一、
重点与难点：
重点：
1）介绍电能变换和电源构成。
2）介绍新能源技术及我国电网的发展蓝图。
3）理解同一标称电压下，不同电气设备的额定电压有可能不同。 4）熟悉中性点接地方式及运行特点。 难点：
1）小电流接地系统的特点与运行。 二、 .
三、
习题：习题集1-1、1-2
课时单元：1 （一）、教学内容
1－1电力工业概况
1831年法拉第电磁感应定律，为发电机的发明创造了前提条件。 1875年 法国巴黎火车站 1879年 第一座试验电厂
1882年 爱迪生小型电力系统 pearl street 有6台直流发电机，59个用户，电压等级kV 110。 *
1884年，出现变压器 1889年 波特兰 1897年 犹他州
交流最高电压等级kV 1050，出现在前苏联和巴西，直流最高等级为500±kV ，电网规模不断扩大，如美加同一电网。
描述电网的主要参数： 1． 总装机容量。电力系统的总装机容量指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦)kW (、兆瓦)MW (、吉瓦)W (G 计。 2． 年发电量。指该系统所有发电机组全年实际发出电能的总和，以兆瓦?时（h MW ?）、吉瓦?时（h GW ?）太瓦?时（h TW ?）计。 3． 最大负荷。指规定时间，如一天、一月或一年内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦)kW (、兆瓦)MW (、吉瓦)GW (计。 4． { 5． 额定频率。按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定频率均为Hz 50。 6． 最高电压等级。同一电力系统中电力线路往往有几种不同电压等级。所谓最高电压等级，是指该系统中最高电压等级电力线路的额定电压，以千伏)kV (计。
7． 地理接线图。电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的连接。
8． 电气接线图。电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路之间的电气接线。
1－2我国电力工业和电力系统简介 一、基本发展史
1882年，英国人在中国成立了上海电气公司。
\
1911年，杨树浦发电厂动工，1913年开始发电，到1924年，共有12台发电机，装机121。
MW
1949年以前，有kV
220，kV
154等电压等级。
1981年，建成平顶山－武汉，我国第一条kV
500交流输电线路。
1989年，建成第一条500
kV高压直流输电线路，葛洲坝－上海。
二、我国主要电力系统简介
至今，已建成的跨省电力系统有五个，即华东系统、东北系统、华中系统、华北系统和西北系统。另外，还有南方电网、川渝电网、山东电网、福建电网、海南电网、西藏电网、新疆电网和台湾电网。
1－3电力系统的基本特点要求
一、电力系统特点
1．:
2．电能不能大量存储。发电、变电、输电和用电同时进行。
3．电力系统暂态过程非常短。
4．电力系统的发展和国民经济的发展密切相关。
5．电力系统电能质量要求高，对电压、频率、波形都有严格的国家标准。
二、对电力系统运行的基本要求
1．保证可靠持续运行的基本要求。
2．保证良好的电能质量。
3．保证系统运行的经济性。
（
综上所述，对电力系统运行的基本要求就是向用户提供优质、可靠、经济的电能。
1．习题集1-1
课时单元：2
（一）、教学内容
1－4 电力系统的接线方式
一、电力系统的接线形式
1．—
2．无备用接线方式：负荷只能从一个电源获得电能―开式接线，主要优点在于简单、经济、运行方便，主要缺点是供电可靠性差。
3．有备用接线方式：负荷可以从两个或两个以上电源获得电能―闭式接线。有两端供电、环式、链式等。优点在于供电可靠性和电压质量高，缺点是不够经济。
二、电压等级
1．我国规定的额定电压等级有(单位：KV)
额定电压的确定
1） 输电线路的额定电压等于我国规定的额定电压等级。 2） 发电机的额定电压比用电设备的额定电压高5%。
3） 变压器一次绕组额定电压等于用电设备的额定电压, 二次绕组额定电压高
于用电设备的额定电压的10%倍。特殊：与发电机直接相连的升压变压器一次绕组电压与发电机相等；直接与用电设备相连的变压器二次绕组电压比用电设备的额定电压高5%。
原因：1）输电线路有10%的电压降落。发电机、变压器有5%的电压降落。 2）用电设备的电压偏移要求不超过±5%。
[
例：标出图中各设备的额定电压（注：图中所注电压是线路的额定电压）
2． 不同电压等级的适用范围
根据S=UI ，输送一定功率时，电压高，电流小，材料投资少，绝缘投资大；
电压低，电流大，绝缘投资少，材料投资大。
所以，输送一定的功率有一个合适的电压。
低压网：1KV 以下；中压网：1KV ～10KV ； 高压网：35KV ～330KV ； 超高压网： 《
三. 电力系统中性点运行方式
1）小电流接地系统
中性点不接地系统，如果发生单相接地故障，非故障相电压升高至原来的3倍，
对绝缘要求高（不适应电压等级高的系统，适用于kV 110以下系统）。 2）大电流系统
中性点接地： kV 110及以上系统
1－5 电力系统发展的主要趋势
1． 高参数：高温、高压、超临界、单机容量 2． 大容量远距离高压输电、大系统互联 3． ` 4． 高度自动化
5． 电力市场化 5. 分布式发电
1－6电力学科范畴及本课程主要内容
一、日有功负荷曲线
负荷低谷；尖峰负荷；最大负荷m ax P ，最小负荷m ax P ；基本负荷的概念。
二、年最大负荷曲线
它反映从年初到年终整个一年内的逐月(或逐日)综合最大负荷的变化规律。 ~
三、年持续负荷曲线
年持续负荷曲线是根据全年的负荷变化按照其大小及在一年中累计的持续运行时间排列组成的，电能W ：
?
=87600
Pdt W
年最大负荷利用小时数：max
8760
max
max P Pdt
P W
T ?
=
=
m ax T 的物理意义为：当用户始终保持最大负荷m ax P 运行时，经过m ax T h 所消耗的电能恰好
等于其全年的实际总耗电量。可以按式max T W =m ax P 近似地求出该负荷全年使用的电能。这种方法在电网计算时是常用的。
根据需要，有时还需要制定日无功负荷曲线、日电压变化曲线、月最大负荷曲线等。
七、习题：习题集2-1-1、2-1-2、2-1-6、2-2-1、2-2-2、2-2-3、2-2-4、2-2-5、2-3-1、2-3-2、2-4-1、
2-4-3
$
课时单元：4
（一）、教学内容
2－3 电力线路的参数和数学模型 一、电力线路的结构
电力线路按结构可分为架空线路和电缆线路。
架空线路是由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具构成。它们的作用。 1．导线和避雷线
导线和避雷线除了要求有良好的导电性能外，还必须具有较高的机械强度和耐化学腐蚀的能力。目前常用的导线材料有铝、铜、钢、铝合金。广泛采用钢芯铝绞线LGJ.。为了减小电晕损耗或线路电抗，对电压在220kV 以上的输电线还常常采用分裂导线或扩径导线。
|
2．杆塔
按受力的特点分为直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔和直线转角杆塔、终端杆塔、换位杆塔及跨越杆塔等；架空线路的三相导线的换位.
3．绝缘子
绝缘子是用来支持和悬挂导线并使之与杆塔绝缘的。架空线路上所用的绝缘子主要有针式和悬式两种，在个别情况下也有用瓷横担绝缘子等型式。
4．金具
架空线路的金具有悬垂线夹、耐张线夹、接续金具、联结金具、保护金具等几大类。 二、电缆的结构
电缆线路的造价比架空线路要高，电压愈高，两者的差价也愈大。另外，电缆线路的故障点的确定和检修比架空线路要复杂得多。优点，如不需要在地面上架设杆塔，节省土地占用面积；供电可靠，极少受外力破坏和气象条件的影响；对人身较安全等。
。
1．电缆的构造
电缆的构造一般包括导体、绝缘层和保护包皮三部分。 二、 电力线路的阻抗
1．电阻
直流电路中导体的电阻可按下式计算：l S
R ρ
=
修正以后的电阻率，应考虑到下面三个因素：
(1)绞线中线股的实际长度要比导线的长度长2％-3％。 (2)导线和电缆的实际截面比额定截面要小。
>
（3）集肤效应。 电阻一般查表。
()[]20120-+=t a r r t (2-3) 2．线路的电抗
41102lg 6.42-???? ?
?
