附件6.电气与电子工程学院国际一流水平研究生课程简介
课程负责教师教育经历及学术成就简介：
张步涵：1975年毕业于华中工学院电机系，留校任教, 学
位，1999年获教授任职资格，现为电气与电子工程学院教授，博士
生导师。任教以来长
期从事“电力系统分析”课程的教学与科研工作，在电力系统经济运行、无功电压优化、安全分析、状态估计、故障分析、稳定分析等方面进行了较深入的研究，发表学术论文100
余篇。承担和参与了包括国家自然科学基金、“973计划”、国家自然科学基金重点项目、“ 863计划”在内的多项纵横向研究课题。研究成果获国家级教学成果二等奖1项、省优秀教学
成果二等奖1项、省科学技术三等奖4项。
课程教学目标：
1、掌握电力系统各元件的基本特性和数学建模。
2、掌握有关电力系统稳态运行和暂态过程的基本概念和基本原理。
3、掌握电力系统稳态和暂态分析的基本理论和基本方法。
课程大纲：（章节目录）
第- 」早预备知识（4学
时）
1.1引言
1.2电力系统各元件的稳态等值电路
1.3节点电压方程
1.4网络方程的求解
1.5节点阻抗矩阵
第二早电力系统潮流计算（4学
时）
2.1潮流计算的数学模型与定解条件
2.2牛顿-拉夫逊法潮流计算
2.3快速解耦法潮流计算
1982年获华中工学院工学硕士
2.4保留非线性项的潮流算法
2.5最小化潮流算法
2.6电力系统的最优潮流
第三章电力系统状态估计（4学时）
3.1状态估计的基本概念
3.2最小二乘估计及其数字特征
3.3电力系统的最小二乘估计算法及其改进
3.4不良数据检测与辨识
第四章电力系统静态安全分析（4学时）
4.1静态安全分析功能构成
4.2支路开断模拟
4.3发电机开断模拟
4.4电力系统的静态等值
第五章电力系统故障分析（4学时）
5.1电力系统的序网模型
5.2基于节点阻抗矩阵的故障分析
5.3修改导纳矩阵法故障分析
5.4克拉克变换及其在故障分析中的应用
第八早电力系统电磁暂态仿真（4学时）
6.1集中参数元件的暂态等值计算电路
6.2分布参数线路的暂态计算等值电路
6.3暂态等值计算网络的形成及求解
6.4电磁暂态过程计算中需考虑的若干冋题
第七章电力系统暂态稳定分析（4学时）
7.1电力系统暂态稳定数值分析的基本原理与基本万法
7.2暂态稳定分析的数值解法
7.3暂态稳定分析直接法的基本原理
第八章电力系统静态稳定分析（4学时）
8.1电力系统小扰动分析的基本原理与基本万法
8.2部分特征值分析法之降阶选择模式分析法
8.3部分特征值分析法之全维部分特征值分析法
教材:
无
主要参考书：
[1]诸骏伟?电力系统分析（上册）?北京：中国电力出版社, 2000
[2]夏道止?电力系统分析（下册）?北京：中国电力出版社, 2000
[3]王锡凡?现代电力系统分析?北京：中国电力出版社，2002
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。
第一章 电力系统的基本概念 1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统 1-2 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 1-3 我国电网的电压等级有哪些 1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。 1-5 请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题： ⑴ 发电机G 、变压器1T 2T 3T 4T 、三相电动机D 、单相电灯L 等各元件的额定电压。 ⑵ 当变压器1T 在+%抽头处工作，2T 在主抽头处工作，3T 在%抽头处工作时，求这些变压器的实际变比。 1-6 图1-6中已标明各级电网的电压等级。试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。 1-7 电力系统结线如图1-7所示，电网各级电压示于图中。试求： 习题1-5图 习题1-6图 习题1-4图
⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。 ⑵设变压器1T 工作于+%抽头， 2T 工作于主抽头，3T 工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。 1-8 比较两种接地方式的优缺点，分析其适用范围。 1-9 什么叫三相系统中性点位移它在什么情况下发生中性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压为什么增加3倍 1-10 若在变压器中性点经消弧线圈接地，消弧线圈的作用是什么 第二章 电力系统各元件的参数及等值网络 2-1 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 ，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。 