最新华北电力大学电力系统分析
- 格式：doc
- 大小：17.00 KB
- 文档页数：3
下载文档原格式
合集下载
华北电力大学电力系统稳定性分析第一章 概述
一．电力系统稳定性的基本分类 计算电力系统暂态稳定问题的数值方 法有两类，一类是显示方法，另一类是 隐示方法。显示方法的计算精度较高， 但算法的数值稳定性较差；隐示方法的 算法数值稳定性较强，但算法的计算精 度较低。因此在分析短时间的暂态过程 （小于十秒）时一般使用显示方法，分 析较长时间的过程时一般使用隐示方法。
二．电力系统稳定研究中常用数学模型
本章主要介绍国内外使用较广 泛的电力系统分析计算所用的一些 数学模型，包括同步电机，励磁机 及其调节系统，原动机及其调节系 统，负荷以及输配电网络等元件的 模型。在不同的动态分析中，所用 的数学模型也有差别，特别是负荷 模型。
二．电力系统稳定研究中常用数学模型
一、同步发电机的数学模型 同步发电机根据模拟的详尽程度应用 以下几种模型。 模型Ⅰ：按派克模型导出的精细模型， 六绕组（定子两绕组，转子四绕组）或 五绕组，考虑转子励磁绕组及阻尼绕组 的暂态过程。六或五阶。
• 同步运行问题: 由于电力系统使用同步发电机发电，因 此系统正常运行的必要条件是系统所有 同步电机的转速要一致，要保持“同 步”。当某台电机不同步时，即出现了 稳定问题：功角稳定问题。
一．电力系统稳定性的基本分类
• 电压稳定问题: 一台同步发电机通过输电线向一台感 应电动机供电的系统，随着负荷的增加， 会出现负荷侧电压崩溃使系统不稳定， 这里的不稳定是电压稳定问题，因此时 系统只有一台同步电机，保持同步不是 问题。
大扰动电压稳定性的判据是：在给 定的扰动及随后的系统控制作用下，系 统所有节点的稳态电压都在可接受的水 平。
一．电力系统稳定性的基本分类
2．小扰动电压稳定性 小扰动电压稳定性是电力系统受到小 扰动后系统控制电压的能力。这种能力 由负荷特性、各种连续控制和给定瞬间 的离散控制的作用所决定。 小扰动电压稳定性的判据是：在给定 的条件下，系统任一节点的电压幅值随 该节点的注入无功功率的增加而增加。
华北电力大学电力系统故障分析第二章习题题目
第二章习题[习题2-1]已知同步电机的参数为： 1.0d x =，0.6q x =，'0.3d x =，cos 0.85ϕ=。
试求在额定满载运行时的q E 和'q E 。
[习题2-2]一台凸极同步发电机的参数为： 1.0d x =，'0.35d x =，"0.2d x =，0.6q x =，q轴无阻尼绕组，短路前是在对称稳态运行，空载电势 1.530a E =∠ ，定子电流0.530a I=∠- 。
试计算： （1） 发电机端电压a U； （2） 机端突然三相短路时的次暂态电流I ''；（3） 三相短路后的稳态电流I ∞。
[习题2-3]试根据对应派克—戈列夫方程的两相直流电机的物理模型，说明为什么三相空载电势a e 、b e 、c e 转换到dq0系统后，0q E E =（正弦电势幅值），而00d e =？[习题2-4]一台具有阻尼绕组的同步发电机，已知短路前空载， 1.2E =，0δ=（δ为端电压落后空载电势的相角），当在机端发生突然三相短路时，求00γ= 时的a 相电流变化规律和 a 相电流的最大瞬时值。
电机参数如下： 1.2d x =，0.7q x =， 1.2FF x =， 1.2DD x =，0.8QQ x =， 1.0ad x =，0.5aq x =，0.005r =，0.001F r =，0.03D r =，0.05Q r =。
[习题2-5]一台同步发电机经电抗接到无限大电源，发电机参数给定为： 1.5d x =，"0.15d x =， 1.1q x =，空载电势 1.6q E =。
外电抗0.5x =，正常运行时无限大功率电源电压为 1.00U =∠，发电机电势与无限大电源电压的相位差为60，以上所有数据均为统一基准值下的表幺值。
试求：（1） 正常运行时，定子电流d I 和q 轴次暂态电势''q E ；（2） 当发电机机端发生三相突然短路时，发电机提供的次暂态电流''d I 。
华北电力大学任建文电力系统分析基础
分裂导线——每相分成若干根，相互之间保持一 定距离400-500mm,防电晕，减小了电抗，电容增大
第二节 电力线路的结构
二.杆塔 结构
作用分
木塔——已不用 钢筋混凝土塔—单杆、型杆 铁塔—用于跨越，超高压输电、耐张、转角、
换位。独根钢管—城市供电
直线杆塔—线路走向直线处，只承受导线自重 耐张杆塔—承受对导线的拉紧力 转向杆塔—用于线路转弯处 换位杆塔—减少三相参数的不平衡 终端杆塔—只承受一侧的耐张力，导线首末端 跨越杆塔—跨越宽度大时，塔高：100—200米