+=r m r D f x μπ
其中 3ca bc ab m D D D D = m D 为三相导线的几何平均距离，简称几何均距(cm 或mm)，
如将f =50，1=r μ代人，可得：0157.0lg 1445.01+'
=r D x m
分裂导线减小了每相导线的电抗。
*
n
r D x m 0157
.0lg
1445.01+
'= (2-7) 双回输电线路的总电抗为单回线并联。 3．线路的电导
由沿绝缘子的泄漏电流和电晕现象决定。电晕现象，电晕的危害。 线路的电导 32
110-??=
U P g g (2-10)
4．线路的电纳 61110lg 58
.72-?=
=r
D fC b m
π (2-12) （四）、作业：习题集2-1-1、2-1-2、2-1-6
|
（一）、教学内容
2－2变压器的参数和数学模型 一、 双绕组变压器的参数和数学模型
1．电阻
2
2
1000N
N
k T S U P R = （注意单位的变换） 、
2． 电抗
N N
K K N
N
T S U U U I U X 100%100%32
=?≈
3．电导
4．电纳
?
20100%N
N
T U S I B ?=
20
1000N
T U P G =
主要介绍参数的推导过程。
（四）、作业：习题集2-2-1、2-2-2
课时单元：6 （一）、教学内容
二、 三绕组变压器的参数和数学模型
<
三绕组变压器三绕组的容量比有不同的组合，且各绕组在铁芯上的排列又有不同方式，所以存在一些归算问题。
(一) 容量比100/100/100
1. 电阻
)(21
)32()13()21(1----+=
k k k k P P P P )(21
)13()32()21(2----+=k k k k P P P P
)(2
1
)21()13()32(3----+=k k k k P P P P
短路损耗1k P 、2k P 、3k P 由铭牌给出
则按与双绕组变压器相似的公式计算各绕组电阻
【
2
2
111000N
N
k T S U P R =
2
2
221000N N
k T S U P R = 2
2
33
1000N
N
k T S U P R = 2．电抗
由各绕组两两之间的短路电压U k （1－2）％、U k （2－3）％、U k （3－1）％求出各绕组的短路电压
%)%%(21
%)32()13()21(1----+=
k k k k U U U U %)%%(2
1
%)13()32()21(2----+=k k k k U U U U
%)%%(2
1
%)21()13()32(3----+=
k k k k U U U U ：
再按与双绕组相似的计算公式求各绕组的电抗
2
2
111000%N N
k T S U U X = 2
2
221000%N N
k T S U U X = 2
2
33
1000%N
N
k T S U U X = 导纳的计算与双绕组相同。 （二）、容量比100/100/50
P k(1-3)= P ’k(1-3) (I N / I N /2)2=4 P ’k(1-3) P k(2-3)= P ’k(2-3) (I N / I N /2)2=4 P ’k(2-3)
》
有时，电压也未归算，则：
U k(1-3)%= U ’k(1-3) % (I N / I N /2)=2 U ’k(1-3) %
U k(2-3)%= U ’k(2-3) % (I N / I N /2)=2 U ’k(2-3)
注意：
1、 有时厂家给出的数据是已经折算好的，不必再折算。
2、 新标准中厂家仅提供一个最大短路损耗Pkmax 。 2
2
max %)
100(2000N
N k T S U P R = %)100(%)50(2T T R R = 3、三绕组变压器按其三个绕组在铁芯上排列方式的不同，有两种不同的结构，即升压结构和降压结构。
！
三、 自耦变压器的参数和数学模型
就端点而言，自耦变压器完全等同于普通变压器（画图），而自耦变压器的实验也和普通变压器相同，故自耦变压器的参数计算和等值电路和普通变压器相同。
特殊的是容量归算问题：因为自耦变压器的第三绕组的容量总小于变压器的额定容量。有时厂家提供的实验数据中不仅短路损耗P k 甚至电压百分值U k ％也是未经归算的数值，因此也需要归算。
课时单元：7 （一）、教学内容
%
2－5电力网络的数学模型
一、标么制及其应用 1. 有名制和标么制
标么制的定义、优点。
a:线电压和相电压的标么值数值相等。 b.三相功率和单相功率的标么值数值相等。
五个基准值中只有两个可以任意选择，其余三个派生。通常是，先选定三相功率和线电压的基准值S B 、U B 。然后求出每相阻抗、导纳和线电流的基准值。 2. 基准值之间的标么值换算
/
对于不同基准值之间的标么值要进行换算，例如，某发电机的同步电抗标么值x d *是以
电机自身的N S 、N U 为基准，若待计算的电力网络基准为B S 、B U ，则必须对其进行归算
2
2
)(B
N N
B d B d U S U S x x *=* 3. 标么值的电压级归算
两条途径：
（1）将网络各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、电流的有名值都归算到同一电压级——基本级，然后除以与基本级相对应的阻抗、导纳、电压、电流基准值
（2）是将未经归算的各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、电流的有名值除以由基本级归算到这些量所在电压级的阻抗、导纳、电压、电流基准值。 习题集 2-3-1、2-3-2、2-4-1、2-4-3
三、重点与难点：
`
重点：1、电力线路和变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗的计算方法；
2、对简单辐射形网络，在已知条件不同时，用逐段推算法确定节点电压和传输功率
的方法；
3、环网和两端供电网初步功率分布的计算及功率分点的确定；
4、环网及两端供电网的分解及潮流分布的计算。
难点：1、对简单辐射式网，当已知的功率和电压不是同一节点的时（如：已知首端功率和
末端电压），用逐段推算法确定其他节点电压和传输功率的方法；
2、环网及两端供电网的分解；
3、电磁环网的潮流计算。
：
{
七、习题：习题集3-1-1、3-1-2、3-1-4、3-2-6、3-2-7、3-2-9、3-2-14、3-2-15
课时单元：8 （一）、教学内容
3－1简单电力线路运行状况的计算和分析 一、电力线路运行状况的计算
1、电力线路的电压降落和功率损耗
可以运用电路原理求解电流、电压等，但要进行复数运算，不利于手算，手算时尽量避免复数运算。以下公式采用相电压和单相功率推导，然后拓展到线电压和三相功率。
）
2
2
2222
121~jBU GU S y -=? 22222
~
~~Q j P S S S y '+'=?+=' z Z z Q j P X U Q P j R U Q P S ?+?='+'+'+'=?2
2
2222222222~ 1121~
~~Q j P S S S z '+'=?+'='
11212112121~
y y y Q j P jBU GU S ?-?=-=?
11111~
~~jQ P S S S y +=?+'=
取2
U 与实轴重合。则由 >
Z U S U U *
???
? ??'
+=2
221~
可得)()()(2
2
2222222221U X Q R P j U X Q R P U jX R U Q j P U U '-'+'+'+=+'-'+
= 再令U U X Q R P U ?='+'+
2222；U U X Q R P δ='-'2
2
2
将上式改写为U j U U U δ+?+=)(2
1
则又可得2221)()(U U U U δ+?=＋
U
U U
tg ?+=-21
δδ
如果已知始端电压和始端功率求末端电压和功率则从左向右推导。(1)功率损耗的公式不变，功率逐级相减。(2)电压损耗的公式如下。(3)相量图不同。
注意：（1）以上公式完全适用于三相系统。 ;
（2）电压计算公式中，使用同一点的电压和功率。
电压降落：U j U δ+? 电压损耗：221U U U ?≈- 电压偏移：%1001?-N N U U U 、%1002?-N
N
U U U 讨论。
（四）、作业：
习题集3-1-1、3-1-2、3-1-4
：
课时单元：9 （一）、教学内容
2、电力线路的电能损耗
（1）精确的计算方法
+??++
??++
??+=
32
32
32322
22
22212
12
121t R U Q P t R U Q P t R U Q P W t
t
t t
t
t t
t
t L
（2）查表法
由最大负荷损耗时间m ax τ与最大负荷时的功率损耗m ax P ?求得，即max max τ??=P W L
@
（3）经验公式8760max ???=年负荷损耗率P W L
三、变压器的电压降落、功率损耗
)(~
2
2
2222T T zT jX R U Q P S +'+'=? 2
2
22222
1U R Q X P j U Q R P U U T T T '-'+'+'+=
21)(~
U jB G S T T yT +=?
变压器励磁支路的无功功率与线路支路的无功功率符号相反。 1．变压器的功率损耗 方法一：同线路计算 ；
阻抗支路中的功率损耗ZT S ?
?
222222
2
22
()()ZT
T T T S P Q S Z R jX U U ?
'''+?==+ZT ZT P j Q =?+? (3-14) 励磁支路中的功率损耗yT S ?