2-2 三相双绕组变压器的型号为SSPL —63000/220，额定容量为63000kVA ，额定电压为242/，短路损耗404=k P kW ，短路电压45.14%=k U ，空载损耗93=o P kW ，空载电流 41.2%=o I 。求该变压器归算到高压侧的参数，并作出等值电路。 2-3 已知电力网如图2-3所示： 各元件参数如下： 变压器：1T ：S =400MVA ，12%=k U ， 242/ kV 2T ：S =400MVA ，12%=k U ， 220/121 kV 线路：2001=l km, /4.01Ω=x km (每回路) 习题1-7图 115kV T 1 T 2 l 1 l 2 习题2-3图
电力系统稳定与控制小作业 学院：电气与电子工程学院 年级：2014级研究生 专业：电气工程 姓名：罗慧 学号：20140208080008 指导老师：罗杰
1. 为什么要进行派克变换？简述派克变换的物理含义？ 答：派克变换的原因有：(1) 转子的旋转使定、转子绕组间产生相对运动，致使定、转子绕组间的互感系数发生相应的周期性变化。 (2) 转子在磁路上只是分别对于d轴和q轴对称而不是任意对称的，转子的旋转也导致定子各绕组的自感和互感的周期性变化。 ①变换后的电感系数都变为常数，可以假想dd绕组，qq绕组是固定在转子上的，相对转子静止。 ②派克变换阵对定子自感矩阵起到了对角化的作用，并消去了其中的角度变量。Ld,Lq,L0 为其特征根。 ③变换后定子和转子间的互感系数不对称，这是由于派克变换的矩阵不是正交矩阵。 ④Ld为直轴同步电感系数，其值相当于当励磁绕组开路，定子合成磁势产生单纯直轴磁场时，任意一相定子绕组的自感系数。物理意义上理解，它将观察者的角度从静止的定子绕组转移到随转子一同旋转的转子上，从而使得定子绕组自、互感，定、转子绕组间互感变成常数，大大简化了同步电机的原始方程。 派克变换的物理意义：将a、b、c三相静止的绕组通过坐标变换等效为d轴dd绕组、q轴qq绕组，与转子一同旋转 2.派克方程具有怎样的特点？ 答：派克方程它具有的特点是，派克方程是将三相电流 i、b i、c i a 变换成了等效的两相电流 i和q i，0dq i=P abc i。如果定子绕组内存在三 d 相不对称的电流，只要是一个平衡的三相系统，即满足
a i + b i + c i =0 当定子三相电流中存在不平衡系统时，即a i +b i +c i ≠0，此时三相电流时三个独立的变量，仅用两个新变量不足以代表原来的三个变量。 这时可以找出a i ='a i +0i ，b i =0'i i b +，0'i i i c c +=的关系，使0'''=++c b a i i i 。0i 为 零轴分量，其值为)(3/10c b a i i i i ++=。三相系统中的对称倍频交流和直流经过派克变换后，所得的d 轴和q 轴分量是基频电流，三相系统的对称基频交流则转化为dq 轴分量中的直流。 3. 为什么要引入暂态电势q E '和暂态电抗d X '，它们具有怎样的物理含义？ 答：我们引入暂态电动势'q E 和暂态电抗' d x 是为了暂态分析方便。暂态电动势' q E 在发电机运行状态突变瞬间数值保持不变，可以把突变前后的状态联系起来。 其的物理意义为：暂态电动势' q E 可看成无阻尼绕组发电机暂态过程中虚构的气隙电动势，暂态电抗' d x 是无阻尼绕组发电机在暂态开始瞬间的定子纵轴漏抗。 4. 试比较同步发电机各电动势（Q q q q d E E E E E '''''、、、、）、各电抗 （d q d d q X X X X X '''''、、、、）的大小？ 答： ' "" '"" d q d q d q Q q q d x x x x x E E E E E > >>>>>>> 5. 无阻尼绕组同步发电机端突然三相短路时定子、转子、等效绕组（d-d 、q-q ）中会出现哪些自由分量的电流？分别以什么时间常数衰减？ 答：他们会出现的自由分量电流有：基频交流分量（含强制分量和自
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
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
(单选题)1: 根据元件约束及拓扑约束建立一组方程，并求满足该组方程的变量解的分析方法称为:（）。 A: 解析法 B: 图解法 C: 网络法 D: 变量法 正确答案: (单选题)2: 高斯消元法是（）直接解决法中最优秀的解法之一。 A: 线性方程 B: 非线性方程 C: 微分方程 D: 积分方程 正确答案: (单选题)3: 反射系数越小，输入阻抗与电源内阻相差越（）。 A: 大 B: 小 C: 先小后大 D: 先大后小 正确答案: (单选题)4: 节点导纳矩阵行和列中元素之和为（）。 A: 0 B: 1 C: 2 D: 3 正确答案: (单选题)5: 任意响应的变换式都是各激励变换式的（）。 A: 线性组合 B: 非线性组合 C: 正弦函数 D: 余弦函数 正确答案: (单选题)6: 对一般大规模的电路来讲，元件的数目是节点数目的（）。 A: 1~2倍 B: 2~4倍 C: 4~6倍 D: 6~8倍 正确答案: (单选题)7: PSpice交流分析中所有参量和变量均为:（）。
