fā)電機(jī)發(fā)出

的無功功率。增加勵(lì)磁電流，無功輸出增加；減小勵(lì)磁電流，無功輸出減少。

2）調(diào)相機(jī)：相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)。過期磁運(yùn)行，提供感性無功；欠勵(lì)磁

運(yùn)行，吸收感性無功。

3）并聯(lián)電容器：只能向系統(tǒng)提供感性無功△其特點(diǎn)為，所供應(yīng)的感性無功與其端

電壓的平方成正比，電容器分組切投。非連續(xù)可投。

4）靜止補(bǔ)償器和靜止調(diào)相機(jī)：分別與電容器和調(diào)相機(jī)相對(duì)應(yīng)而同屬“靈活交流輸

電系統(tǒng)”范疇的兩種無功電源。

5）并聯(lián)電抗器：就感性無功而言，其并非電源，而是負(fù)荷，但在某些電力系統(tǒng)中

的確裝有這些設(shè)備，用以吸取輕載或空載線路過剩的感性無功功率。而對(duì)高壓長距

離輸電線路而言，它還有提高輸送能力，降低過電壓的作用。

5、簡單電力系統(tǒng)如圖所示，保持線路首段電壓為113kV不變，變壓器二次側(cè)電壓要

求保持常調(diào)壓10.5kV,試確定并聯(lián)電容補(bǔ)償容量。

U0±2X2.5%/11

-H3D~~~|Smax=28+jl4MVA

-?

Smin=10+j6MVA

2.44+j40Q-------------------1

解：由竺泮得

U3—U，128x2,44+14x40

,=2+X求得f=107.1846匹

’…〃，10x2.44+6x40I^in