?为
2
2221111()T yT T T T T yT yT S U Y U G jB U G jU B P Q ?
*
?==+=+=?+? (3-15)
方法二：直接由变压器铭牌上的数据进行计算。
当变压器实际运行并非在额定的条件下，通过变压器的功率为S ?
时，则变压器的功率损耗可按下式计算
222200[(
)()]%%[()()]1001001000100T yT yT ZT ZT N N
k k N N N N
S S S P j Q P j Q S S P I P U S S
j S j S S S ?
?=?+?+?+?=+++ (3-19)
对n 台并列运行的变压器，其功率损耗为：
^
2
()[()T yT yT ZT N
S S n P j Q n P nS ?
?=?+?+?2()]ZT
N S j Q nS +? 2．变压器的电压降落
类似于线路电压降落，可列出变压器阻抗支路中电压降落的纵分量和横分量为
222
22
2
T T T T
T T P R Q X U U P X Q R U U δ''+??=
??
?''-?=??
3．变压器的电能损耗
推广到n 台变压器中的电能损耗
2
0max 8760()10001000k n N
P P S W n
n nS τ?=?+?? ]
（四）、作业：
习题集3-1-5、3-1-6、3-1-14、3-1-15、3-1-16
课时单元：9 （一）、教学内容
3－2 辐射网络和环形网络的潮流分布 一、 简单辐射网络的潮流计算
1） 已知同一端的功率和电压，求另一端功率和电压；方法为从已知功率、电压端，齐头并进逐段求解功率和电压，如下图所示
>
2） 已知始端电压、末端功率，求始端功率、末端电压（以此居多）；或已知末端电压、始端功率，求末端功率、始端电压。求解方法总结为“一来、二去”共两步来逼近需求解的网络功率和电压分布。一来即：设所有未知电压节点的电压为线路额定电压，从已知功率端开始逐段求功率，直到推得已知电压点得功率；二去即：从已知电压点开始，用推得的功率和已知电压点的电压，往回逐段向未知电压点求电压。在计算中，上述过程一般只需要做一次。但当一次“来、去”完毕后，此电压与初始假设电压相差较大时，可再一次假设未知电压节点的电压值为刚刚计算得到的节点4电压值，继续进行“来、去”计算，直到前后两次同一点的电压值相差不大。
例题讲解。 。
（四）、作业：
习题集 3-2-2、3-2-3
'
课时单元：10
】
求功率 求电压
求功率 求电压
求功率 求电压
U 4（已知）
S 4（已知）
—
1
2
3
4
（一）、教学内容
二、 环网计算
（1） . （2） 化简网络。计算出各节点的运算负荷或运算功率，从电源点将环网解开。
（2）忽略功率损耗，进行初步功率分布计算
*
****
**
*
*
*
*
*
*
*
*
*
++++=
++++==31
23122331231331
231223
23123131
1)
(~~~Z Z Z Z Z S Z S Z Z Z Z I Z I Z I U I U S a a
设忽略网络中的功率损耗 223~~~S S S a -=
32331~~~S S S -= 打开网络。
同理，由力矩法，以1'为支点可求得b S ~
#
*
****
*++++-
=31
231212233122)
(~~~Z Z Z Z Z S Z S S b
（3）找出功率分点，使两端供电网拆成两个辐射网
有功功率分点和无功功率分点的含义。有功功率分点标以▼，无功功率分点标以▽，有功功率分点和无功功率分点不一定相同。 （4）按辐射网的计算步骤进行潮流计算
均一网的计算。∑
∑=++++=
l l S l l l l l S l S S m
m a ~)(~
~~
31
231223312313
三、两端供电网的功率分布计算
*
****
***
+++++==31
231234334232~)(~~Z Z Z u
d U Z S Z Z S I U S N a N
a
其中*
***
**++++31
231234
334232~)(~Z Z Z Z S Z Z S 为自然功率；
*
*
*
*
++31
2312Z Z Z u d U N 为强制功率，方向与dU 的取向有关。
\
四、环网中变压器不匹配时循环功率的计算
如果环网中两个变压器的变比不同，则网络空载且开环运行时，开口两侧将有电压差，闭环运行时有循环功率。
（四）、作业：
习题集3-2-6、3-2-7、3-2-9、3-2-14、3-2-15
\《电力系统分析》课程教案（4）
三、重点与难点：
重点：1、节点导纳矩阵的形成与修改； —
2、节点的分类和功率方程；
3、修正方程的形成及雅克比矩阵的计算；
4、牛顿－拉夫逊法计算潮流分布的步骤。
难点：1、考虑变压器非标准变比时节点导纳矩阵的形成和修改方法； 2、牛顿－拉夫逊法计算复杂电力系统潮流分布的数学模型。
四、教学手段
1、 详细分析变压器的∏形等值电路，使学生对∏形等值电路的端口条件及工作原理有深入的理解，则根据变压器的∏形等值电路可计算出相应节点的自导纳和互导纳；
2、 对于难点2，采用从简单到难，逐步深入的讲解方法，即：首先介绍牛顿－拉夫逊法求解一维非线性方程的方法，然后将该方法推广于多变量非线性方程组，接着形成潮流计算非线性方程组有条件的学生可以编写采用牛顿－拉夫逊法计算电网潮流分布的计算机程序。
}
七、习题：习题集4-1-2、4-1-3、4-1-5、4-2-3、4-2-4
课时单元：11 （一）、教学内容
准备知识：变压器等值模型。
121020221
111
111
T
T T T T T
y y Z K K K K y y K Z K K K y y K Z K ******
****?==??
?--=?=??
?--=
?=??
?
一、潮流计算的数学模型
1．节点电压方程 I B =Y B U B ⑴自、互导纳的物理意义
自导纳ii Y 在数值上等于与该节点I 直接连接的所有支路导纳的总和。如13121011y y y Y ++=。
互导纳ji Y 在数值上等于连接节点i 、j 支路导纳的负值，即ji ji y Y -=。如2121y Y -=。
⑵节点导纳矩阵Y B 为对称方阵。 ⑶节点导纳矩阵Y B 为稀疏矩阵。
⑷节点导纳矩阵Y B 具有对角优势。2．节点导纳矩阵的形成 $
2用直接形成法形成节点导纳矩阵Y B 。节点导纳矩阵即可根据自导纳和互导纳的定义直接形成，也可用支路——节点关联矩阵计算。
3．节点导纳矩阵的修改
⑴从原有网络引出一支路，同时增加一节点，节点导纳矩阵将增加一阶。
新增的对角元jj Y ，ij jj y Y =； 新增的非对角元ij Y ，ij ji ij y Y Y -==；
原有矩阵中的对角元ii Y 将增加ii Y ? ，ij ii y Y =?。 ⑵在原有网络的节点i 、j 之间增加一支路。
ij jj ii y Y Y ==??，ij ji ij y Y Y -==??
#
⑶在原有网络的节点i ，j 之间切除一支路
ij ii y Y -=?，ij jj y Y -=?，ij ji ij y Y Y ==??
⑷原有网络的节点i 、j 之间的导纳由ij y 改变为ij
y '： ij ij
ii y y Y -'=?，ij ij jj y y Y -'=?，ij ij ji ij y y Y Y '-==?? (5)原有网络节点i 、j 之间变压器的变比由K *改变为K *
' 0=ii Y ?；2211jj T Y y K K **???=- ?'??
；11ij ji T Y Y y K K **??
?=?=- ?'??
。
（四）、作业：
#
习题集4-1-2、4-1-3、4-1-5
课时单元：12 （一）、教学内容
一、潮流计算基本方程
B
B B B
()*
*=S Y U U (3-66)
其展开式为
∑=*
?
-=
n
j i
i
i j ij U jQ P U Y 1
(1,2,)i =n (3-67)
或 ∑*
*
?
=+j ij i i i U Y U jQ P (1,2,
)i =n (3-68)
】
节点分类：
(1)PQ 节点。(2)PV 节点。(3)平衡节点。 二、高斯—塞德尔法计算潮流
特点和步骤。
应用高斯-塞德尔法计算的主要步骤如下：
(1)根据网络结构、参数，形成节点导纳矩阵B Y ； (2)迭代计算各节点电压i U ?