第二节 电力线路的结构
结构
多股线绞合—J 扩径导线—K
排列：1、6、12、18 普通型：LGJ 铝/钢 比5.6—6.0 加强型：LGJJ 铝/钢 比4.3—4.4 轻 型：LGJQ 铝/钢 比8.0—8.1 LGJ-400/50—数字表示截面积
扩大直径，不增加截面积LGJK300相当于LGJQ-400 和普通钢芯相区别，支撑层6股
电力工程系
Department of Electrical Engineering
电力系统分析基础 Power System Analysis Basis
（二）
任建文
North China Electric Power University
第二章 电力网参数及等值电路
本章主要内容：
1. 输电方式——交流、直流、特·高压、灵活交流
FACTS装置：指FACTS家族中具体的成员，指用于提 供一个或多个控制交流输电系统参数的电力电子系 统或其他静止设备
提高交流输电传输功率的方法（FACTS）静止同步补偿器
Static Synchronous Compensator
系统
华北电力大学电力系统分析2-05
③实部和虚部的迭代合用同一个实数信息矩阵 （BTDB），既节约内存，又节约矩阵分解计算 时间。
二、算法特点
④只能处理支路潮流测量量，而不能处理其他 形式的测量量，如节点注入功率。在实际系 统中，如果排除掉支路潮流以外的其他测量 量后，系统可观测性被破坏，则本方法不能 使用。而且，因不能充分利用全部测量量而 降低了状态估计结果的可信度。
* *
* * U j y jj U j
*
2 j ) / Z ij U i
y ii
U j (U j U i ) / Z ij U 2 y jj j
*
*
一、数学模型
变压器支路：U i
i
S ij
K Z ij
j
S ji
Uj
1 1 yii 1 K KZ ij
变压器j侧：S ji U j (U j U i ) /( K Z ij ) U 2 (K 1) /( K Z ij ) j
U M ,ij U i U j
*
*
*
*
KZ ij
*
S M , ji U j ( K 1)
*
U
一、数学模型
统一表示成矩阵形式：
状态向量——节点复电压 U
目标函数变为
J (U ) [ S M S c (U )]T R 1 [ S M S c (U )]*
一、数学模型
线路支路：
Ui
i
S ij
Z ij
j
S ji
Uj
yii
y jj
* U j U Ui S ij yiiU i i Z ij
华北电力大学电力系统分析3-05
一、概述
2．预想事故自动选择的步骤
① 规定一个行为指标PI，用以表征事故对系统危 害的严重程度。 ② 计算各事故的行为指标PI，然后按其PI值的大 小依次排队形成一个事故一览表。
③ 按事故一览表顺序，依次对事故进行较准确的 AC潮流计算。
④ 按给定的终止判据，决定是否进行下一个事故 （开断）计算。从而完成了事故分类的过程， 也同时完成了准确的AC潮流安全分析。
为无功功率越限（上、下限）的节点集合。
一、概述
4．终止判据
① 只分析事故表中的前面N个事故：
这种计算时间短，但对 N 个以后的开断情况，若 也有可能会引起违限，就不能再对它们作详尽的 分析了。
② “以 M 个相继开断事故中没有出现违限情况” 作为终止判据：
这种方法可以降低出现遗漏严重情况的可能性， 但增加了预想事故分析所需的时间。
二、ACS算法
分布系数法
首先，求出支路开断分布系数，它们反映支路开断 后导致网络各支路功率变化的情况。 然后，求出支路开断后各支路的功率增量，从而求 出开断预想事故后各支路的功率。
一、概述
3．行为指标PI
③ 电压―无功功率行为指标：
用来衡量电压与无功功率违限程度
PI vq wvi
U i U ilim U
lim i
wqi
Qi Qilim Qilim
式中：wqi 为节点 i 的无功功率权因子；
Qi 为节点 i 的无功注入；
Qilim 为节点 i 的无功注入限值；
一、概述
5．ACS算法的实用性
① 从计算时间的得失效果上来看，采用 ACS 算 法后应当是有利的。
华北电力大学(保定)电力系统分析习题
一、填空题1、输电线路的网络参数是指( )、( )、( )、( )。
2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的( )之差。
“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定电压的( )之差。
