并作等效电路。
12《电力系统分析》课程实验
12.1绪论
《电力系统分析》的实验的目的在于使学生掌握系统运行的原理及特性，学会通过实验掌握电力系统的潮流计算的仿真与分析、电力系统的故障分析方法、根据正常、故障运行现象及相关数据分析原因，并做出正确结论；从实验中观察发电机单机带负载、电力系统稳定运行的特性与原理，通过实验使学生能够掌握常用仪器和实验设备的使用方法，目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。
《电力系统分析》课程实验方式有演示型、学生分组操作型实验。在整个实验过程中，必须集中精力，认真做好实验。现按实验过程提出下列具体要求。
1.1.1、实验前的准备
实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。每次实验前都应做好预习，才能对实验目的、步骤、结论和注意事项等做到心中有数，从而提高实验质量和效率。预习应做到：
1．复习教科书有关章节内容，熟悉与本次实验相关的理论知识。
2．认真学习实验指导书，了解本次实验目的和内容，掌握实验工作原理和方法，仔细阅读实验安全操作说明，明确实验过程中应注意的问题（有些内容可到实验室对照实验设备进行预习，熟悉组件的编号，使用及其规定值等）。
3．实验前应写好预习报告，其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等，经教师检查认为确实做好了实验前的准备，方可开始实验。
5．认真做好实验前的准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备、人身的安全等都具有相当重要的作用。
1.1.2、实验的进行
在完成理论学习、实验预习等环节后，就可进入实验实施阶段。实验时要做到以下几点：1．预习报告完整，熟悉设备
实验开始前，指导老师要对学生的预习报告做检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验。
指导老师要对实验装置作详细介绍，学生必须熟悉该次实验所用的各种设备，明确这些设备的功能与使用方法。
2．建立小组，合理分工
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每次实验都以小组为单位进行，每组由5～10人组成。实验进行中，机组的运行控制、电力系统的监控调度、记录数据等工作都应有明确的分工，以保证实验操作的协调，数据准确可靠。
3．试运行
在正式实验开始之前，先熟悉仪表的操作，然后按一定规范通电接通电力网络，观察所有仪表是否正常。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。
4．测取数据
预习时应对所测数据的范围做到心中有数。正式实验时，根据实验步骤逐次测取数据。5．认真负责，实验有始有终
实验完毕后，应请指导老师检查实验数据、记录的波形。经指导老师认可后，关闭所有电源，并把实验中所用的物品整理好，放至原位。
1.1.3、实验总结
这是实验的最后阶段，应对实验数据进行整理、绘制波形和图表、分析实验现象并撰写实验报告。每位实验参与者要独立完成一份实验报告，实验报告的编写应持严肃认真、实事求是的科学态度。如实验结果与理论有较大出入时，不得随意修改实验数据和结果，而应用理论知识来分析实验数据和结果，解释实验现象，找出引起较大误差的原因。
实验报告是根据实测数据和在实验中观察发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的实验总结和心得体会，应简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。
实验报告应包括以下内容：
1．实验名称、专业、班级、学号、姓名、同组者姓名、实验日期、室温等。
2．实验目的、实验线路、实验内容。
3．实验设备、仪器、仪表的型号、规格、铭牌数据及实验装置编号。
4．实验数据的整理、列表、计算，并列出计算所用的计算公式。
5．画出与实验数据相对应的特性曲线及记录的波形。
6．用理论知识对实验结果进行分析总结，得出正确的结论。
7．对实验中出现的现象、遇到的问题进行分析讨论，写出心得体会，并对实验提出自己的建议和改进措施。
8．实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。
9．每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导老师批阅。
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12.2实验项目指导
实验一电力系统物理模拟电气设备认识
一．实验目的
1.了解配电室整体布局,认识相关设备；
2.熟悉配电室相关制度及工作人员操作注意事项；
3.初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法。
二．实验原理
1.电力系统物理模拟实验的基本操作方法
（1）．通电时的操作
如图1，首先，开启同期中央音响信号屏背面的空气开关，第一个空气开至为电源总开关，第二个空气开关至原动机调速屏的塑壳式断路器，第三个空气开关至发电机励磁屏，第四个空气开关至10KV线路1#出线屏，第五个空气开关至10KV线路2#出线屏，第六个空气开关至10KV线路3#出线屏，第七个空气开关至10KV线路4#出线屏，其次打开发电机控制保护屏正面的门，合上空气开关，第一个空气开关为控制AC220V，DC24V，DC220V。AC220V的空气开关有三个，从左往右，第一个空气开关至X1-X4屏，第二个空气开关至X5-X9屏，第三个空气开关至X10屏，第四个空气开关供给DC24V的交流电源，经开关电源整流成DC24V供给给各个屏使用，从左往右依次为至X1-X4号屏，X5-X9号屏，X10号屏。DC2220V电源是经变压器隔离，在通过桥堆整流成DC220V。再打开原动机调速屏合上塑壳式断路器。
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图1电力系统物理模拟实验室的结构
最后合上模拟屏的系统电源投入塑壳式断路器，此时电源已完成投入。
（2）．停电时的操作
依次断开实验设备上的(空载)线路的断路器QF、电源开关、总电源开关。
（3）．开电源前各开关位置
调整实验设备上的切换开关的位置；发电机运行方式为并网运行开关的位置；发电机励磁方式为自动励磁(手动励磁)开关的位置；励磁电源为他励(自并励)开关的位置；并网方式选择手动同期(自动同期)开关的位置等。
（4）．微机自动装置
对于微机准同期装置、微机调速装置和微机励磁装置，必须了解微机装置的参数设置内容和所需设置参数的范围，并进行选择性设置、选取参数。
（5）．发电机组起动、建压、并网、双回线输电的操作
发电机组起动：合上原动机断路器，通过微机调速器自动起动发电机组至额定转速1500rad／min。如果转速不满足，手动调整调速器，将转速调至1500rad／min。
建压、并网、双回线输电：发电机励磁控制方式有微机励磁控制和手动励磁控制方式。可以任意选择其中一种方法起励建压；并网运行时应同时满足电压幅值差最小、频率差
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最小、相角差最小时，方可并网(手动、自动)，同期条件满足后合发电机断路器QF0（6）．发电机组的解列和停机
调节调速装置和励磁装置，使发电机组有功功率P=0，发电机无功功率Q=0，断开发电机断路器(QF0并网断路器分闸)．完成并网解列；按下微机调速装置的停止键，转速减小到零时关闭原动机电源完成停机。
2.安全操作规程
为了顺利完成电力系统综合实验台的全部实验，确保实验时人身安全与设备的安全可靠运行，实验设备通电前实验人员必须仔细阅读实验装置的简介内容和实验内容的注意事项。实验前应学习相关实验的理论和充分了解实验的内容，第一次使用设备的人员必须阅读实验设备各功能部件的操作原理实验。实验过程中必须认真按照实验步骤进行。实验人员必须严格遵守如下安全规程。
(1)在进行实验前，必须详细掌握各实验设备的操作方法才可进行实验。
(2)实验过程中，绝对不允许实验人员触摸输出接线端子，否则人体将触电，危及生命安全。
(3)实验人员必须首先完成本实验设备中的各种微机装置的基本操作实验，才可以进行系统实验，否则会由于对微机装置的错误操作，引起设备的损坏。
(4)发电机组与系统间的解列操作，必须保证发电机组的P=0、Q=O。因为如果发电机
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的出力很大，直接断开并网断路器，将使得断路器触点产生较强的“拉弧”现象，可能直接损坏断路器或缩短了断路器的使用寿命，因此要先减小发电机的出力，使电机组的有功功率P=0，无功功率Q=O。