。 1)对PQ 节点： :
a ．设某节点为平衡节点。
b ．设各节点电压的初始值。
c ．据初始值电压(0)1
U ?、(0)i
U
? (i ＝2、3、…n)及已知的节点注入功率i P 、i Q 进行第一次迭
代，求(1)2
U
?、(1)3
U
?、…、(1)n
U ?即有
d ．第二次迭代。
e ．第1k +次迭代。
f ．第k+1次迭代后，当所有节点电压都满足(1)
()
k k i
i U U ε+??-≤ (精度)时，表明迭代收敛，
则第k+1次的结果即为所求。
> (3)计算功率。
习题集4-2-3
课时单元：13、14 （一）、教学内容
三、牛顿-拉夫逊法计算潮流
(一)概述
1. 牛顿-拉夫逊法的意义和推导过程
把()f x 按泰勒级数在(0)x 点展开
、
(0)(0)(0)
(0)
(0)2
[]()[][][]2!
f x f x f x f x x
x '''=-?+
?
()(0)(0)[]
(1)
[]0!
n n
n f x x n -?= 修正方程 (0)(0)(0)[][]0f x f x x '-?= 2．牛顿—拉夫逊法的特点
(1)牛顿-拉夫逊法是迭代法，逐渐逼近的方法；
(2)修正方程是线性化方程，它的线性化过程体现在把非线性方程在(0)x 按泰勒级数展开，并略去高阶小量；
(3)用牛顿—拉夫逊法解题时，其初始值要求严格(较接近真解)，否则迭代不收敛。 3．多变量非线性方程的解 &
牛顿-拉夫逊法的修正方程11
10
012(0)(0)(0)
(0)1121222(0)(0)(0)(0)00
021
221
2(0)(0)(0)(0)1200
01
2
[][][]n n n n n n n n n n n
f f f x x x f x x x x f f f f x x x x x x x f x x x x f
f f x x x ???????
????
????????????????????????=?????????
???????????????????????
、、、、、、?
?
??
缩写为 ()()()[]=k k k X ?F J X (3-89)
雅可比矩阵含义。
(二)潮流计算时的修正方程 1．直角坐标表示的修正方程
11
[()()]0
[()()]0
n
i i ij j ij j i ij j ij j j n i i ij j ij j i ij j ij j j P e G e B f f G f B e Q f G e B f e G f B e ==?--++=??
??---+=??
∑∑ (3-93) 雅可比矩阵的各个元素表达式。
雅可比矩阵特点： 【
2．极坐标表示的修正方程
11
(cos sin )0
(cos sin )0
n
i i j ij ij ij ij j n
i i j ij ij ij ij j P U U G B Q U U G B δδδδ==-+=--=∑∑
雅可比矩阵的各元素
(三)牛顿-拉夫逊法的求解过程及框图
四、PQ分解法的基本思路
（二）、教学手段
板书和多媒体结合。
（三）、板书设计
~
主要多媒体课件，板书只写解释内容。（四）、作业
习题集4-2-4
作业 1、什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？ 答：把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。 电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。 电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网 当输送的功率和距离一定时，线路的电压越高，线路中的电流就越小，所用导线的截面积可以减小，用于导线的投资也越小，同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。 2、为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？ 答：为了使电力设备生产实现标准化和系列化，方便运行、维修，各种电力设备都规定额定电压。 电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。 发电机的额定电压比网络的额定电压高5%。 变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等，但直接与发电 机连接时，其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定
电压定义为空载时的额定电压，满载时二次绕组电压应比网络额定电 压咼10%。 3、我国电网的电压等级有哪些? 答：0 . 22kv 、0 . 38kv 、3kv 、6kv 、10kv 、 3 5kv 、11 v 、 220kv 、 330kv 、 500kv 、7 5 0kv 、10 kv 答：：10 . 5kv 、121kv 、 2 4 2 kv kv 、 2 1kv 、 kv 、 .6kv 、38 . 5 kv v 、1 kv v 、4 0 kv 4、标出图 电力系统中各元件的额定电压。 1-7 E1-7
0 kv、.5kv kv、6 v、40 .5kv、400kv 作业二 1、一条110kV、的单回输电线路，导线型号为LGJ-150，水平排列，其线间距离为，导线的计算外径为，求输电线路在的参数，并画出等值电路。 对LGJ-150型号导线经查表得，直径d=。 于是有：半径r=17/2=， 单位XX的电阻: r i =「40 =「20 -20)]= 0.21* [1+0.0036(40-20)]= 0.225(0/km) 单位XX的电抗为 D 5040 捲=0.14451 Ig 4 +0.0157 = 0.14451 Ig + 0.0157 = 0.416( O / km ) r 8.5 单位XX的电纳为
一、解释下列名词和术语 1、能量管理系统：EMS主要包括SCADA系统和高级应用软件。高级应用软件从发电和输配电的角度来分，发电部分包括AGC等，输配电部分包括潮流计算、状态估计、安全分析及无功优化。其功能是根据电力系统的各种两侧信息，估计出电力系统当前的运行状态。 2、支路潮流状态估计：进行状态估计所需的原始信息只取支路潮流量测量，而不用节点量。在计算推导过程中，将支路功率转变成支路两端电压差的量，最后得到与基本加权最小二乘法类似的迭代修正公式。 3、不良数据：误差特别大的数据。由于种种原因（如系统维护不及时等），电力系统的遥测结果可能远离其真值，其遥信结果也可能有错误，这些量测称为坏数据或不良数据； 4、状态估计：利用实时量测系统的冗余度提高系统的运行能力，自动排除随机干扰引起的错误信息，估计或预报系统的运行状态。 5、冗余度：全系统独立量测量与状态量数目之比，一般为1.5-3.0 6、最小二乘法：以量测值z和测量估计值之差的平方和最小为目标准则的估计方法。 7、静态等值：在一定稳态条件下，内部系统保持不变，而把外部系统用简化网络来代替，这种与潮流计算，静态安全分析有关的简化等值方法就是电力系统的静态等值； 8、静态安全分析：电力系统的静态安全分析只考虑事故后系统重新进入新稳定运行情况的安全性，而不考虑从当前运行状态向事故后新稳定运行状态转变的暂态过程，其主要内容包括预想事故评定、自动事故选择以及预防控制。 9、预想事故自动筛选：静态安全分析中，先用简化潮流计算方法对预想事故集中的每一个事故进行近似计算，剔除明显不会引起安全问题的预想事故，且按事故的严重性进行排序，组成预想事故一览表，然后用更精确的潮流算法对表中的事故依次进行分析 10、电力系统安全稳定控制的目的：实现正常运行情况和偶然事故情况下都能保证电网各运行参数均在允许范围内，安全、可靠的向用户供给质量合格的电能。也就是说，电力系统运行是必须满足两个约束条件：等式约束条件和不等式约束条件。 11、小扰动稳定性/静态稳定性：如果对于某个静态运行条件，系统是静态稳定的，那么当受到任何扰动后，系统达到一个与发生扰动前相同或接近的运行状态。这种稳定性即称为小扰动稳定性。也可以称为静态稳定性。 12、暂态稳定性/大扰动稳定性：如果对于某个静态运行条件及某种干扰，系统是暂态稳定的，那么当经历这个扰动后系统可以达到一个可以接受的正常的稳态运行状态。 13、动态稳定性：指电力系统受到小的或大的扰动后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。 14、极限切除角：保持暂态稳定前提下最大运行切除角，即最大可能的减速面积与加速面积大小相等的稳定极限情况下的切除角。 15 常规潮流计算的任务：根据给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态，如各母线电压，网络中的功率分布以及功率损耗。 16 静态特性：在潮流计算时计及电压变化对各节点负荷的影响。
电力系统分析潮流计算程序设计报告题目：13节点配电网潮流计算 学院电气工程学院 专业班级 学生姓名 学号 班内序号 指导教师房大中 提交日期 2015年05月04日
目录 一、程序设计目的 (2) 二、程序设计要求 (4) 三、13节点配网潮流计算 (4) 3.1主要流程................................................................................................ 错误！未定义书签。 3.1.1第一步的前推公式如下（1-1）-（1-5）： .................................. 错误！未定义书签。 3.1.2第二步的回代公式如下（1-6）—（1-9）： ................................ 错误！未定义书签。 3.2配网前推后代潮流计算的原理 (7) 3.3配网前推后代潮流计算迭代过程 (8) 3.3计算原理 (9) 四、计算框图流程 (10) 五、确定前推回代支路次序....................................................................................... 错误！未定义书签。 六、前推回代计算输入文件 (11) 主程序： (11) 输入文件清单： (12) 计算结果： (13) 数据分析： (13) 七、配电网潮流计算的要点 (14) 八、自我总结 (14) 九、参考文献 (15) 附录一 MATLAB的简介 (15)