3、由无限大电源供电的系统，发生三相短路时，其短路电流包含( )分量和( )分量，短路电流的最大瞬时值又叫( )，它出现在短路后约( )个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为( )秒左右。
4、标么值是指( )和( )的比值。
5、所谓“短路”是指( )，在三相系统中短路的基本形式有( )、( )、( )、( )。
6、电力系统中的有功功率电源是( )，无功功率电源是( )、( )、( )、( )。
7、电力系统的中性点接地方式有( )、( )、( )。
8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为( )接线和( )接线。
9、架空线路是由( )、( )、( )、( )、( )构成。
10、电力系统的调压措施有( )、( )、( )、( )。
11、某变压器铭牌上标示电压为220±2×2.5%，它共有( )个分接头，各分接头电压分别为( )、( )、( )、( )、( )。
二、思考题1、电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？2、电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？3、电力系统运行的特点和要求是什么？4、电网互连的优缺点是什么？5、我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？6、电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？7、导线型号LGJ-300/40中各字母和数字代表什么？8、什么是电晕现象，它和输电线路的哪个参数有关？9、我国中性点接地方式有几种？为什么110KV以上电网采用中性点直接接地？110KV以下电网采用中性点不接地方式？10、架空输电线路为什么要进行换位？11、中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，各相对地电压有什么变化？单相接地电流的性质如何？怎样计算？12、电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？13、发电机电抗百分值X G%的含义是什么?14、按结构区分，电力线路主要有哪几类？15、架空线路主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？16、电力系统采用分裂导线有何作用？简要解释基本原理。
华北电力大学电力系统分析期末试卷1
一、简答题（一、简答题（1515分）1、 电网互联的优缺点是什么？电网互联的优缺点是什么？2、 影响系统电压的因素有哪些？影响系统电压的因素有哪些？3、 在复杂电力系统潮流的计算机算法中，节点被分为几种类型，已知数和未知数各是什么？已知数和未知数各是什么？4、 电力系统的调压措施和调压方式有哪些？电力系统的调压措施和调压方式有哪些？5、 什么是短路冲击电流？产生冲击电流最恶劣的条件有哪些？冲击电流？产生冲击电流最恶劣的条件有哪些？ 二、二、11、（、（55分）标出图中发电机和变压器两侧的额定电压（图中所注电压是线路的额定电压等级）标出图中发电机和变压器两侧的额定电压（图中所注电压是线路的额定电压等级）2、（、（55分）系统接线如图所示系统接线如图所示, , , 当当 f 1 、f 2点分别发生不对称接地短路故障时点分别发生不对称接地短路故障时, , , 试作出相应试作出相应的零序等值电路。
的零序等值电路。
((略去各元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳略去各元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳))三、（三、（1515分）额定电压为110KV 的辐射型电力网，参数如图所示，求功率分布和各母线电压（注：必须考虑功率损耗，不计电压降落的横分量）。
必须考虑功率损耗，不计电压降落的横分量）。