A: 正数 B: 负数 C: 实数 D: 复数 正确答案: (单选题)8: 基尔霍夫定律使电路受到（）约束。 A: 时域 B: 频域 C: 拓扑 D: 电流 正确答案: (单选题)9: 当终端开路时，终端反射系数为：（）。 A: 0 B: 1 C: 2 D: 3 正确答案: (单选题)10: 理想运算放大器的频带范围是:（）。 A: 0~∞ B: 0~100 C: 0~1000 D: 0~10000 正确答案: (多选题)11: 开关电容滤波器包含：（）。 A: MOS开关 B: MOS运放 C: 电容 D: 电阻 正确答案: (多选题)12: 在电路分析与设计中，所采用的归一化方法主要是对（）同时归一化。A: 电压 B: 电流 C: 频率 D: 阻抗 正确答案: (多选题)13: 拉普拉斯变换法求解时域解的全过程是:（）。 A: 将一给定的时域方程对应到复变量域的代数方程 B: 求s域解
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
一．选择题（每题4分） 1. 电力系统的有功功率电源是（B ） A ．调相机 B ．发电机 C ．电容 D ．变压器 2. 电力系统的短路类型中，属于对称短路的是（D ） A ．单相短路； B ．两相短路； C ．两相短路接地； D ．三相短路。 3. 对电力系统并列运行的暂态稳定性而言，最不利的短路故障是（A ） A ．单相接地短路； B ．两相短路； C ．两相接地短路； D ．三相短路。 4. 作为判据0>δ d dP e 主要应用于分析简单系统的（D ） A. 暂态稳定 B. 故障计算 C. 调压计算 D. 静态稳定 5. 两相短路接地故障中，附加阻抗Z △为（D ） A.Z0Σ B.Z2Σ C.Z0Σ+Z2Σ D.Z0Σ∥Z2Σ 6. 电力系统的频率主要决定于（A ） A.有功功率的平衡 B.无功功率的平衡 C.电压质量 D.电流的大小 7. 若AC 两相发生短路，则基准相选择为（B ） A ．A 相 B ．B 相 C ．C 相 D ．A 相和C 相
8. 电压和电流的各序对称分量由Y，d11联接的变压器的星形侧经过三角形侧时，正序系统的相位发生的变化是（A） A．逆时针方向转过300 B．顺时针方向转过300 C．不变 D．不确定 二．简答题（每题5分） 1. 简述电力系统静态稳定的定义，其稳定的标志是什么？ 答：静态稳定是指电力系统在某一运行方式下受到一个小干扰后，系统自动恢复到原始运行的能力。能恢复到原始运行状态，则系统是静态稳定的，否则就是静态不稳定的； 2. 简述电力系统暂态稳定的定义，其稳定的标志是什么？ 答：暂态稳定是指系统受到大干扰后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的稳定运行方式或恢复到原来稳定运行方式的能力。暂态稳定的标志通常指保持第一或第二个振荡周期不失步。 3. 什么是电力系统的短路？短路故障有哪几种类型？哪些是对称短路？哪些是不对称短路？ 答：电力系统的短路是指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。正常运行时，除中性点外，相与相之间或相与地是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，就称电力系统发生了短路故障。 短路故障有四种类型：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。 其中三相短路称为对称短路，其他三种类型的短路都称为不对称短路。 4. 什么是对称分量法？正序、负序、零序各有什么特点？ 答：对称分量法是指三相电路中，任意一组不对称的三相量Fa、Fb、Fc,可以分解为三组三相对称的分量，（1）正序分量（Fa1、Fb1、Fc1）：三相量大小相等，相位互差120，且与系统正常对称运行时的相序相同，正序分量为一平衡三相系统。（2）负序分量（Fa2、Fb2、Fc2）：三相量大小相等，相位互差120，且与系统正常对称运行时的相序相反，负序分量也为一平衡三相系统。（3）零序分量（Fa0、Fb0、Fc0）：三相量大小相等，相位一致。 5. 简述电力系统短路故障的类型，并指出哪些为对称短路，哪些为不对称短路。 答：短路故障有四种类型：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路称为对称短路，其他三种类型的短路都称为不对称短路。
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