自测题（一）一电力系统的基本知识 一、单项选择题（下面每个小题的四个选项中，只有一个是正确的，请你在答题区填入正确答案的序号，每小题 2.5分，共50分） 1、对电力系统的基本要求是（）。 A、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响； B、保证对用户的供电可靠性和电能质量； C、保证对用户的供电可靠性，提高系统运行的经济性； D保证对用户的供电可靠性。 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（）。 A、一级负荷； B、二级负荷； C、三级负荷； D、特级负荷（ 3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（）。 A、所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电； B、一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电； C、除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电； D—级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可 能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。 4、衡量电能质量的技术指标是（）。 A、电压偏移、频率偏移、网损率； B ［、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D、厂用电率、网损率、
电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（）。 A、配电线路； B、直配线路； C、输电线路； D、输配 电线路。 6、关于变压器，下述说法中错误的是（） A、对电压进行变化，升高电压满足大容量远距离输电的需要，降低电压满足用电的需求； B、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换； C、当变压器原边绕组与发电机直接相连时（发电厂升压变压器的低压绕组），变压器原边绕组的额定电压应与发电机额定电压相同； D变压器的副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的 1.1倍。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（）。 A、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B 、燃料消耗率、建 设投资、网损率； C、网损率、建设投资、电压畸变率； D 、网损率、占地面积、建设投资。 8关于联合电力系统，下述说法中错误的是（）。 A、联合电力系统可以更好地合理利用能源; B、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减 少;
工程硕士研究生2014年《现代电力系统分析》复习提纲 2014.6 一、 简述节点导纳矩阵自导纳及互导纳的物理意义；试形成如图电路的节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵。 答：节点导纳的阶数等于网络的节点数，矩阵的对角元素即自导纳等于与该节点连接的所有支路的导纳之和，非对角元素即互导纳则为连接两点支路导纳的负值。（李）在电力网络中，若仅对节点i 施加单位电压，网络的其它节点接地时，节点i 对网络的注入电流值称为节点i 的自导纳；此时其它节点j 向网络的注入电流值，称为节点j 对节点i 的互导纳。 节点导纳矩阵为：在电力网络中，若仅对节点i 施加单位电压，网络的其它节点接地即U =0时，节点i 对网络的注入 电流值称为节点i 的自导纳；此时其它节点j 向网络的注入电流值，称为节点j 对节点i 的互导纳。 ???? ????? ??????? ????? ?----- ++-- =j j jk jk j jk jk j j j j j Y 10 2 10011021 1121110011 2 ；李 ????? ?? ? ???? ? ???---=105.00 01.111.1105.01.115.2100 112j j j j j j j j j j Y 节点阻抗矩阵为：在电力网络中，若仅对节点i 施加单位电电流。 ????????????=22222544244424452 k k k k k k k j Z ；李????????????=22.222 2.205.64.44.424.44424.445j j j j j j j j j j j j j j j j Z 二、 写出下图所示变压器电路的П型等效电路及物理意义。 1：k 答：1、物理意义： ①无功补偿实现开降压；②串联谐振电路；③理想电路（r<0）。 2、П型等效电路： ??????+--+=??????201212 1212 1022211211Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y ，令U1=1时，点2接地U2=0 图一 Y 10 Y 20 Y 12
电力系统分析（第2版）_在线作业 _1 交卷时间：2017-04-11 10:25:55 一、单选题 1. (5分)一条线路，电阻为1W，末端电压为10kV，末端有功、无功功率分别为1.6MW和1.0Mvar，线路的有功功率损耗为（）MW。 ? A. 1.6 ? B. 0.016 ? C. 0.0356 ? D. 1 纠错 得分：0 知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案C 解析 2.
(5分)已知节点1的注入功率P1=0.8和Q1=0.2，待求U1和δ1，该节点属于（）节点。 ? A. PQ ? B. PV ? C. 平衡 ? D. 参考 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案A 解析 3. (5分)针对冲击性负载引起的电压变动，宜采用（）调压措施。 ? A. 并联电容器 ? B. 并联电抗器 ? C. 静止无功补偿器 ? D. 同步调相机 纠错 得分：0
知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案C 解析 4. (5分)架空线路的各序等值电抗的关系为：（）。 ? A. X1 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案A 解析 6. (5分)对于型号为JL/G1A-500/35-45/7的导线，（）。 ? A. 铝线导电截面积为45mm2 ? B. 导线总截面积为500 mm2 ? C. 钢线额定截面积为500 mm2 ? D. 铝线导电截面积为500mm2 纠错 得分：0 知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案D 解析 7. (5分)发电机耗量特性曲线上某一点切线的斜率为（）。 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 题目名称复杂网络N-R法潮流分析与计算设计学生学部（系）电气工程系 专业班级08电气2班 学号12030802020 学生姓名 指导教师罗洪霞 2011 年 6 月12 日 目录 一. 基础资料 (3) 1.1 系统图的确定 (3) 1.2 各节点的初值及阴抗参数 (4) 二. 基本公式和变量分类 (5) 三. 设计步骤 (7) 3.4基本步骤 (8) 3.4方案选择及说明 (8) 四. 程序设计 (9) 4.1 MATLAB编程说明及元件描述 (9) 4.2源程序 (10) 4.3结果显示 (11) 五. 实验结论 (12) 六．参考文献 (13) 复杂网络N-R 法潮流分析与计算设计 一. 基础资料 1. 系统图的确定 选择六节点、环网、两电源和多引出的电力系统，简化电力系统图如图（1）所示，等值阻抗图如图（2）所示。运用以直角坐标表示的牛顿—拉夫逊计算如图（1）系统中的潮流分布。计算精度要求各节点电压的误差与修正量不大于510ε-=。 2.各节点的初值及阻抗参数 该系统中，节点①为平衡节点，保持 11.050 U j =+为定值，节点⑥为PV节点，其他四个节点都是PQ节点。给定的注入电压标幺值、线路阻抗标幺值、输出功率标幺值分别为表a、表b、表c中的数据。 线路对地导纳标幺值一半 00.25 Y j =及线路阻抗标幺值、输出功率标幺值和变压器变比标幺值如图（2）所示的注释。 表a 各节点电压标幺值参数 二. 基本公式和变量分类 本例所需公式有以下几类： （1）.节点电压U 和节点导纳矩阵Y 。 （2）.变量分类。在潮流问题中，任何复杂的电力网和电力系统都可以归结为以下元件（参数）组成。 1）.发电机（注入电流或功率）。 2）.负载（负的注入电流或功率）。 3）.输电线支路（电抗、电阻）。 4）.变压器支路（电阻、电抗、变化）。 5）.变压器对地支路（导纳和感纳，本例中忽略）。 6）.母线上的对地支路（阻抗或导纳，本例中忽略）。 7）.线路上的对地支路（一般为线路电容导纳）。 （3）.功率方程。