(5)微机准同期装置、微机调速装置和微机励磁装置在实验过程中出现了设备问题，应立即停止实验，进行检修。
(6)每次实验前一定要检查微机准同期装置、微机励磁装置和微机线路保护装置是否为原始设置状态。如果不是，应立即修改相关设置。因为实验装置的原始设置状态是为大多数实验内容而设计的，只有在特定实验中才需要改变其设置参数，每次修改参数后，完成实验时要改回原始设置，为下次实验做准备，同时每次实验前也应检查各参数的设置情况。
三．实验设备与器材
电力系统电力系统物理模拟实验屏。
四．实验内容与记录
1．电气设备的认识
指导老师要对实验装置作详细介绍，学生必须熟悉该次实验所用的各种设备，明确这些设备的功能与使用方法。
2.电力系统的开、停机操作
在正式实验开始之前，先熟悉仪表的操作，然后按一定规范通电接通电力网络，观察所有仪表是否正常。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。按照试验步骤完成开、停机操作。
五．实验注意事项
1．调速器处停机状态时，如果“合闸”灯不亮，不可开机；
2．实验结束后，通过励磁调节使无功输出为零，通过调速器调节使有功输出为零，解列之后按下调速器的停机按钮使发电机转速至零。跳开操作台所有开关之后，方可关断操作台上的操作电源开关。
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六．实验预习与思考题
1．预习报告完整、建立小组，合理分工
实验开始前，指导老师要对学生的预习报告做检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验。
每次实验都以小组为单位进行，每组由5～10人组成。实验进行中，机组的运行控制、电力系统的监控调度、记录数据等工作都应有明确的分工，以保证实验操作的协调，数据准确可靠。
2.思考题
（1）发电机起励的条件是什么？为什么？
（2）发电机并网的条件是什么？
七．实验报告要求
1．写出电力系统模拟实验系统的操作步骤。
2．回答思考题
实验二电力系统潮流计算（仿真）
一．实验目的
1.熟悉PowerWorld电力系统仿真软件（简称PWS）的基本操作；
2．用PWS建立一个简单的电力系统模型。
3.简单电力系统潮流计算的方法；
二．实验原理
1.PowerWorld电力系统仿真软件的基本操作
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在进行电力系统分析时，为了表示实际三相电力系统，常用单线图来表示实际的三相输电线路。采用单线图的目的是为了图形化地显示电力系统。本实验要求同学们通过上机实际操作，学会单线图的快捷菜单、文件菜单、编辑菜单、插入菜单、格式菜单、窗口菜单、仿真控制等菜单的使用。
使用电力世界仿真器的关键在于它的两种不同的模式：编辑模式和运行模式。操作过程中大家要注意当前工作模式，模式选择不正确，会不能正确进行相应的操作。
编辑模式用于创建新的样程和单线图或者修改已存在的样程和单线图。通过点击程序栏的“编辑模式”（EDITMODE）按钮可切换到本模式。
运行模式可求解单步潮流计算问题以及运行电力系统的时域仿真。在程序栏上点击“运行模式”（RUNMODE）按钮进入该模式。
2．用仿真器建立一个简单的电力系统模型
以下简述怎样应用仿真器建立一个简单的电力系统模型。首先从开始－程序－PowerWorld－PowerWorldSimulator或者双击Simulator的图标，启动Simulator系统。在主菜单上依次点击File→NewCase，屏幕背景将变成黄色，新单线图缺省背景色为黄色。黄色背景表示你将要创建单线图的空页。
画一条母线
（1）．在主菜单上点击Insert→Bus或插入工具栏上点击母线图元按钮。
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（2）．在想放置新母线的地方单击左键，打开BusOption对话框。
（3）．在BusOption对话框中设定母线名称（母线号和母线名）、母线外观（显示大小、放置方向和线条粗细）、母线所在的地区（地区号和地区名）、母线所在的区域（区域号和区域名）、母线额定电压（标幺值、有名值和相角）以及是否为系统松弛节点（平衡节点）等，并且设定与之相连的负荷及对地电容补偿。
（4）．按Ok键完成母线的设定，并且关闭母线选择对话框，这时母线已经出现在设定的位置上。
例如：要画一条母线到新的样程。先在主菜单上点击Insert→Bus，然后点击屏幕中部任意一处，打开BusOption对话框，你可以在此输入关于母线的资料。在BusNumber 一栏中自动显示“1”，Simulator中每一个母线都有一个唯一的编号，为了方便起见，我们使用缺省值。在BusName一栏中，可以填入一个不超过8个字符的名称，例如填入ONE。然后选中位于对话框下部的SystemSlackBus复选框，将此条母线设定为系统的松弛节点(平衡节点)。对于其余栏目我们可以不进行设定，而保持它们的缺省值。按对话框下部点击Ok键就把母线画上了。现在可以看到屏幕中部已经出现了一个水平母线。
画一台发电机
（1）．在主菜单上点击Insert→Generator或在插入工具栏上点击发电机按钮。（2）．在需要安装发电机的母线上单击一下左键，打开GeneratorOption对话框。
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（3）．在对话框中设定发电机的名称（发电机号、发电机名、ID号、控制节点号）、外观（显示大小、放置方向和线条粗细）、输出功率控制和电压控制（有功功率、有功功率极限、无功功率极限、电压设定值和计费方式。
（4）．点击GeneratorOption对话框的Ok键，完成创建发电机并关闭对话框。这时单线图上已经出现了一台发电机，正是连在第2步所选的母线上。
按以上操作步骤在松弛节点上，也就是母线1上安装了一台发电机，当GeneratorOption 对话框打开时，不需要进行设定，使用缺省值即可。
样程存盘
在主菜单上选择File→SaveCase。在无其他设定的情况下，缺省的样程将以PowerWorldBinary形式进行存储（*.pwb）。
画一条带负荷的母线
再画一条母线，在主菜单上选取Insert→Bus或在插入工具栏中点击母线的按钮，然后在单线图中母线1的右侧单击左键打开BusOption对话框，在BusNumber一栏中就使用缺省值2，BusName填入TWO。我们还要在母线上加上一个200MW，100MVR的负荷，点击AttachedDevices标签，其中有一个LoadSummaryInformation编辑框，在BaseMW和BaseMVR栏目中分别填入200和100，然后按Ok键就把母线画上了。
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添加负荷
此时，尽管母线2上并没有出现负荷，但负荷实际上已经在电力系统模型中。（要想证实这一点，可以右击母线2在弹出式菜单中选择BusInformationDialog，然后再检查LoadSummaryInformation栏目）。要想在单线图上画一个负荷，选择主菜单上的Insert→Lord或直接在屏幕下方的插入工具栏上点击负荷图元的按钮，在母线上单击左键，打开LoadOption对话框，通过此对话框可以看出负荷是200MW，100MVR。此外，Simulator还允许用户建立随电压变化的负荷模型。
Orientation栏决定了所画负荷元件的方向，选择Up，负荷指向上。然后，选定Anchored，把负荷固定在母线上，这样母线移动时，负荷也会随着移动。点击Ok键，负荷就画上了。每个负荷都自动带一个断路器。
如果要移动母线2，先把鼠标移到母线上（不是负荷上），按住左键，移动鼠标（这就是拖动）。负荷也会移动，因为它已经被固定了。要想改变负荷在母线上的位置，只要用左键按住负荷，就可以把它拖到其他位置。
画一条输电线
（1）．在主菜单上选择Insert→TransmissionLine或在插入工具栏上点击输电线图元的按钮。
（2）．在输电线的起始点上单击左键，这个点通常在一个线路的始端母线上。
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（3）．放开鼠标键，移动鼠标，将看到一条线段，一端在起始点，另一端随鼠标移动。输电线和变压器由一串连续的线段组成。如果结束此线段，只要点击鼠标左键。如果开始画下一条线段，只要再移动鼠标即可。每次点击左键都会确定一条线段，同时确定一个顶点，可以移动或删除这些顶点来改变输电线。
（4）．确定输电线的最后段，在结束处双击鼠标左键，这个点通常在另一个母线上。此时出现一个TransmissionLine/Transformer对话框。
（5）．在对话框中设定输电线的参数，按Ok键就出现一条输电线。