电力系统分析下作业 一．选择题 1.电力系统的有功功率电源是（A） A．发电机 B．变压器 C．调相机 D．电容器 2. 电力系统的短路类型中，属于对称短路的是（D）。 A、单相短路； B、两相短路； C、两相短路接地； D、三相短路。 3.对电力系统并列运行的暂态稳定性而言，最不利的短路故障是（A）。 A、三相短路； B、单相接地短路； C、两相短路接地； D、两相短路。 4.我国电力系统的额定电压等级有（D ） A.115、220、500(KV) B.110、230、500(KV) C.115、230、525(KV) D.110、220、500(KV) 5.电力系统的频率主要决定于（A） A.有功功率的平衡 B.无功功率的平衡 C.电压质量 D.电流的大小 6.若ac两相发生短路，则基准相选择为（B ） A.a相 B.b相 C.c相 D.a相和c相 7.输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比，其值要（C） A.大 B.小 C.相等 D.都不是
8.两相短路接地故障中，附加阻抗Z △为（D ） A.Z0Σ B.Z2Σ C.Z0Σ +Z2Σ D.Z0Σ∥Z2Σ 9. 电力系统的暂态稳定性是指电力系统在受到（B ）时的稳定性。 A.小干扰 B.大干扰 C.负荷变化 D.不确定因素 10. 作为判据 0>δ d dP e 主要应用于分析简单系统的（D ） A. 暂态稳定 B. 故障计算 C. 调压计算 D. 静态稳定 二．简答题 1. 写出电力系统的暂态稳定和电力系统的静态稳定的定义？稳定的标志是什 么？ 答：静态稳定是指电力系统在某一运行方式下受到一个小干扰后，系统自动恢复到原始运行的能力。能恢复到原始运行状态，则系统是静态稳定的，否则就是静态不稳定的；暂态稳定是指系统受到大干扰后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的稳定运行方式或恢复到原来稳定运行方式的能力。暂态稳定的标志通常指保持第一或第二个振荡周期不失步。 2. 什么是电力系统的短路？短路故障有哪几种类型？哪些是对称短路？哪些是 不对称短路？ 答：电力系统的短路是指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。正常运行时，除中性点外，相与相之间或相与地是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，就称电力系统发生了短路故障。 短路故障有四种类型：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路称为对称短路，其他三种类型的短路都称为不对称短路。 3. 4. 请简述提高电力系统静态稳定性的措施。
1 同步发电机基本方程为什么要进行派克变换？ 磁链方程式中出现变系数的主要原因： (1) 转子的旋转使定、转子绕组间产生相对运动，致使定、转子绕组间的互感系数发生相应的周期性变化。 (2) 转子在磁路上只是分别对于d 轴和q 轴对称而不是任意对称的，转子的旋转也导致定子各绕组的自感和互感的周期性变化。 ①变换后的电感系数都变为常数，可以假想dd 绕组，qq 绕组是固定在转子上的，相对转子静止。 ②派克变换阵对定子自感矩阵起到了对角化的作用，并消去了其中的角度变量。Ld,Lq,L0 为其特征根。 ③变换后定子和转子间的互感系数不对称，这是由于派克变换的矩阵不是正交矩阵。 ④Ld 为直轴同步电感系数，其值相当于当励磁绕组开路，定子合成磁势产生单纯直轴磁场时，任意一相定子绕组的自感系数。 2、派克变换的物理意义是什么？它将观察者的角度从静止的定子绕组转移到随转子一同旋转的转子上，从而使得定子绕组自、互感，定、转子绕组间互感变成常数，大大简化了同步电机的原始方程。 派克变换：将a 、b 、c 三相静止的绕组通过坐标变换等效为d 轴dd 绕组、q 轴qq 绕组，与转子一同旋转 。 3、试写出同步电机的基本实用化方程。 电势方程：00d d q d q q d q f f f f D D D Q Q Q v ri v ri v r i r i r i ψωψψωψψψψ+-+-+++＝＝-＝＝+＝+ 磁链方程：d d d ad f ad D q q q aq Q f ad d f f ad D D ad d ad f D D Q aq q Q Q x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i ψψψψψ＝-++＝+＝-++＝-++＝+ 4、试说明 d x 、q x 、ad x 和aq x 的名称： d x ：同步电机纵轴同步电抗；q x ：同步电机横轴同步电抗；ad x ：同步电机纵轴电枢反应电抗；和aq x 同步电机横轴电枢反应电抗 5、什么叫短路？所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地之间（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。正常运行时，除中性点外，相与相之间或相与地之间是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，我们就称电力系统发生了短路故障。 