电力系统的潮流方程的一般形式为： 1 n i ij i i i i i j j S P jQ U I U Y U * * * ==+=?=?∑ 1 ()(123n i i i ij j j i P jQ I Y U i U * ** =+===∑、、、...、n) （1-1） 潮流方程具有的特点是：①他能表征电力系统稳态运行特性； ②其为一组非线性方程，只能用迭代方法求其数值解；③方程中的电压U 和导纳Y 即可表示为直角坐标，又可表示为极坐标。因而潮流方 练习二：单项选择题 1、通过10输电线接入系统的发电机的额定电压是（）。 A 10 B 10.5 C11 （答案：B） 2、根据用户对（）的不同要求，目前我国将负荷分为三级。 A 供电电压等级 B 供电经济性 C供电可靠性 （答案：C） 3、为了适应电力系统运行调节的需要，通常在变压器的（）上设计制造了分接抽头。 A 高压绕组 B中压绕组 C低压绕组 （答案：A） 4、采用分裂导线可（）输电线电抗。 A 增大 B 减小 C保持不变 （答案：B） 5、在有名单位制中，功率的表达式为( ) A 1.732×V×I B ×I C 3×V×I （答案：A） 6、电力系统的中性点是指( ) A变压器的中性点 B星形接线变压器的中性点 C发电机的中性点 D B和C （答案：D） 7、我国电力系统的额定电压等级为( ) A 3、6、10、35、110、220() B 3、6、10、35、66、110、220() C 3、6、10、110、220、330() D 3、6、10、35、60、110、220、330、500() （答案：D） 8、计算短路后任意时刻短路电流周期分量时，需要用到（）。 A.互阻抗 B.转移阻抗 C.计算电抗 （答案：C） 9、冲击电流是短路电流（）。 A.最大瞬时值 B.最小瞬时值 C.有效值 （答案：A） 10、短路电流周期分量的标么值与（）有关。 A.转移电抗和短路时间 B.计算电抗和短路点距离 C.计算电抗和短路时间 （答案：C） 11、在系统发生短路时，异步电动机（）向系统提供短路电流。 A.绝对不 B.一直 C.有时 （答案：C） 12、对于静止元件来说，其（）。 A 正序电抗＝负序电抗 B正序电抗＝零序电抗 C负序电抗＝零序电抗 （答案：A） 13、有架空地线的输电线的零序电抗（）无架空地线的输电线的零序电抗。 2019国家电网校园招聘题库参考—现代电力系统分析 2019国家电网校园招聘尚未开始，预计将于2018年11月份开始招聘，每年招聘两批，总人数超过两万人。今天中公电网小编给大家整理一下备考2019国家电网笔试的试题资料，帮助大家备考。 1、电力系统暂态稳定分析用的逐步积分法是( ) A、时域仿真法 B、直接法 C、频域法 D、暂态能量函数法 2、( )是一个多约束的非线性方程组问题，采用牛顿法和基于线性规划原理处理函数不等式约束的方法。 A、状态估计 B、网络拓扑 C、最优潮流 D、静态安全分析 3、电力系统( )就是利用实时量测系统的冗余性，应用估计算法来检测和剔除坏数据。其作用是提高数据精度及保持数据的前后一致性，为网络提供可信的实时潮流数据。 A、网络拓扑 B、状态估计 C、静态安全分析 D、调度员潮流 4、稳定计算的数学模型是一组( )方程 A、代数 B、微分 C、长微分 D、其它三个选项都不是 5、离线计算主要应用范围( ) A、规划设计 B、运行方式分析 C、为暂态分析提供基础数据 D、安全监控 6、柔性交流输电可实现的功能是( ) A、控制潮流 B、远程调用 C、增加电网安全稳定性 D、提高电网输送容量 7、电力系统潮流计算出现病态的条件是( ) A、线路重载 B、负电抗支路 C、较长的辐射形线路 D、线路节点存在高抗 8、最优潮流常见目标函数( ) A、总费用 B、有功网损 C、控制设备调节量最小 D、投资及年运行费用之和最小 E、偏移量最小 9、静态不安全的判断准则( ) A、频率失稳 B、电压失稳 C、电压越限 D、发电机不能同步运行 10、属于分布式发电的有( ) A、建筑一体化光伏 B、大型风电厂 C、小型光伏 D、小型风电厂 11、微电网的常态运行方式有( ) A、独立运行模式 B、正常运行模式 C、联网运行模式 D、不正常运行 电力系统分析（第2版）_在线作业_3 交卷时间：2017-04-25 19:48:51 一、单选题 1. (5分)用户降压变电所母线为平衡节点。（） ? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析2. (5分)已知节点1的U1=1.03和δ1=0，待求注入功率P1和Q1，该节点属于（）节点。 ? A. PQ ? B. PV ? C. 平衡 ? D. 负荷 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案C 解析3. (5分)某一点的短路容量S f等于该点短路的次暂态电流乘以该点额定电压的倍。（） ? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案A 解析4. (5分)电力系统二次调频由发电机组的调频器完成。（） ? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案A 解析5. (5分)在电力系统的发电机功-角特性曲线中，最大减速面积小于加速面积就能保持系统暂态稳定。（） ? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析6. (5分)架空线路换位可以降低线路电阻。（）? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析7. (5分)1000kV为（）压。 ? A. 低 ? B. 中 ? C. 超高 ? D. 特高 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案D 解析8. (5分)用电设备的额定电压为（）kV。 ? A. 11 ? B. 10 ? C. 10.5 ? D. 9 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析9. (5分)对于三绕组升压变压器，其等值电抗最小的是（）。 ? A. X T1 ? B. X T2 ? C. X T3 ? D. X T1-2 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 电力系统分析课程设计指导书 电力系统分析课程设计是学完《电力系统分析》课程后的一次综合性练习。教学目的在于通过对多节点电网的潮流计算，巩固和运用前面所学到的潮流计算基础理论知识，掌握电力系统潮流计算机计算的的一般原则和方法，掌握一门潮流计算软件的使用方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。 PSASP7.0潮流计算实例 说明：计算系统为《电力系统分析》教材（孟祥萍编著，高等教育出版社）361页17.1习题。 在PSASP7.0上建立的单线图如下： PSASP7.0使用简介： 打开电力系统分析综合程序 1、新建工程 选取菜单“工程| 新建…”项或点击“文件”工具栏中的“”按钮，弹出如下的新建工程对话框： 在该对话框中，选择工程存放的路径，并给出对应的工程名，之后点击“保存”按钮，即可新建一个工程。点击“取消”按钮，则取消新建工程操作。之后弹出新建单线图名称对 话框： 填写单线图名称，点击“确定” 2、保存工程 选取菜单“工程| 保存工程”项或点击“文件”工具栏中的“”按钮，保存当前打开 的工程。 3、系统基准容量 选取菜单“文件| 工程信息”项，即可弹出如下的对话框： 在该对话框中可填写系统的基准容量。此外，还可以给出工程的描述说明信息，设置工程的密码等。默认基准容量为100MV A，本例取默认值。 4、数据组管理 在“元件数据”菜单中，点击“数据组管理”项，即进入以下窗口，可以对基础数据库中的元件进行数据组的删除、复制、重命名及合并等操作。缺省的数据组名为“BASIC ”。编辑过程中，可以更换和创建数据组名。 5、在单线图编辑模式下绘制电力系统接线图 （1）使用上图右侧工具箱绘制母线、变压器、交流电力线路、负荷、发动机等原件。具体绘制见PSASP7.0用户手册。 （2）双击元器件弹出对话框，在对话框中填入元件数据。 1）如母线模型数据录入。注意左下角的“厂站名”一定要选，否则无法完成潮流计算。 作业一 1、什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？ 答：把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。 电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。 电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网 当输送的功率和距离一定时，线路的电压越高，线路中的电流就越小，所用导线的截面积可以减小，用于导线的投资也越小，同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。 2、为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？答：为了使电力设备生产实现标准化和系列化，方便运行、维修，各种电力设备都规定额定电压。 电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。 发电机的额定电压比网络的额定电压高５％。 变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等，但直接与发电机连接时，其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定电压定义为空载时的额定电压，满载时二次绕组电压应比网络额定电压高１０％。 3、我国电网的电压等级有哪些？ 