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课程名称：电力系统分析基础第二章电力系统各元件的特性和数学模型第一节发电机的运行特性和数学模型第二节变压器参数和数学模型第三节电力线路的参数和数学模型教学目的1、掌握发电机、变压器、输电线路及负荷的运行特性和数学模型；2、了解各类模型的适用范围；树立正确的电力系统仿真观点；3、了解建立电力系统模型的方法。
教学内容1、发电机组的运行特性和数学模型；2、变压器的参数和数学模型；3、电力线路的参数和数学模型；4、负荷特性及数学模型；5、建立电力网络的数学模型。
第一节发电机的运行特性和数学模型一. 发电机稳态运行时的功角特性二. 隐极发电机的运行限额和数学模型三、凸极式发电机的运行限额和数学模型一. 发电机稳态运行时的功角特性同步电机稳态运行时的相量图和功角特性在电机课程中有详细介绍，这里仅作简单回顾1．隐极机的相量图及功角特性二. 隐极发电机的运行限额和数学模型发电机组的运行受以下条件约束：a.定子绕组温升约束b.励磁绕组温升约束c.原动机功率约束d.其他约束发电机运行的其他约束条件a.定子绕组温升约束：定子绕组温升取决于定子绕组电流，即取决于发电机的视在功率。
当发电机在额定状态运行时，这一约束条件体现为其运行点不得越出以点为圆心，以为半径所作的圆弧。
b.励磁绕组温升约束：励磁绕组温升取决于励磁电流，也就是取决于发电机的空载电势。
这一约束条件体现为发电机的空载电势不得大于其额定值，也就是其运行点不得越出以为圆心、以为半径的圆弧。
c.原动机功率约束：原动机的额定功率往往等于与它配套的发电机的额定有功功率，这一约束体现为经点所作与横轴平行的直线。
d.其他约束：进相运行时，定子端部温升，故要限制进相运行幅度。
O OB S qN E 'O 'O B F B BC2.发电机的数学模型在稳态情况下，发电机就是一个电源，其数学模型是：P+jQ三、凸极机的运行限额和数学模型对于凸极发电机，其运行极限的确定较隐极机复杂，这里不再详细描述①对图2-7，首先要证明投影PN 、QN 就是根据算出的有功与无功 ②注意励磁约束*I U S =变压器参数和数学模型第二节变压器参数和数学模型 双绕组变压器参数和数学模型三绕组变压器的参数和数学模型自耦变压器的参数和数学模型2、计算电抗2、计算电抗式中：Ω%k U N S N U ———变压器高低压绕组的总电抗（）———变压器的短路电压百分值、的代表意义同计算电阻公式。
电力系统中的电力负荷特性建模与预测概述随着电力系统的不断发展和扩张，合理而准确地建模和预测电力负荷特性对电力系统的运行和规划具有重要意义。
本文将探讨电力负荷特性的建模与预测方法，以及这些方法的应用场景和挑战。
一、电力负荷特性的建模方法1.1 统计模型统计模型是最常用的电力负荷特性建模方法之一。
其中，回归分析是应用最广泛的统计模型之一。
通过回归分析，可以分析与电力负荷相关的各种因素，并通过建立数学模型来预测未来的负荷。
1.2 人工神经网络模型人工神经网络模型模拟人类神经系统的结构和功能，能够对非线性和复杂的电力负荷特性进行建模和预测。
这种方法具有灵活性和适应性强的特点，但其训练时间和计算成本较高。
1.3 物理模型物理模型是基于电力系统的物理原理建立的模型。
通过考虑电力系统中的各种元件和特性，物理模型能够准确地描述电力负荷的行为和特性。
然而，由于电力系统的复杂性，物理模型的建立和求解过程较为困难。
二、电力负荷特性的预测方法2.1 基于时间序列的预测方法基于时间序列的预测方法是一种常用的电力负荷预测方法。
通过分析历史负荷数据，找出其规律和趋势，并将其应用于未来的负荷预测。
这种方法不需要考虑负荷的具体原因和机制，适用于简单和稳定的负荷场景。
2.2 基于统计模型的预测方法基于统计模型的预测方法是使用已知的统计模型对未来的电力负荷进行预测。
通过对历史数据进行分析和建模，可以得到负荷与各种因素之间的关系，并预测未来负荷的变化趋势。
2.3 基于机器学习的预测方法基于机器学习的预测方法通过对历史数据的学习和模式识别，构建具有预测能力的模型。
这种方法可以适应负荷特性的动态变化，并能够处理大规模和高维度的负荷数据。
三、电力负荷特性建模与预测的应用场景3.1 电力系统规划电力负荷特性的准确建模和预测对电力系统的规划具有重要意义。
通过了解未来的负荷变化趋势和特点，可以合理规划电力系统的容量和配置，以确保供电的可靠性和经济性。
2电力系统元件的运行特性和数学模型2－1隐极式发电机的运行限额和数学模型1. 发电机的运行额限发电机的运行总受一定条件，如绕组温升、励磁绕组温升、原动机功率等的约束。
这些约束条件决定了发电机组发出的有功、无功功率有一定的限额。
（1）定子绕组温升约束。
定子绕组温升取决于定子绕组电流，也就是取决于发电机的视在功率。
当发电机在额定电压下运行时，这一约束条件就体现为其运行点不得越出以O为圆心，以BO为半径所作的圆弧S。
（2）励磁绕组温升约束。
励磁绕组温升取决于励磁绕组电流，也就是取决于发电机的空载电势。
这一约束条件体现为发电机的空载电势不得大于其额定值E Qn,也就是其运行点不得越出以O’为圆心、O’B为半径所作的圆弧F。
（3）原动机功率约束。
原动机的额定功率往往就等于它所配套的发电机的额定有功功率。
因此，这一约束条件就体现为经B点所作与横轴平行的直线的直线BC。
（4） 其它约束。
其它约束出现在发电机以超前功率因数运行的场合。
它们有定子端部温升、并列运行稳定性等的约束。
其中，定子端部温升的约束往往最为苛刻，从而这一约束条件通常都需要通过试验确定，并在发电机的运行规X 中给出，图2－5中虚线T 只是一种示意，它通常在发电机运行规X 书中规定。
归纳以上分析可见，隐极式发电机的运行极限就体现为图2－5中曲线OA 、AB 、BC 和虚线T 所包围的面积。
发电机的电抗和等值电路：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变压器做短路实验和空载实验测得短路损耗、短路电压、空载损耗、空载电流可以用来求变压器参数。
1．电阻由于短路试验时，一次侧外加的电压是很低的，只是在变压器漏阻抗上的压降，所以铁芯中的主磁通也十分小，完全可以忽略励磁电流，铁芯中的损耗也可以忽略，由于变压器短路损耗k P 近似等于额定电流流过变压器时高低压绕组中的总铜耗，即k P Cu P ≈而铜耗与电阻之间有如下关系T N N T N N T N Cu R U S R U S R I P 2222333=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==可得 k P T NN R U S 22≈ 式中，U N 、S N 以V 、VA 为单位，P k 以W 为单位。