6、电力系统简单短路故障共有四种类型：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。其中三相短路又称为对称短路，其它三种类型的短路都称为不对称短路。电力系统的运行经验表明，单相接地短路发生的几率最大，约占70%左右；两相短路较少；三相短路发生的几率最少。三相短路发生的几率虽然少，但后果较严重，所以要给以足够的重视，况且，从短路计算的方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量法以后，都归结为对称短路的计算。因此，对三相短路的研究具有重要的意义。 7、短路的原因①绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所 带来的设备缺陷发展成短路。 ?②恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作， 架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。 ?③人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或 设备检修后未拆除地线就加上电压引起短路。 ?④挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 8、短路的危害(1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长，可使设备过热甚至损坏；由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至损坏。 ? (2)电压大幅度下降，对用户影响很大。 ? (3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定性，造成大面积停电，这是短路最严重的后果。 ? (4)发生不对称短路时，三相不平衡电流会在相邻的通讯线路感应电势，影响通讯。 9、计算短路电流的目的短路电流计算结果是选择电气设备（断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等）的依据；是电力系统继电保护设计和整定的基础；是比较和选择发电厂和电力系统电气主接线图的依据，根据它可以确定限制短路电流的措施。 10、无限大功率电源? 端电压幅值和频率都保持恒定，内阻抗为零。电源内阻抗小于短路回路总阻抗的10%，即可认为是无限大功率电源 11、什么是短路冲击电流？它在什么条件下出现？与短路电流周期分量有什么关系？
选用牛顿-拉佛森方法，利用matlab 软件计算基于PQ 节点情况下的潮流计算。 一．所用公式 1 12222[()()] [()()]() j n i i i ij j ij j i ij j ij j j j n i i i ij j ij j i ij j ij j j i i i i P P e G e B f f G f B e Q Q f G e B f e G f B e U U e f ====? ?=--++?? ?? ?=---+?? ??=-+??? ∑∑ i j ≠
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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、１０００ｋｖ4、标出图1-7电力系统中各元件的额定电压。
答：1T ：１０.５ｋｖ、１２１ｋｖ、２４２ｋｖ 2T ：２２０ｋｖ、１２１ｋｖ、 3T ：１１０ｋｖ、６.６ｋｖ、３８.５ｋｖ 4T ：３５ｋｖ、１１ｋｖ 5T ：１０ｋｖ、４００ｋｖ 6T ：１１０ｋｖ、３８.５ｋｖ 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,2mm 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：2031.5r 0.21(/)150 km s ρ= ==Ω 单位长度的电抗为 单位长度的电纳为 集中参数为 等值电路如图1所示 2、有一回500kV 架空线路，采用型号为LGJQ-4*400的分裂导线，长度为250km 。
电力系统分析下作业 一.选择题(每题4分) 1. 电力系统的有功功率电源就是(A ) A.调相机 B.发电机 C.电容 D.变压器 2、 电力系统的短路类型中,属于对称短路的就是( D)。 A.单相短路; B.两相短路; C.两相短路接地; D.三相短路。 3、 对电力系统并列运行的暂态稳定性而言,最不利的短路故障就是(A )。 A .单相接地短路; B .两相短路; C.两相接地短路; D.三相短路。 4、 作为判据0>δ d dP e 主要应用于分析简单系统的(D ) A 、 暂态稳定 B 、 故障计算 C 、 调压计算 D 、 静态稳定 5、 电力系统的频率主要决定于( A) A 、有功功率的平衡 B 、无功功率的平衡 C 、电压质量 D 、电流的大小 6、 若AC 两相发生短路,则基准相选择为(B ) A .A 相 B .B 相 C .C 相 D .A 相与C 相 7、 电压与电流的各序对称分量由Y,d11联接的变压器的星形侧经过三角形侧时,正序系统的相位发生的变化就是( A)。 A.逆时针方向转过300