答：０.２２ｋｖ、０.３８ｋｖ、３ｋｖ、６ｋｖ、１０ｋｖ、３５ｋｖ、１１０ｋｖ、２２０ｋｖ、３３０ｋｖ、５００ｋｖ、７５０ｋｖ、１０００ｋｖ 4、标出图1-7电力系统中各元件的额定电压。 T：１０.５ｋｖ、１２１ｋｖ、２４２ｋｖ 答： 1 T：２２０ｋｖ、１２１ｋｖ、 2 T：１１０ｋｖ、６.６ｋｖ、３８.５ｋｖ 3 T：３５ｋｖ、１１ｋｖ 4 T：１０ｋｖ、４００ｋｖ 5 T：１１０ｋｖ、３８.５ｋｖ 6 7T ：３５ｋｖ、６６ｋｖ 8T ：６ｋｖ、４００ｋｖ 9T ：１０.５ｋｖ、４００ｋｖ 作业二 1、一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为LGJ-150，水平排列，其线间距离为4m ，导线的计算外径为17mm,求输电线路在40°C 的参数，并画出等值电路。 解： 对LGJ-150型号导线经查表得，直径d=17mm,km 2 mm 5.31Ω=ρ。 于是有：半径r=17/2=8.5mm ，mm m D D D D ca bc ab 504004.5424433m ==???== 单位长度的电阻：2031.5 r 0.21(/)150 km s ρ == =Ω ()()()140201200.21*10.003640200.225/r r r t km α==+-=+-=Ω???????? 单位长度的电抗为 m 15040 0.144510.01570.144510.01570.416(/)8.5 D x lg lg km r =+=+=Ω 单位长度的电纳为 ()66617.587.58b *10*10 2.73*10/5040 lg lg 8.5m S km D r ---= == 集中参数为 ()1r 0.0225*8018R l ===Ω ()1x 0.416*8033.3X l ===Ω ()641b 2.73*10*80 2.18*10B l S --=== ()41.09*102 B S -= 等值电路如图1所示 1833.3j +Ω 4S - 1 第一章 现代电力系统的主要特点， 电网互联的优点及带来的问题， 电力系统的运行状态及运行状态带来的好处。电力系统分析概述。 第二章 电力网络的基本概念 结点电压方程，关联矩阵， 用关联矩阵与支路参数确定结点电压方程，变压器和移向器的等值电路， 节点导纳矩阵， 第三章 常规潮流计算的任务、应用、， 对潮流计算的基本要求， 潮流计算的方法， 电力系统数学表述， 潮流计算问题的最基本方程式 潮流计算的借点类型， 节点功率方程及其表示形式， 潮流计算高斯赛德尔发。 牛顿拉弗逊法， 潮流计算的PQ分解法， 保留非线性潮流算法， 最小化潮流算法（潮流计算和非线性规划潮）， 潮流计算的自动调整， PV节点无功功率越界的处理，PQ节点电压越界的处理，带负荷调压变压器抽头的调整，负荷特性的考虑，互联系统区域间交换功率控制 最优潮流计算 最优潮流和基本潮流的比较，最优潮流计算的算法，最优潮流的数学模型，（目标函数，约束条件），最优潮流计算的简化梯度算法，（迭代求解算法的基本要点），最优潮流的牛顿算法， 交直流电力系统的潮流计算 直流输电的应用 交直流电力系统的潮流计算的特点 交流系统和直流系统的分解 交流系统部分的模型 直流系统部分的模型 直流电力系统模型 直流系统标幺值，直流电力系统方程式，（换流站，及其控制方式） 交直流电力系统潮流算法 联合求解法和交替求解法 直流潮流数学模型 第四章故障类型及分析 双轴变换-派克变换及正交派克变换 两相变换-克拉克变换 顺势对称分量变换（120 +-0）对称分量变换 坐标变换的运用 网络方程网络中的电源模型 不对称短路故障的边界条件 短路故障通用复合序网 断线故障通用负荷序网 两端口网络方程 阻抗行参数方程（有源无源）导纳型参数方程（有源无源）混合型参数方程 复杂故障分析 第五章 状态的确定（状态估计 量测误差随机干扰测量装置在数量上或种类上的限制 电力系统状态估计的功能流程 对量测量的数量要求 状态估计与常规潮流计算比较 条件不同模型和方程数的不同求解的数学方法不同 电力系统运行状态的表征与可观察性 量测方程五种基本测量方式状态估计误差的原因高斯白噪声型的随机误差噪声响亮 电力系统状态的可观察性 最小二乘估计最小方差估计的概念 h(x)为线性函数时的最小二乘准则、h(x)为非线性函数时的最小二乘准则及步骤 快速解耦状态估计算法 支路潮流状态估计法 递推状态估计 追踪估计、估计的目标函数递推估计公式第六章 电力系统安全性 实时安全监控功能结构 安全性、稳定性和可靠性 北交《电力系统分析》在线作业二-0002 试卷总分:100 得分:100 一、单选题(共15 道试题,共30 分) 1.为减小系统负荷变化所引起的频率波动，应采取的措施是（）。 A.设置足够的无功电源 B.设置足够的旋转备用（热备用）容量，并使尽可能多的机组参与频率的一次调整 C.设置足够的旋转备用（热备用）容量，但应尽量较少参与一次调整的机组的数量 D.设置足够的冷备用容量，并装设自动按频率减负荷装置 答案:B 2.关于节点导纳矩阵，描述不正确的有（） A.阶数等于网络中的节点数 B.是稀疏矩阵 C.是对称矩阵 D.与节点编号无关 答案:D 3.PV节点要求已知节点的（） A.电压模值U B.有功功率P和电压模值U C.有功功率P D.无功功率Q 答案:B 4.装有无功补偿装置，运行中可以维持电压恒定的变电所母线属于（）。 A.平衡结点 B.不能确定 C.PV节点 D.PQ节点 答案:C 5.在标幺制中，只需选定两个基准，常选的是（） A.电流、电抗 B.电压、电路 C.电压、电流 D.电压、功率 答案:D 6.电力网中，任意两点之间电压的代数差，称为（） A.电压降落 B.电压损耗 C.电压差 D.电压偏移 答案:B 7.在多电压等级电磁环网中，改变变压器的变比（）。 A.改变有功功率分布和无功功率分布 B.功率分布不变 C.主要改变有功功率分布 D.主要改变无功功率分布 答案:D 8.对于供电可靠性，下述说法中正确的是（）。 A.除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电 B.所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电 C.一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电 D.一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电 答案:C 9.将三个不对称相量分解为三组对称相量的方法是（） A.龙格-库塔法 B.牛顿-拉夫逊法 C.小干扰法 D.对称分量法 答案:D 10.关于电力系统等值电路参数计算时，变压器变比的选择，下述说法中正确的是（）。 A.近似计算时，采用实际变比；精确计算时采用平均额定变比 B.精确计算时采用实际变比，近似计算时采用平均额定变比 C.不管是精确计算还是近似计算均应采用额定变比 D.不管是精确计算还是近似计算均应采用平均额定变比 答案:B 11.架空输电线路采用分裂导线的目的是（）。 A.改善输电线路的电晕条件 B.增大线路电纳 C.减小线路电阻 D.减小线路电抗 答案:D 12.电力系统频率调整的基本原理是（）。 A.根据负荷的变化调整系统中变压器的分接头，将电力系统频率限制在允许范围 B.根据负荷的变化，调整电力系统中无功电源的出力，将系统频率限制在允许范围 C.根据负荷的变化，调整发电机的有功出力，将系统频率限制在允许范围 D.根据系统频率的变化，切除或投入负荷，将电力系统频率限制在允许范围 答案:C 电力系统分析课程设计-电力系统短路故障的计算机算法程序设计 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 电力系统分析课程设计 电力系统短路故障的计算机算法程序设计 姓名____刘佳琪___ 学号_2014409436__ 班级__20144094___ 指导教师___鲁明芳____ 目录 1 目的与原理 (1) 1.2 关于电力系统短路故障的计算机算法程序设计目的 (1) 1.2 设计原理 (1) 1.2.1计算机计算原理 (1) 1.2.2电力系统短路计算计算机算法 (2) 2 计算机编程环境及编程语言的选择 (2) 2.1 优势特点 (2) 2.1.1编程环境 (3) 2.1.2简单易用 (3) 2.1.3强处理能力 (3) 2.1.4图形处理 (3) 2.1.5模块集和工具箱 (4) 2.1.6程序接口 (4) 2.1.7应用软件开发 (4) 3 对称故障的计算机算法 (5) 3.1 用阻抗矩阵计算三相短路电流 (7) 3.2 用节点导纳矩阵计算三相短路电流 (9) 4 附录程序清单 (14) 4.1 形成节点导纳矩阵 (14) 4.2 形成节点阻抗矩阵 (15) 4.2 对称故障的计算 (17) 1 目的与原理 1.1 关于电力系统短路故障的计算机算法程序设计目的 电力系统正常运行的破坏多半是由于短路故障引起的，发生短路时，系统从一种状态剧变成另一种状态，并伴随复杂的暂态现象。所谓短路故障，是指一切不正常的相与相之间或相与地发生通路的情况。 本文根据电力系统三相对称短路的特点，建立了合理的三相短路的数学模型，在此基础上，形成电力系统短路电流实用计算方法；节点阻抗矩阵的支路追加法。编制了对任意一个电力系统在任意点发生短路故障时三相短路电流及其分布的通用计算程序，该办法适用于各种复杂结构的电力系统。从一个侧面展示了计算机应用于电力系统的广阔前景。 根据所给的电力系统，编制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后完成一个切实可行的电力系统计算应用程序。通过自己设计电力系统计算程序使同学对电力系统分析有进一步理解，同时加强计算机实际应用能力的训练。 电力系统的短路故障是严重的，而又是发生几率最多的故障，一般说来，最严重的短路是三相短路。