现在我们在母线1和母线2之间画上一条输电线。在主菜单上选择Insert→TransmissionLine，然后在母线1上适当位置上单击左键，画出输电线的一个点。把鼠标向上移一小段距离单击左键，然后把鼠标平移到母线2的上方单击左键，再把鼠标移到母线2的适当位置上，双击左键立即会出现TransmissionLine/Transformer对话框。在FromBusNumber一栏中已经自动填入1，ToBusNumber中已经自动填入2。在Resistance(R)，Reactance(X)和Changing(RorC)栏目中填入线路参数的标幺值，这三个栏目分别填入0.02，0.08，0.1。在LimitA（MVA）一栏中填入线路的额定视在功率，填入400。最后点击Ok键，输电线就画完成了。右击输电线路上的饼图，在弹出对话框的MVARating项也可以改变线路的额定视在功率。
放置断路器
现在放置断路器（如果线路两端本来就带有断路器，那么断路器已经画在图上了，选择
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Options→DefaultDrawingValues，可以在DefaultDrawingOption对话框中对此进行设定），断路器用来控制线路的状态。点击Insert→CircuitBreaker然后在输电线靠近母线1一端单击鼠标左键，会出现一个CircuitBreakerOptions对话框，FromBus和ToBus已经分别填入1和2，如果是0的话可以自己重新输入。在Size栏中填入1（可以写入，也可以使用旁边的上下箭头进行设置）。击一下Ok键，断路器就设置好了。写上标题和母线、线路注释
要在图上标出母线有关参数的注释，步骤如下：
1．右击母线，打开母线上的弹出式菜单。
2．在弹出式菜单上选择AddNewFieldsaroundBus，打开InsertNewFieldsaroundSelectedObjects对话框。
3．使用此对话框可以设置你想要加入的注释，每个母线可以加入8个注释。
4．点击Ok键，单线图上母线周围将出现所设置的注释。
对样程进行求解
在程序工具栏上点击RunMode进入运行模式。注意，如果网络中含有错误，进入运行模式前必需根据MassageLog的提示把错误改正，否则程序不能正常演示和存盘。要进行模拟运行，只需要点击SimulationControl→Start/Restart。如果只想演示一下单步运行的潮流状态，在程序栏上点击SingleSolution。
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三．实验设备与器材
1．PowerWorld电力系统仿真软件；
2.计算机
四．实验内容与记录
下图展示的是母线数据和线路数据在一起的五母线电力系统单线图，此系统称之为A实例。用PowerWorldSimulator和原始的数据、单线图文件，求解下面各问题
图1电力系统实验接线图
1、对于A实例电力系统，应用PowerWorld仿真软件确定把V3增加到1.00p.u母线3上并联电容器组MVAr额定的容量。确定电容器组对线路载荷和总功率损耗的影响。
2、对于A实例运行原始的系统潮流，你发现电压越界吗？（通常母线电压范围假定是在0.95~1.05p.u）。现在假设本系统的两个变压器是分接头可变的变压器，其分接头以每步0.05p.u增加，从0.85p.u变化到1.15p.u。为了增加母线3上的电压到0.95p.u，确定分接头的设置，而其他母线尽可能不引起高电压越界。
3、在母线2和母线5之间安装一台新变压器，使新变压器与母线2和母线5之间原有的变压器并联，新变压器和原有的变压器完全一样，两台变压器的分接头设置在1.0p.u，确定每台变压器对母线5提供的有功、无功和总功。
4、引用A实例单线图，假设在母线3和母线4之间架设一条附加线路，附加线路与原有的线路3--4相同，确定对母线3、线路载荷和总功率损耗的影响
并作等效电路。
5、在问题2中，你已经运行了A实例，进行潮流计算，并且发现了低电压越界。为了把母线3的电压提升至0.95p.u，在母线3上放置一电容器组，确定电容器组的大小。现在假设为了维修切除母线3和母线5之间的线路，再次运行系统，是否满足要求？如果不行，为了保持母线3电压在0.95p.u之上，确定必须在母线3上卸载的负荷为多少，在母线3切除相同百分比的有功和无功。
InitialBusRecords
BusPUVoltVolt(kV)Angle(Deg)LoadMWLoadMVRGenMWGenMVR
11.0500015.75-0.50080.0040.00520.00238.94
21.0000015.000.000390.7026.16
30.87580302.15-21.256800.00280.00
41.02871354.90-2.755
50.99196342.23-4.495
LineRecords(BaseMVA=400)
FromToXfrmrRXBMVALim
41Yes0.003000.040000.001000.0
25Yes0.006000.080000.00600.0
并作等效电路。
43No0.036000.400000.441200.0
53No0.018000.200000.441200.0
45No0.009000.100000.221200.0
五．预习与思考题
1．实验预习，以B2.PWB为例进行如下操作：
（1）选择主菜单的CaseInformation CaseSummary项，了解当前样程的概况。
（2）不更改样程的原有的设置，进入运行模式。从主菜单上选择SimulationControl，Start/Restart开始模拟运行。
（3）当电力系统正在运行的时候，你可能需要查看或者修改某些参数。
（4）将母线1上的发电机MaxMWOutput设置为400，观察系统运行的情况。
（5）从主菜单中依次选择Options SimultionOption Simultion UnexpectedEvent Often设置突发性事件出现的频率，观察系统运行的情况。
（6）设置为平电压启动，观察系统运行的情况。
（7）将母线1上的发电机MaxMWOutput设置为400，将母线2上的发电机MaxMWOutput设置为200，更改负载曲线设置，观察系统运行的情况。
2.思考题
并作等效电路。饼图在报警前正常工作时的填充色如何设置？六．实验报告要求
1．完成并记录实验数据；
2.心得体会及其它。
并作等效电路。
实验三电力系统短路计算（仿真）
一．实验目的
1.熟悉PowerWorld电力系统仿真软件（简称PWS）的基本操作；
2．用PWS建立一个电力系统模型。
3.简单电力系统故障分析（仿真）计算的方法；
二．实验原理
通过选择下面四种故障处故障类型中的一种来进行计算：
单相对地短路（SingleLine-to-Ground）
通过用户定义的一个对地故障阻抗来进行单相对地短路计算。把A相设为故障相。
两相短路（Line-to-Line）
假设一个值为999+j999的对地阻抗进行两相短路计算。把B相和C相设为故障相。
三相短路（3PhaseBalanced）
通过用户定义的一个对地故障阻抗来进行三相短路计算。
两相对地短路（DoubleLine-to-Ground）
通过定义一个接地故障阻抗来进行两相对地短路计算。
电流单位（CurrentUnits）
允许用户是选择观察故障时标幺值还是电流的实际值。
故障结果在故障分析对话框下部以表格的形式显示，故障结果也可以在单线图里以图形化的形式显示出来。通过选择，可以把任何一个三相值单独地显示出来，或者是使三相值同时显示。
三．实验设备与器材
1．PowerWorld电力系统仿真软件；
2.计算机
并作等效电路。
四．实验内容与记录
1．用PowerWorldSimulator和原始的数据、单线图文件，绘制待分析的电网络图形并输入各电网对象的属性值
2.图中各个元件的参数如下：
线路2—3：正序阻抗：Z1=0.08+j0.30；零序阻抗：Z0=j0.75；
1/2对地电纳：B/2=j0.25；
线路1—2：正序阻抗：Z1=0.04+j0.25；零序阻抗：Z0=j0.7；
1/2对地电纳：B/2=j0.25；
线路1—3：正序阻抗：Z1=0.1+j0.35；零序阻抗：Z0=j1.0；
1/2对地电纳：B/2=0；
变压器T1：正序阻抗：Z1=j0.015；零序阻抗：Z0=j0.015；
变比：K=1.05；接线方式：Y0/△；结构：单相变压器组；
变压器T2：正序阻抗：Z1=j0.03；零序阻抗：Z0=j0.03；
变比：K=1.05；接线方式：Y0/△；结构：单相变压器组；
负荷L1：功率：1.6+j0.8；正、负序阻抗均为无穷大；
零序阻抗：j0.05；
负荷L2：功率：2+j1；正、负、零序阻抗均为无穷大；
并作等效电路。
负荷L3：功率：3.7+j1.3；正、负、零序阻抗均为无穷大；
发电机G1：次暂态电抗：d X ''=j002.；零序电抗：X 0=j0.012；