B.顺时针方向转过300 C.不变 D.不确定 8、两相短路接地故障中,附加阻抗Z△为(D ) A、Z0Σ B、Z2Σ C、Z0Σ+Z2Σ D、Z0Σ∥Z2Σ 二.简答题(每题5分) 1、简述电力系统静态稳定的定义,其稳定的标志就是什么？ 答:静态稳定就是指电力系统在某一运行方式下受到一个小干扰后,系统自动恢复到原始运行的能力。能恢复到原始运行状态,则系统就是静态稳定的,否则就就是静态不稳定的、 2、简述电力系统暂态稳定的定义,其稳定的标志就是什么？ 答:暂态稳定就是指系统受到大干扰后,各同步发电机保持同步运行并过渡到新的稳定运行方式或恢复到原来稳定运行方式的能力。暂态稳定的标志通常指保持第一或第二个振荡周期不失步。 3、什么就是电力系统的短路？短路故障有哪几种类型？哪些就是对称短路？哪些就是不对称短路？ 答:电力系统的短路就是指一切不正常的相与相之间或相与地之间(对于中性点接地的系统)发生通路的情况。正常运行时,除中性点外,相与相之间或相与地就是绝缘的。如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路,就称电力系统发生了短路故障。短路故障有四种类型:三相短路、两相短路、两相短路接地与单相接地短路。其中三相短路称为对称短路,其她三种类型的短路都称为不对称短路。 4、简述电力系统短路故障的类型,并指出哪些为对称短路,哪些为不对称短路。 答:短路故障有四种类型:三相短路、两相短路、两相短路接地与单相接地短路。其中三相短路称为对称短路,其她三种类型的短路都称为不对称短路。 5、简述采用派克变换的物理意义。 答:采用派克变换,实际从A、B、C坐标系到d、q、o坐标系的转换把观察者的立场从静止的定子转到转子,定子的三相绕组被两个同转子一起旋转的等效dd绕组与qq绕组所代替,变换后,磁链方程的系数变为常数,大大简化了计算。 6、什么就是正序等效定则？其意义何在？ 答:正序等效定则就是指在简单不对称短路的情况下,短路点电流的正序分量与在短路点各相中接入附加电抗而发生三相短路时的电流相等。其意义在于可以将不对称故障转化为对称故障进行分析。 7、什么就是对称分量法？正序、负序、零序各有什么特点？ 答:对称分量法就是指三相电路中,任意一组不对称的三相量Fa、Fb、Fc,可以分
一．选择题 1.电力系统的有功功率电源是（） A．调相机 B．发电机 C．电容 D．变压器 2. 电力系统的短路类型中，属于对称短路的是（）。 A．单相短路； B．两相短路； C．两相短路接地； D．三相短路。 3.对电力系统并列运行的暂态稳定性而言，最不利的短路故障是（）。 A．单相接地短路； B．两相短路； C．两相接地短路； D．三相短路。 4.我国电力系统的额定电压等级有（） A.115、220、500(KV) B.110、230、500(KV) C.115、230、525(KV) D.110、220、500(KV) 5.电力系统的频率主要决定于（） A.有功功率的平衡 B.无功功率的平衡 C.电压质量 D.电流的大小 6.若AC两相发生短路，则基准相选择为（） A．A相 B．B相 C．C相 D．A相和C相 7.电压和电流的各序对称分量由Y，d11联接的变压器的星形侧经过三角形侧时，正序系统的相位发生的变化是（）。 A．逆时针方向转过300 B．顺时针方向转过300 C．不变 D．不确定
8.两相短路接地故障中，附加阻抗Z △为（ ） A.Z0Σ B.Z2Σ C.Z0Σ +Z2Σ D.Z0Σ∥Z2Σ 9. 电力系统的暂态稳定性是指电力系统在受到（ ）时的稳定性。 A.小干扰 B.大干扰 C.负荷变化 D.不确定因素 10. 作为判据 0>δ d dP e 主要应用于分析简单系统的（ ） A. 暂态稳定 B. 故障计算 C. 调压计算 D. 静态稳定 二．简答题 1. 写出电力系统的暂态稳定和电力系统的静态稳定的定义？稳定的标志是什么？ 答： 2. 什么是电力系统的短路？短路故障有哪几种类型？哪些是对称短路？哪些是不对称短路？ 答： 3. 请简述采用派克变换的物理意义。 答： 4. 什么是正序等效定则？其意义何在？ 答： 5. 什么是对称分量法？正序、负序、零序各有什么特点？ 答： 三．计算题 1. 系统接线如题图所示，已知各元件参数如下，试求f 点三相短路时的起始次暂态电流、冲击电流、短路电流最大有效值和短路功率的有名值。 其中，发电机G ：1,16.0,80""===E X MVA S d N ；变压器T ：10%,30==S N V MVA S ； 线路L ：km X km l /45.0,25Ω==。