当发生短路时，其短路电流可达数万安以至十几万安，它们所产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破环。为此，当发生短路时，继电保护装置必须迅速切除故障线路，以避免故障部分继续遭受危害，并使非故障部分从不正常运行情况下解脱出来，这要求电气设备必须有足够的机械强度和热稳定度，开关电气设备必须具备足够的开断能力，即必须经得起可能最大短路的侵扰而不致损坏。因此，电力系统短路电流计算是电力系统运行分析，设计计算的重要环节，许多电业设计单位和个人倾注极大精力从事这一工作的研究。由于电力系统结构复杂，随着生产发展，技术进步系统日趋扩大和复杂化，短路电流计算工作量也随之增大，采用计算机辅助计算势在并行。 1.2 设计原理 1.2.1 计算机计算原理 应用计算机进行电力系统计算，首先要掌握电力系统相应计算的数学模型；其次是运用合理的计算方法；第三则是选择合适的计算机语言编制计算程序。 建立电力系统计算的相关数学模型，就是建立用于描述电力系统相应计算的有关参数间的相互关系的数学方程式。该数学模型的建立往往要突出问题的主要方，即考虑影 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（ ）。 A 、一级负荷； B 、二级负荷； C 、三级负荷； D 、特级负荷。 4、衡量电能质量的技术指标是（ ）。 A 、电压偏移、频率偏移、网损率； B 、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C 、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D 、厂用电率、网损率、电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（ ）。 A 、配电线路； B 、直配线路； C 、输电线路； D 、输配电线路。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（ ）。 A 、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B 、燃料消耗率、建设投资、网损率； C 、网损率、建设投资、电压畸变率； D 、网损率、占地面积、建设投资。 8、关于联合电力系统，下述说法中错误的是（ ）。 A 、联合电力系统可以更好地合理利用能源； B 、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减少； C 、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量； D 、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。 9、我国目前电力系统的最高电压等级是（ ）。 A 、交流500kv ，直流kv 500±； B 、交流750kv ，直流kv 500±； C 、交流500kv ，直流kv 800±；； D 、交流1000kv ，直流kv 800±。 10、用于连接220kv 和110kv 两个电压等级的降压变压器，其两侧绕组的额定电压应为（ ）。 A 、220kv 、110kv ； B 、220kv 、115kv ； C 、242Kv 、121Kv ； D 、220kv 、121kv 。 11、对于一级负荷比例比较大的电力用户，应采用的电力系统接线方式为（ ）。 A 、单电源双回路放射式； B 、双电源供电方式； C 、单回路放射式接线； D 、单回路放射式或单电源双回路放射式。 12、关于单电源环形供电网络，下述说法中正确的是（ ）。 A 、供电可靠性差、正常运行方式下电压质量好； B 、供电可靠性高、正常运行及线路检修（开环运行）情况下都有好的电压质量； C 、供电可靠性高、正常运行情况下具有较好的电压质量，但在线路检修时可能出现电压质量较差的情况； D 、供电可靠性高，但电压质量较差。 13、关于各种电压等级在输配电网络中的应用，下述说法中错误的是（ ）。 A 、交流500kv 通常用于区域电力系统的输电网络； B 、交流220kv 通常用于地方电力系统的输电网络； C 、交流35kv 及以下电压等级通常用于配电网络； D 、除10kv 电压等级用于配电网络外，10kv 以上的电压等级都只能用于输电网络。 14、110kv 及以上电力系统应采用的中性点运行方式为（ ）。 A 、直接接地； B 、不接地； C 、经消弧线圈接地； D 、不接地或经消弧线圈接地。 16、110kv 及以上电力系统中，架空输电线路全线架设避雷线的目的是（ ）。 移相器（Phaser）能够对波的相位进行调整的一种装置。任何传输介质对在其中传导的波动都会引入相移，这是早期模拟移相器的原理；现代电子技术发展后利用A/D、D/A 转换实现了数字移相，顾名思义，它是一种不连续的移相技术，但特点是移相精度高。移相器在雷达、导弹姿态控制、加速器、通信、仪器仪表甚至于音乐等领域都有着广泛的应用。在R-C串联电路中，若输入电压是正弦波，则电路中各处的电压、电流都是正弦波。从相量图可以看出，输出电压相位引前输入电压相位一个φ角，如果输入电压大小不变，则当改变电源频率f或电路参数R或C时，φ角都将改变，而且A点的轨迹是一个半圆。同理可以分析出，以电容电压作为输出电压时，输出电压相位滞后输入电压相位一个φ角。因此，不论以R端或C端作输出，其输出电压较输入电压都具有移相作用，这种作用效果称阻容移相。阻容移相环节，在电子技术应用中广泛采用，如移相电路、耦合电路、微分电路、积分电路等等。 移相器的相关应用 [1]当系统负荷较重、并且有持续快速攀升趋势时，需要进行电压紧急态势分，注视运行工况将可能通过何种途径逼近电网负荷供应能力的临界点。负荷在高位快速攀升时，电源如何分担负荷增量，可以从运行模式的调峰特征去寻找预估线索。主力调峰电源与负荷中心之间，各联络线在潮流上涨逼近限值方面，往往步调上有差异，线路潮流骤增时，对可能首先跳闸的联络线，应该给予特殊的关注，因为其保护跳闸势必引起功率转移，使其它联络线相继跳闸，产生恶性连锁反应，可能导致系统解列。移相器在国外广泛用来进行潮流调控。灵活交流输电系统(FACTS)装置家族中的“静止移相器”(SPS)，由于电力电子技术的采用，在调控性能上有了长足进步，免除了任何机械操作，在安全稳定控制方面具有良好的应用前景，肯定了SPS可用来提高暂态稳定性、阻尼次同步振荡、缓和区域间振荡、减轻轴系暂态扭矩以及稳态环流控制。 移相器的作用是将信号的相位移动一个角度。运用移相器规约敏感联络线的潮流，保障电压稳定性不因联络线连锁跳闸、相继退出而遭到破坏，可以明显提高电压稳定极限。其工作原理根据不同的构成而存在差异。如晶体管电路，可在输入端加入一个控制信号来控制移相大小；在有些电路中则利用阻容电路的延时达到移相；在单片机控制系统还可利用内部定时器达到移相的目的。 牛顿法的性能和特点： 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。如果初值选择不当，可能根本不 收敛或收敛到一个无法运行的解点上。 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。 最小化潮流计算：上述潮流计算问题归结为求解一个非线性代数方程组。另外潮流问题在数学上还可以表示为求某一个由潮流方程构成的目标函数的最小值问题，并以此代替代数方程组的求解。从原理上保证了计算过程永远不会发散，有效解决了病态系统的潮流计算并为给定条件下潮流问题的有节与无解提供了一个明确的判断途径。 对非线性规划进行改进，并将数学规划原理和常规的牛顿潮流算法有机结合起来，形成带有最优乘子的牛顿算法，简称最优乘子法。能有效解决病态电力系统的潮流计算问题。 最优潮流：基本潮流可归结为针对一定的扰动变量，根据给定的控制变量，求出相应的状态 欢迎您：W320901121259 | 退出系统 ?在线作业 ?成绩管理 在线作业 ?进行中的 ?未开始的0 ?已过期的 成绩详细信息 序号时间成绩状态查看1 2013-03-02 21:53:42 100.0 结束 2 2013-03-02 21:48:19 95.0 结束 3 2013-03-02 21:37:01 95.0 结束 返回 电力系统分析-在线作业_A用户名：W320901121259最终成绩：100.0 一单项选择题 1. 对某一时刻，系统用户所消耗功率之和，称为电力系统的（）。 发电负荷 综合用电负荷 经济负荷 供电负荷 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答：综合用电负荷 知识点： 2. 电力系统如图四所示，（）。 图四 节点1为平衡节点 节点3为平衡节点 节点4为平衡节点 节点2为平衡节点 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答：节点4为平衡节点知识点： 3. 当电压中枢点供电的各负荷变化规律大致相同，且负荷的变动较大、供电线路较长时，电压中枢点应采用（）的调压方式。 逆调压 恒调压 常调压 顺调压 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答：逆调压 知识点： 4. 一条35kV线路的参数为：r1=0.26Ω/km，L=20km；线路末端最大负荷P max=6MW，功率因数cos=0.95，最大负荷利用小时数T max=5000h，则（）。 线路全年的电能损耗为5.4×105 kWh 用户全年实际用电量为550万kWh 最大负荷损耗时间为5000h 线路全年运行小时为5000h 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答：线路全年的电能损耗为5.4×105 kWh 知识点： 5. （）分配各节点无功电源功率，可以能使电网有功功率损耗?P∑最小。电力系统分析课程设计
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