有功功率：P=5；发电机母线电压模值：V=1.05
发电机G2：次暂态电抗：d X ''=j002.；零序电抗：X 0=j0.012；
发电机母线电压：V=1.05
以上参数均为标幺值，潮流计算时，母线5作为平衡节点，母线4为PV 节点，其余为PQ 节点。
这是一个5节点系统，对线路1—2中间发生各种不对称短路时，进行短路计算。
3.将计算结果报表打印（包括网络各节点的三序电压和各支路的三序电流）。 表1线路1—2中间不对称短路时各节点的电压
电气工程学院 《电力系统分析综合实验》2017年度PSASP实验报告 学号： 姓名： 班级：
实验目的： 通过电力系统分析的课程学习，我们都对简单电力系统的正常和故障运行状态有了大致的了解。但电力系统结构较为复杂，对电力系统极性分析计算量大，如果手工计算，将花费 大量的时间和精力，且容易发生错误。而通过使用电力系统分析程序PSASP，我们能对电 力系统潮流以及故障状态进行快速、准确的分析和计算。在实验过程中，我们能够加深对电力系统分析的了解，并学会了如何使用计算机软件等工具进行电力系统分析计算，这对我们以后的学习和工作都是有帮助的。 潮流计算部分： 本次实验潮流计算部分包括使用牛顿法对常规运行方式下的潮流进行计算，以及应用PQ分解法规划运行方式下的潮流计算。在规划潮流运行方式下，增加STNC-230母线负荷的有功至1.5.p.u，无功保持不变，计算潮流。潮流计算中，需要添加母线并输入所有母线 的数据，然后再添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路，输入这些元件的数据。对运行方案和潮流计算作业进行定义，就可以定义的潮流计算作业进行潮流计算。 因为软件存在安装存在问题，无法使用图形支持模式，故只能使用文本支持模式，所以 无法使用PSASP绘制网络拓扑结构图，实验报告中的网络拓扑结构图均使用Visio绘制， 请见谅。 常规潮流计算： 下图是常规模式下的网络拓扑结构图，并在各节点标注电压大小以及相位。 下图为利用复数功率形式表示的各支路功率（参考方向选择数据表格中各支路的i侧母
线至j侧），因为无法使用图形支持模式，故只能通过文本支持环境计算出个交流线功率，下图为计算结果。
广东工业大学华立学院 课程设计（论文） 课程名称电力系统分析 题目名称电力系统短路计算 学生学部（系）机械电气学部电气工程系专业班级09电气工程及其自动化（5）班 学号 12030905002 学生姓名蔡中杰 指导教师罗洪霞 2012年 6 月 18 日
广东工业大学华立学院 课程设计（论文）任务书 一、课程设计（论文）的内容 1、掌握比较复杂的电网进行电力系统三相短路起始次暂态电流的计算，短路后指定时刻短 路电流周期分量的计算。 2、给短路点处赋予平均额定电压及基准容量，求解等值网络数值并根据电力系统网络画出 等值网络。 3、不对称短路时短路点故障相电流和非故障相电压的计算。 4、对称和不对称短路后任意支路故障电流和节点电压的计算。 5、书写课程设计说明书（电子版），并打印纸质版上交。 二、课程设计（论文）的要求与数据 二、课程设计（论文）应完成的工作 1、按照规范的格式，独立完成课程设计说明书的撰写； 2、完成电力系统三相短路电流、对称短路电流、不对称短路电流的计算三相短路起始次暂 态电流的计算，短路后指定时刻短路电流周期分量的计算。 3、完成计算的手算过程 4、运用计算机的计法。
四、课程设计（论文）进程安排 五、应收集的资料及主要参考文献 [1] 科技创新报导[J]．武昌:华中科技大学出版社,2010年第9期 [2] 何仰赞．电力系统分析题解[M]．武汉:华中科技大学出版社2008.7 [3] 蒋春敏.电力系统结构与分析计算[M].北京:中国水利水电出版社,2011.2 [4] 戈东方.电力工程电气设计手册[M].北京:中国电力出版社,1998.12 [5] 李梅兰、卢文鹏. 电力系统分析 [M] 北京:中国电力出版社,2010.12． 发出任务书日期： 2012 年 6 月 1 日指导教师签名： 计划完成日期： 2012 年 6 月 20 日教学单位责任人签章：
第一章能量管理系统 1.EMS的含义和作用 1).EMS 是以计算机为基础的现代电力系统的综合自动化系统，是预测、计划、控制和 培训的工具。 2).EMS 主要针对发电和输电系统，用于大区级电网和省级电网的调度中心。 3).EMS 涉及计算机硬软件的各个方面。它最终是通过EMS 应用软件来实现对电力系统 的监视、控制和管理。 2.EMS的主要内容 数据收集级(SCADA) ,能量管理级(GMS&OPS) 包括实时发电控制,系统负荷预测,发 电计划（火电调度计划）,机组经济组合,水电计划（水火电协调计划）,交换功率计划,燃料调度计划,机组检修计划. 网络分析级(NAS)包括实时网络状态分析,网络 结线分析,母线负荷预测,潮流,网络等值,网络状态监视,预想故障分析,安全约束调度,无功优化,最优潮流,短路电流计算,电压稳定分析,暂态分析.培训模拟级。 3.现有EMS存在的问题 1).EMS已得到了广泛的应用，但目前只停留在分布式独立计算分析阶段，多数高级应用 软件都需要人工调用，然后由调度员进行综合决策。2).在电网事故状态下，没有良好的事故分析、定位和恢复手段.3)电力改革使得情况更加复杂。 4.EMS的发展趋势 针对现有的EMS存在的问题，需加入决策系统，增强、扩充了网络分析功能，未来向着调度机器人的方向发展。 第二章电力系统潮流计算 1.潮流计算的定义 2.各种潮流计算的模型和算法的特点、适用范围以及相互之间的区别和联系。
(一) 高斯——塞德尔迭代法 该算法具有存储量小，程序设计简单的优点。 但收敛速度慢，阶梯式逼近时台阶的高度越来越小，以至于迭代次数过多。 算法特点： 1）在系统病态的情况下（重负荷节点负电抗支路较长辐射型线路长短线路接在同一节点上，且长短线路的比值很大），收敛困难。计算速度缓慢每次迭代速度很快，但由于结构松散耦合，节点间相互影响太小，造成迭代次数增加，收敛缓慢。 2）程序编制简便灵活 (二)、牛顿——拉夫逊迭代法（N_L）算法特点 1）平方收敛，开始时收敛比较慢，在几次迭代后，收敛得非常快，其迭代次数和系统的规模关系不大，如果程序设计良好，每次迭代的计算量仅与节点数成正比。 2）对初值很敏感，有时需要其他算法为其提供初值。 3）对函数的平滑性敏感，所处理的函数越接近线性，收敛性越好，为改善功率方程的非线性，实用中可以通过限制修正量的幅度来达到目的。但幅度不能太小。 4）对以节点导纳矩阵为基础的G_S法呈病态的系统，N_L法一般都能可靠收敛。牛顿迭代法有明显的几何解释：收敛速度：平方收敛收敛性：局部收敛 (三)、PQ分解法潮流 N_L法的J阵在每次迭代的过程中都要发生变化，需要重新形成和求解，这占据了N_L法的大部分计算时间，这也是N_L法速度不能提高的原因。 可能性：N_L法可以简化成为定雅可比矩阵法，如果固定的迭代矩阵构造得当，定雅可比矩阵法可以收敛，但只有线性收敛速度。 算法特点 1）用两个阶数几乎减半的方程组代替原方程组，显著减少了内存量和计算量 2）迭代矩阵为常数阵，只需形成求解一次，大大缩短每次迭代所需时间 3）迭代矩阵对称，可上（下）三角存储，减少内存量和计算量 4）基于以上原因，该算法内存需要量为N_L法的60%，每次迭代所需时间为N_L 法的1/5。5）线性收敛，收敛次数多于N_L法，但总的计算速度任能大幅度提高。 6）对R/X过大的病态条件以及线路特别重载的情况下，可能不收敛，一般适用于110kv及以上的电网。 7）由于算法的精确程度取决于 ，P-Q分解法的近似处理只影响计算过程，并不影响结果的精度。 3.影响潮流收敛性的因素以及如何改善潮流计算的收敛性。 （如果计算潮流不收敛，应该采用何种方法改进） 云杰的答案：主要是看潮流方程组本身是否有解，当方程组有解或者无实数解，或者方程组
西华大学实验报告（理工类） 开课学院及实验室： 实验时间 ： 年 月 日 一、实验目的 1)初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法。 2)加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用。 3)通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实际及分析问题的能力。 二、实验原理 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和g 轴总电抗分别为d X ∑和q X ∑，则发电机的功率特性为 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势q E 随运行情况而变化，根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机'q E （或' E ）恒定。这时发电机的功率特性可表示成 或 这时功率极限为 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一，就是尽可能提高电力系统的功率极限。从简单电力系统功率极限的表达式看，要提高功率极限，可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器，以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数；或通过串联电容补偿等手段，以减少系统电抗，使受端系统维持较高的运行电压水平；或输电线采用中继同步调相机、中继电力系统等手段以稳定系统中继点电压。 (3)实验内容 1)无调节励磁时，功率特性和功率极隈的测定 ①网络结构变化对系统静态稳定的影响（改变戈）： 在相同的运行条件下（即系统电压U-、发电机电势E 。保持不变．罚芳赆裁Ll=E 。），分别 测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，＆豆甍辜授冁蝮和达到功率极 限时的功角值。同时观察并记录系统中其他运行参数（如发电极端毫玉萼蔫交化。将两种 情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤如下： a)输电线路为单回线； b)发电机与系统并列后，调节发电机，使其输出的有功和无ZZ 蔓专零： c)功率角指示器调零； d)逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节震磁： e)观察并记录系统中运行参数的变化，填入表1.3中： f)输电线路为双回线，重复上述步骤，将运行参数填入表l 。毒=：
五邑大学 电力系统分析理论 实验报告 院系 专业 学号 学生姓名 指导教师
实验一仿真软件的初步认识 一、实验目的： 通过使用PowerWorld电力系统仿真软件，掌握电力系统的结构组成，了解电力系统的主要参数，并且学会了建立一个简单的电力系统模型。学会单线图的快捷菜单、文件菜单、编辑菜单、插入菜单、格式菜单、窗口菜单、仿真控制等菜单的使用。 二、实验内容： （一）熟悉PowerWorld电力系统仿真软件的基本操作 （二）用仿真器建立一个简单的电力系统模型： 1、画一条母线，一台发电机； 2、画一条带负荷的母线，添加负荷； 3、画一条输电线，放置断路器； 4、写上标题和母线、线路注释； 5、样程存盘； 6、对样程进行设定、求解； 7、加入一个新的地区。 三、电力系统模型： 按照实验指导书，利用PowerWorld软件进行建模，模型如下： 四、心得体会： 这一次试验是我第一次接触PWS这个软件，刚开始面对一个完全陌生的软件，我只能听着老师讲解，照着试验说明书，按试验要求，在完成试验的过程中一点一点地了解熟悉这个软件。在这个过程中也遇到了不少问题，比如输电线的画法、断路器的设置、仿真时出现错误的解决办法等等，在试验的最后，通过请教老师同学解决了这些问题，也对这个仿真软件有了一个初步的了解，为以后的学习打了基础。在以后的学习中，我要多点操作才能更好地熟悉这个软件。
实验二电力系统潮流分析入门 一、实验目的 通过对具体样程的分析和计算，掌握电力系统潮流计算的方法；在此基础上对系统的运行方式、运行状态、运行参数进行分析；对偶发性故障进行简单的分析和处理。 二、实验内容 本次实验主要在运行模式下，对样程进行合理的设置并进行电力系统潮流分析。 选择主菜单的Case Information Case Summary项，了解当前样程的概况。包括统计样程中全部的负荷、发电机、并联支路补偿以及损耗；松弛节点的总数。进入运行模式。从主菜单上选择Simulation Control，Start/Restart开始模拟运行。运行时会以动画方式显示潮流的大小和方向，要想对动画显示进行设定，先转换到编辑模式，在主菜单上选择Options，One-Line Display Options，然后在打开的对话框中选中Animated Flows Option选项卡，将Show Animated Flows复选框选中，这样运行时就会有动画显示。也可以在运行模式下，先暂停运行，然后右击要改变的模型的参数即可。 三、电力系统模型
电力系统分析课程总结报告 学院（部）：电气学院 专业班级：电气工程 学生姓名： ** 指导教师： **** 2014年 6 月 28 日
目录 1电力系统概述和基本概念 (1) 1.1电力系统概述 (1) 1.2电力系统中性点的接地方式 (3) 2电力系统元件参数和等值电路 (3) 2.1电力线路参数和等值电路 (4) 2.2变压器、电抗器的参数和等值电路 (4) 2.3发电机和负荷的参数及等值电路 ......................................................5 2.4电力网络的等值电路 .....................................................................5 3简单电力网络潮流的分析与计算 .............................................................. 6 3.1电力线路和变压器的功率损耗和电压降落 .......................................... 6 3.2开式网络的潮流计算 .................................................................... 7 3.3环形网络的潮流分布 .................................................................... 7 4电力系统潮流的计算机算法 ................................................................... 7 4.1电力网络的数学模型 ..................................................................... 8 4.2等值变压器模型及其应用 .. (8) 4.3节点导纳矩阵的形成和修改 (8) 4.4功率方程和变量及节点分类 (9) 4.5高斯-塞德尔法潮流计算 (9) 4.6牛顿-拉夫逊法潮流计算 (9) 4.7P-Q 分解法潮流计算 (9) 5电力系统有功功率的平衡和频率调整 (10) 5.1电力系统中有功功率的平衡 (10) 5.2电力系统的频率调整 (11) 6电力系统的无功功率平衡和电压调整 (11) 6.1电力系统中无功功率的平衡 (12) 6.2电力系统的电压管理 (12) 6.3电力系统的几种调压方式 (13) 6.4电力线路导线截面的选择 (13) 7电力系统各元件的序参数和等值电路 (14) ???????????????????????????大电流接地方式中性点接地方式小电流接地方式（需要断路器遮断单 相接地故障电 流（单相接地电弧能够瞬间熄灭的）
实验报告 课程名称：__电力系统综合分析使实验__ 指导老师：____成绩：__________________ 实验名称：____同步发电机准同期并列实验___实验类型：_______同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一．实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、观察、分析有关波形（*）。 二．原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作自动化程度的不同，又分为：手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电 压专业：电气工程及其自动化 姓名：___xxxxx____ 学号：__0000000__ 日期：__2012.9.19___ 地点：________________
本科生实验报告 实验课程电力系统分析 学院名称 专业名称电气工程及其自动化 学生姓名 学生学号 指导教师 实验地点6C901 实验成绩 二〇一九年九二〇一九年十二月 1
电力系统分析实验报告 摘要 电力系统分析是电气工程专业的主干基础课程，是学生进入电力系统专业的主要向导和桥梁。而MATLAB仿真中的Simulink建模是对电力系统进行建模分析的一个重要工具。 关键词：电力系统；MATALB；建模 实验一电力系统分析计算 一、实验目的 1.掌握用Matlab软件编程计算电力系统元件参数的方法. 2.通过对不同长度的电力线路的三种模型进行建模比较，学会选取根据电路要 求选取模型。 3.掌握多级电力网络的等值电路计算方法。 4.理解有名制和标幺制。 二、实验内容 1．电力线路建模 有一回220kV架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为 15.2mm，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。试计算该电力线路的参数，假设该线路长度分别为60km，200km，500km，作出三种等值电路模型，并列表给出计算值。 2
模型 1 15.75 欧 22.8 欧 1.8e- 4欧 52.5 欧 76欧6e-4 欧 131.2 5欧 190欧 1.5e- 3欧 2．多级电力网络的等值电路计算 部分多级电力网络结线图如图1-1所示，变压器均为主分接头，作出它的等值电路模型，并列表给出用有名制表示的各参数值和用标幺制表示的各参数值。 图1-1 多级电力网络结线图 线路额定电压电阻 (欧/km) 电抗 (欧/km) 电纳 (S/km) 线路长度 （km) L1（架空 线） 220kv 0.08 0.406 2.81*10-6 200 L2（架空 线） 110kV 0.105 0.383 2.81*10-6 60 L3（架空 线） 10kV 0.17 0.38 忽略15 变压器额定容量P k (kw) U k % I o % P o (kW) 3
实验1 电力系统潮流计算分析实验 一、实验目的1、熟悉电力系统潮流分布的典型结构，2、熟悉电力系统潮流分布变化时，对电力系统的影响， 3、根据电力系统潮流分布的结果，能够分析各节点的特点。 二、原理说明潮流计算是研究和分析电力系统的基础。它主要包括以下内容： （1）电流和功率分布计算。（2）电压损耗和各节点电压计算。（3）功率损耗计算。 无论进行电力系统的规划设计，还是对各种运行状态的研究分析，都须进行潮流计算。电力系统日常运行的潮流计算其实是对运行方式的调整从而制定合理的运行方式。 潮流计算的方法有手算的解析计算法和电子计算机计算法。在本实验平台中通过模拟电力系统运行结构取得各中原始数据，可根据线路形式以及参数初步进行潮流计算分析。但可能系统中一些设备原器件的非线性，造成理论计算和实际运行数据不符合，但基本在误差范围以内的，可作为全面分析实验中各中现象的理论依据。 电力系统潮流控制，包含有功潮流控制和无功潮流控制。电力网络中，各种结构都有自身的特点，因此潮流控制对电力系统安全与稳定、电力系统经济运行均具有重要意义。 THLDK-2电力系统监控实验平台上，根据电力网络中典型潮流结构特点，提供了7种网络结构进行分析。实验过程中，构建一个电力网络，增加或减少某些机组的有功出力和无功出力，在保持系统各节点电压在允许范围内的前提下，改变系统支路的有功潮流和无功潮流。可以研究某一单一网络结构，或者多中网络结构的互相变化，观察电力系统潮流的变化。 实验过程中，要运行“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”上位机软件，完成各种潮流分布中功率数值和方向变化，各母线电压的变化，最后数打印各中数据和图形，加以分析。 在本实验平台上，实验人员要首先分析并熟悉各种网络结构的特点，了解可能出现的变化规律，然后在实验中潮流控制时，各发电机的功率应该缓慢调节，待系统稳定后，再进行下一步调整，还应整体把握各发电机的出力，以及各母线电压的变化，始终保证整个网络的稳定安全运行。 注意：实验过程中调节功率时，务必保证监控台上线路中的电流不超过5A！！！潮流分析实验中，如果1#发电机与2#发电机的出口母线，通过断路器QF1连通，或者，3#发电机与4#发电机的出口母线通过断路器QF6连通，则1#、2#、3#和4#发 电机的调差系数设置为+10，这样并列运行的机组才能合理分配无功功率，保证系统稳定运行。 三、实验内容与步骤 1、“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”上位机软件的运行 投入“操作电源”（向上扳至ON），启动电脑及显示器、打印机，运行上位机软件。使用步骤见光盘软件使 用说明书。实验中，在上位机界面（图3-8）中可进行各种潮流分布图进行分析。图1-1 潮流分布图选择 2、辐射形－放射式网络结构的潮流分布实验 （1）无穷大系统的调整以及电力网的组建 1）逆时针调整自耦调压器把手至最小，投入“操作电源”之后，投入“无穷大系统电源”，合闸QF19，接 通8#母线，再合闸QF18 ，顺时针调整自耦调压器把手至400V。联络变压器的分接头选择为UN。 2）依次合闸QF18→QF14→QF12→QF10→QF1→QF3→QF4→QF5→QF6，观察1#、4#、5#母线电压为400V左 右，6#母线为220V左右。 （2）各发电机组的启动和同期运行。起动1#发电机组，控制方式：微机励磁，他励，恒压控制方式，组网运行，n=1500rpm，U G=400V。 此时，通过1#发电厂的自动准同期装置，将1#发电厂并入无穷大系统，1#发电机组并网后，手动调节微机调速装置和微机励磁装置，发出一定的有功功率和无功功率。 （3）潮流分布的控制以及潮流分布图的打印依次按下QF8，QF9，QF11，QF13“合闸”按钮，网络结构如图1-2。在上位机软件中可选择潮流分布图中“第一种辐射形－放射式”窗口。 通过调节发电厂的有功功率和无功功率的输出，以及调整无穷大系统的电压，观察各种运行情况下，潮流分布数据，打印对应的潮流分布图、区域总体调度图。 （4）各发电机组的解列和停机切除负载LD1、LD2、LD3和LD4，手动调节1#发电厂发出的有功功率和无功功率为0，按下监控实验台的QFG1“分闸”按钮，完成1#发电厂的解列操作，然后进行1#发电机组的停机操作。 图1-2 辐射形－放射式原理图
《电力系统分析》基础知识点总结
电力系统分析基础目录 稳态部分 一．电力系统的基本概念 填空题 简答题 二．电力系统各元件的特征和数学模型 填空题 简答题 三．简单电力网络的计算和分析 填空题 简答题 四．复杂电力系统潮流的计算机算法 简答题 五．电力系统的有功功率和频率调整 1．电力系统中有功功率的平衡 2．电力系统中有功功率的最优分配 3．电力系统的频率调整 六．电力系统的无功功率和频率调整 1．电力系统的无功功率平衡 2．电力系统无功功率的最优分布 3．电力系统的电压调整 暂态部分 一．短路的基本知识 1.什么叫短路 2.短路的类型 3.短路产生的原因 4.短路的危害 5.电力系统故障的分类 二．标幺制 1.数学表达式
2.基准值的选取 3.基准值改变时标幺值的换算 4.不同电压等级电网中各元件参数标幺值的计算三．无限大电源 1.特点 2.产生最大短路全电流的条件 3.短路冲击电流Im 4.短路电流有效值Ich 四．运算曲线法计算短路电流 1．基本原理 2.计算步骤 3.转移阻抗 4.计算电抗 五．对称分量法 1.正负零序分量 2.对称量和不对称量之间的线性变换关系 3. 电力系统主要元件的各序参数 六．不对称故障的分析计算 1.单相接地短路 2.两相短路 3.两相接地短路 4.正序增广网络 七．非故障处电流电压的计算 1.电压分布规律 2.对称分量经变压器后的相位变化
稳态部分 一 一、填空题 1、我国国家标准规定的额定电压有 3kV 、6kV、 10kV、 35kV 、110kV 、220kV 、330kV、 500kV 。 2、电能质量包含电压质量、频率质量、波形质量三方面。 3、无备用结线包括单回路放射式、干线式、链式网络。 4、有备用界结线包括双回路放射式、干线式、链式，环式、两端供电网络。 5、我国的六大电网：东北、华北、华中、华东、西南、西北。 6、电网中性点对地运行方式有：直接接地、不接地、经消弧线圈接地三种，其中直接接地为大接地电流系统。 7、我国110kV及以上的系统中性点直接接地，35kV及以下的系统中性点不接地。 二、简答题 1、电力网络是指在电力系统中由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。 2、电力系统是指由发电机、各类变电所和输电线路以及电力用户组成的整体。 3、总装机容量是指电力系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和。 4、电能生产，输送，消费的特点： （1）电能与国民经济各个部门之间的关系都很密切 （2）电能不能大量储存 （3）生产，输送，消费电能各个环节所组成的统一整体不可分割 （4）电能生产，输送，消费工况的改变十分迅速 （5）对电能质量的要求颇为严格 5、对电力系统运行的基本要求 （1）保证可靠的持续供电 （2）保证良好的电能质量 （3）保证系统运行的经济性 6、变压器额定电压的确定： 变压器的一次侧额定电压应等于用电设备额定电压（直接和发电机相连的变压器一次侧额定电压应等于发电机的额定电压），二次侧额定电压应较线路额定电压高10%。只有漏抗很小的、二次直接与用电设备相联的和电压特别高的变压器，其二次侧额定电压才可能较线路额定电压仅高5%。 7、所谓过补偿是指感性电流大于容性电流时的补偿方式，欠补偿正好相反，实践中，一般采用欠补偿。 二
浙江大学电力系统分析综合实验1
实验报告 课程名称：__电力系统综合分析使实验__ 指导老师：_ ___成绩： __________________ 实验名称：____同步发电机准同期并列实验___实验类型：_______同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一．实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、观察、分析有关波形（*）。 二．原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作自动化程度的不同，又分为：手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 专业：电气工程及其自 动化 姓名：___xxxxx____ 学号：__0000000__ 日期：__2012.9.19___
正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（同相点）时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和频差，不断检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均匀均频控制脉冲。当所有条件满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三．实验项目和方法 1．机组微机启动和建压 (1)在调速装置上检查“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如果不 在，则应调到0位置； (2)合上操作台的“电源开关”，在调速装置、励磁调节器、微机准同期 控制器上分别确认其“微机正常”灯为闪烁状态，在微机保护装置上确认“装置运行”灯为闪烁状态。在调速装置上确认“模拟方式”灯为熄灭状态，否则，松开“模拟方式”按钮。同时确认“并网”灯为熄灭状态，“输出0”、“停机”灯亮。检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄，调速装置面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后显示控制量（左）和功率角（右）； (3)按调速装置上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮；
电路分析实验报告第一 次 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
电路分析实验报告 实验报告（二、三） 一、实验名称实验二 KCL与KVL的验证 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用； 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压； 3.验证基尔霍夫定理的正确性。 三、实验原理 KCL为任一时刻，流出某个节点的电流的代数和恒等于零，流入任一封闭面的电流代数和总等于零。且规定规定：流出节点的电流为正，流入节点的电流为负。 KVL为任一时刻，沿任意回路巡行，所有支路电压降之和为零。且各元件取号按照遇电压降取“+”，遇电压升取“-”的方式。沿顺时针方向绕行电压总和为0。电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径经过的各元件电压降的代数和。 四、实验内容 电路图截图： 1.验证KCL： 以节点2为研究节点，电流表1、3、5的运行结果截图如下： 由截图可知，流入节点2的电流为2.25A，流出节点2 的电流分别为750mA和1.5A。2.25=0.75+1.5。所以，可验证ＫＣＬ成立。２.验证ＫＶＬ：
以左侧的回路为研究对象，运行结果的截图如下： 由截图可知，Ｒ３两端电压为２２.５Ｖ，Ｒ１两端电压为７.５Ｖ，电压源电压为３０Ｖ。２２.５＋７.５－３０＝０。所以，回路电压为０，所以，可验证ＫＶＬ成立。 一、实验名称实验三回路法或网孔法求支路电流（电压） 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用； 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压； 3.验证网孔分析法的正确性。 三、实验原理 为减少未知量(方程)的个数，可以假想每个回路中有一个回路电流。若回路电流已求得，则各支路电流可用回路电流线性组合表示。这样即可求得电路的解。回路电流法就是以回路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。网孔电流法就是对平面电路，若以网孔为独立回路，此时回路电流也称为网孔电流，对应的分析方法称为网孔电流法。 四、实验内容 实验电路截图： 如图所示，i1,i2,i3分别为三个网孔的电流，方向如图所示，均为顺时针。 网孔一中含有一个电流源，而且电流源仅在网孔一中，所以，网孔一的电流就是电流源电流2A。设电流源两端电压为U7。
电路分析基础学习总结 通过电路基础的学习，我们的科学思维能力，分析 计算能力，实验研究能力和科学归纳能力有了很大的提高，为下学期我们学习电子技术打下了基础。 对于我们具体的学习内容，第一到第四章，主要讲 了电路分析的基本方法，以及电路等效原理等，而后面 的知识主要是建立在这四章的内容上的，可以说，学好 前面这四章的内容是我们学习电路基础的关键所在。在 这些基础的内容中又有很多是很容易被忽略的。对于第 五章的内容，老师让我们自主讲解的方式加深了我们的 印象，同时也让我们学会如何去预习，更好的把握重点，很符合自主学习的目的。至于第六章到第十章的内容则 完全是建立在前四章的内容上展开的，主要就是学会分 析电路图结构的方法，对于一二阶电路的响应问题，就 是能分析好换路前后未变量和改变量，以及达到稳态时 所求量的值。 对于老师上课方法的感想：首先感谢窦老师和杨老 师的辛苦讲课，窦老师声音洪亮，讲课思路清晰，让我 们非常受益，杨老师的外语水平让我们大开眼界，在中 文教学中，我们有过自主学习的机会，也让大家都自己 去讲台上讲课，加深了我们的印象，而且对于我们学习
能力有很大提高，再是老师讲课的思路，让我受益不凡，在这之中感受到学习电路的方法。在双语班的教学中， 虽然外语的课堂让我们感觉很有难度，有的时候甚至看 不懂ppt上的单词，临时上课的时候去查，但是老师上 课时经典的讲解确实很有趣味，不仅外语水平是一定的 锻炼，同时也是学习电路知识，感觉比起其他班的同学，估计这应该是一个特色点吧。 对于学习电路感想：学习电路，光上课听老师讲课 那是远远不够的，大学的学习都是自主学习，没有老师 的强迫，所以必须自己主动去学习，首先每次上完课后 的练习，我觉得很有必要，因为每次上完课时都感觉听 的很懂，看看书呢，也貌似都能理解，可是一到做题目 就愣住了，要么是公式没有记住，要么是知识点不知道 如何筛选，所以练习很重要，第二点，应该要反复回顾 已经学过的内容，只有反复记忆的东西才能更深入，不 然曾经学过的东西等到要用就全都忘记了，不懂得应该 多问老师，因为我们是小班，这方面，老师给了我们足 够的机会。 另外，我们电路分析基础的课程网站，里面的内容 已经比较详实，内容更新也比较快，经常展示一些新的 内容，拓宽了我们的视野。
电气工程与自动化学院 《电力系统分析综合实验》2019年度PSASP实验报告 学号： 姓名： 班级：
1、阐述基于PSASP的电力系统分析综合实验的目的。 实验目的：掌握用PSASP进行电力系统潮流计算，短路计算，暂态稳定计算。（1）潮流计算可以为短路计算和暂态稳定计算提供初始状态，是电力系统计算中的基本计算，要求掌握软件的操作步骤，并对比分析牛顿拉夫逊法和PQ分解法的区别，在实验过程中体会PQ分解法相比牛顿拉夫逊法的特点。 （2）短路计算的目的要求根据数据结合对称分量法加深对于短路计算的理论知识的理解。 （3）暂态稳定计算里最关键的是故障极限切除时间的确定，加深对复杂电力系统暂态的判定的认识。 2、简要阐述本实验课程的主要实验任务 （1）掌握用PSASP对电力系统进行建模。 （2）潮流计算，包括对常规方式和规划方式的电力系统进行潮流计算。 （3）短路计算，基于潮流作业1和2等5个单相接地短路、AB两相短路、复杂故障短路计算等短路计算并分析结果。 （4）暂态计算，基于潮流作业1和2的瞬时故障进行暂态稳定计算并分析结果。 3、实验方案原理图介绍。 图1（a）常规方式（b）规划方式以上为系统常规运行方式的单线图。由于母线STNB-230 处负荷的增加，需对原有电网进行改造，具体方法为：在母线GEN3-230 和STNB-230 之间增加一回输电线，增加发电3 的出力及其出口变压器的容量，新增或改造的元件如下图虚线所示： 4、计算分析用建模数据的整理 表1母线数据
5、按照下列作业要求，完成计算分析实验作业。 (1)基于实验二的潮流计算，对牛顿法和PQ法的原理做比较性的说明。 表6 常规方式下PQ法和NR法的潮流计算摘要信息报表 表7 常规方式下PQ法和NR法的全网母线（发电、负荷）结果报表 牛顿拉夫逊法每次都对电压幅值和相位进行修正，且每次计算
《电力系统分析》课程教学大纲（本科） 适用专业：电气工程及其自动化 一、本课程的性质和地位 本课程是“电气工程及其自动化”专业的限选专业基础课程。主要讲述电力系统的电磁暂态过程、故障分析和电力系统稳态运行有关的概念、分析及计算等。其先修课程主要为《电路》、《电机学》等。 二、本课程的基本要求 学生通过学习应达到以下要求： １、熟悉电力系统的有关基本概念。 ２、掌握同步发电机及电力系统三相短路的分析和计算。 ３、掌握电力系统简单不对称故障的分析计算。 ４、掌握电力系统的稳态运行的潮流计算及计算计算法。 ５、掌握电力系统电压调整、频率调整的方法和计算。 ６、了解电力系统静态、暂态稳定的基本概念及分析方法。 三、本课程的基本内容 １、同步发电机及电力系统三相短路的分析和计算： 电力系统基本概念；电力网元件的等值电路和参数计算；同步发电机的基本方程； 发电机稳态运行的方程、参数及等值电路。恒定电势源的三相短路的周期分量与非 周期分量、冲击电流、短路电流最大有效值及短路功率。 发电机的暂态参数；发电机的暂态电势及次暂态电势。自动励磁调节对短路电流的 影响。电力系统三相短路电流的实用计算。 ２、电力系统简单不对称故障的分析计算： 对称分量法；发电机、电网各元件的负序及零序阻抗；综合负荷的序阻抗；电力系 统各序网络的建立。单相接地短路、两项短路和两项短路接地故障的计算；不对称 短路时的电流电压分布；断路故障的分析等。 ３、电力系统的稳态运行的潮流计算及计算计算法： 开式网及简单闭式网的电压和功率分布计算；电力系统潮流的计算机算法（牛顿－ 拉夫逊法及Ｐ－Ｑ分解法）。 ４、电力系统电压调整、频率调整的方法和计算： 无功功率平衡及电压调整的有关概念；电压调整的方法及有关计算；有功功率平衡 及频率调整的基本概念；频率一次调整、二次调整的有关计算。 ５、电力系统的经济运行及电力系统的稳定性分析： 线损的计算及减少线损的方法；系统的静态、暂态稳定性的概念及有关分析方法。 ６、高压交流输电、高压直流输电（简单介绍）。 四、学识分配的建议 总学时为64，具体分配参见下表：
电力网的电能损耗 1. 电力网的电能损耗和损耗率 在分析电力系统运行经济性时，常常要求计算一段时间内电力网的电能损耗。在规定时间段内对有功功率的积分便是电能损耗。如果功率为恒定值，则电能损耗就是功率乘以时间。通常以年（即365×24=8760小时）作为计算时间段，称为电力网年电能损耗。 例如8760小时分为n段，其中第i段时间为△ti(h),全网功率损耗为△Pi(MW),则全网年电能损耗为。 在同一时间内，电力网损耗电量占供电量的百分比，称为电力网的损耗率，简称网损率或线损率，即 电力网损耗率=(3-54) 其中，在给定的时间（日、月、季或年）内，系统中所有发电厂的总发电量与厂用电量之差称为供电量； 这里介绍一种常用的电能损耗简化计算方法，用于逐个计算线路或变压器的年电能损耗，即最大负荷损耗时间法。 如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率Smax，在τ小时内的电能损耗恰好等于线路全年的实际电能损耗，则称为最大负荷损耗时间 保持为最大负荷功率Smax，在τ小时内的电能损耗恰好等于线路全年的实际电能损耗，则称为最大负荷损耗时间。 (3-63) 若认为电压接近于恒定，则 (3-64) 由此可见，最大负荷损耗时间τ与视在功率表示的负荷曲线有关。在一定功率因数下视在功率与有功功率成正比，而有功功率负荷曲线的形状在某种程度上可由最大负荷利用小时数反映。因此，τ与线路负荷的功率因数和Tmax有关。通过对一些典型负荷曲线的分析，得到τ与Tmax及cosρ的关系,如表3-1所示。 使用这一方法只需计算最大负荷时线路或变压器的功率损耗 ,再按负荷的Tmax和cosρ从表3-1查得τ，就可用下式计算线路的年电能损耗
第四章 电力系统功率特性和功率极限实验 一、实验目的 1． 初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 2． 加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用； 3． 通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实 际及分析问题的能力。 二、原理与说明 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d ∑和X q ∑，则发电机的功率特性为： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑ ∑∑?-?+= q d q d d q Eq X X X X U X U E P 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势E q 随运行情况而变化。根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机E 'q （或E '）恒定。这时发电机的功率特性可表示成： δδ2sin 2sin 2∑∑∑∑∑?'-'?+''='q d q d d q Eq X X X X U X U E P 或 δ'''='∑sin d q E X U E P 这时功率极限为 ∑ '='d Em X U E P 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从简单电力系统功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相
机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。 三、实验项目和方法 （一）无调节励磁时功率特性和功率极限的测定 1．网络结构变化对系统静态稳定的影响（改变x） 在相同的运行条件下（即系统电压U x、发电机电势保持E q保持不变，即并网前U x=E q），测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，功率极限值和达到功率极限时的功角值。同时观察并记录系统中其他运行参数（如发电机端电压等）的变化。将两种情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤： （1）输电线路为单回线； （2）发电机与系统并列后，调节发电机使其输出的有功和无功功率为零； （3）功率角指示器调零； （4）逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节励磁； （5）观察并记录系统中运行参数的变化，填入表4-1中； （6）输电线路为双回线，重复上述步骤，填入表4-2中。 表4-1 单回线 表4-2 双回线 注意： （1）有功功率应缓慢调节，每次调节后，需等待一段时间，观察系统是否稳定，以取得准确的测量数值。
河南城建学院 《电力系统分析》课程设计任务书 班级0912141-2 专业电气工程及其自动化 课程名称电力系统分析 指导教师朱更辉、何国锋、芦明 电气与信息工程学院 2015年12月
《电力系统分析》课程设计任务书 一、设计时间及地点 1、设计时间：2015年12月 2、设计地点：2号教学楼 二、设计目的和要求 1、设计目的 通过课程设计，使学生加强对电力体统分析课程的了解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算、分析等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力。 2、设计要求 （1）培养学生认真执行国家法规、标准和规范及使用技术资料解决实际问题的能力； （2）培养学生理论联系实际，努力思考问题的能力； （3）进一步理解所学知识，使其巩固和深化，拓宽知识视野，提高学生的综合能力； （4）懂得电力系统分析设计的基本方法，为毕业设计和步入社会奠定良好的基础。 三、设计课题和内容 课题一：110KV 电网的潮流计算 （一）基础资料 导线型号：LGJ-95，km x /429.01Ω=，km S b /1065.261-?=； 线段AB 段为40km ，AC 段为30km ，BC 段为30km ； 若假定A 端电压U A =115kV ，变电所负荷S B =(20+j15)MVA ，S C =(10+j10)MVA 。 某110KV 电网 （二）设计任务 1、不计功率损耗，试求网络的功率分布，和节点电压； 2、若计及功率损耗，试求网络的功率分布，和节点电压，并将结果与1比较。 课题二：某电力系统的对称短路计算 （一）基础资料 如图所示的网络中，系统视为无限大功率电源，元件参数如图所示，忽略变压器励磁支路和线路导纳。