四、（15分）在如图所示的两机系统中，负荷为700MW 时，频率为50Hz 50Hz，若切除，若切除100MW 负荷后，系统的频率和发电机的出力各为多少？统的频率和发电机的出力各为多少？P G N M =500MW W σ%=4 P G N M =450MW W σ%=5 负荷的单位调节功率K L*=1.5 P L M =700MW W500M W200M WAB13 8 97f22105 6f 14 10KV220KV110KV10KV35KVZ 1=5+j20ΩZ 2=5+j15ΩA BCj8MV A10~+=C S U A =115KV KVj30MV A40~+=B S五、（五、（1515分）设由电站1向用户2供电线路如图，为了使用户2能维持额定电压运行，问在用户处应装电容器的容量是多少？（忽略电压降落的横分量影响）应装电容器的容量是多少？（忽略电压降落的横分量影响）六、（15分）如图所示的简单系统，当f 点发生BC 相接地短路时，求相接地短路时，求: : : （注：图中参数为归算到（注：图中参数为归算到统一基准值下的标么值S B =100MV A ，U B =U av ） (1) 故障点A 相各序电流和电压的有名值、相各序电流和电压的有名值、A A 相各序电流向量图。
华北电力大学电力系统分析2-07
ri Σ r ,ii
标准化残差方程：rN D 1 r D 1Wv W N v 标准化残差灵敏度矩阵：WN D 1W
T T 标准化残差的协方差矩阵：E[rN rN ] W N ( Err T )W N
D 1W (WR)W T D 1 D 1 (WR) D 1
协方差矩阵的对角元素全为1。
一、不良数据的检测
常用的不良数据检测方法有三种：
ˆ 1. J ( x ) 检测法
2. 加权残差检测法
3. 标准化残差检测法
一、不良数据的检测
ˆ 1. J ( x ) 检测法
(1) 假定电力系统没有不良数据
T T T T ˆ 目标函数为 J z ( x) rwz rwz v wzWW WW v wz v wzWW v wz
概述
1．不良数据检测和辨识的必要性
电力系统中测量系统的标准误差 大约为正常测量 范围的 0.5~2% 。 正常测量条件下，误差超过 3 的测量值出现的概 率仅 0.27% 。因此，误差超过 3 的测量值就可以 认为是不良数据。 但实用上，一般不良数据的界限往往大于 (6~7) 以上。显然，这种数值一定是工作不正常时的值， 即不良数据。 当电力系统出现不良数据时，需要通过检测与辨识 的方法处理，以满足状态估计对测量数据的要求。
(i=1,2,…,m)
一、不良数据的检测
3. 标准化残差检测法
T 标准化残差的协方差矩阵：E[rN rN ] D 1 (WR) D 1
协方差矩阵的对角元素全为1。 故有
2 ErN ,i 1
(i 1,2, L , m) (i 1,2, L , m)
当取 pe = 0.005，得到第 i 个标准化残差的检验阈值为
标准化残差方程：rN D 1 r D 1Wv W N v 标准化残差灵敏度矩阵：WN D 1W
T T 标准化残差的协方差矩阵：E[rN rN ] W N ( Err T )W N
D 1W (WR)W T D 1 D 1 (WR) D 1
协方差矩阵的对角元素全为1。
一、不良数据的检测
常用的不良数据检测方法有三种：
ˆ 1. J ( x ) 检测法
2. 加权残差检测法
3. 标准化残差检测法
一、不良数据的检测
ˆ 1. J ( x ) 检测法
(1) 假定电力系统没有不良数据
T T T T ˆ 目标函数为 J z ( x) rwz rwz v wzWW WW v wz v wzWW v wz
概述
1．不良数据检测和辨识的必要性
电力系统中测量系统的标准误差 大约为正常测量 范围的 0.5~2% 。 正常测量条件下，误差超过 3 的测量值出现的概 率仅 0.27% 。因此，误差超过 3 的测量值就可以 认为是不良数据。 但实用上，一般不良数据的界限往往大于 (6~7) 以上。显然，这种数值一定是工作不正常时的值， 即不良数据。 当电力系统出现不良数据时，需要通过检测与辨识 的方法处理，以满足状态估计对测量数据的要求。
(i=1,2,…,m)
一、不良数据的检测
3. 标准化残差检测法
T 标准化残差的协方差矩阵：E[rN rN ] D 1 (WR) D 1
协方差矩阵的对角元素全为1。 故有
2 ErN ,i 1
(i 1,2, L , m) (i 1,2, L , m)
当取 pe = 0.005，得到第 i 个标准化残差的检验阈值为
华北电力大学-RJW-电力系统分析基础(第4章)
自然分布、串联电容、串联电抗、附加串联加压器 4. 潮流调整： TCSC、STATCOM、 UPFC、 FACTS
第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法
本章主要内容：
1. 建立数学模型：节点电压方程、导纳矩阵的形成与修改 2. 功率方程、节点分类及约束条件
3. 迭代法计算潮流
功率方程的非线性性质 高斯—塞德尔法 用于潮流计算———速度慢、易于收敛
E2
.
.
.
.
.
.
.
E1
.
Z13
Z23
I 2 = U 2 y 2 0 ( U 2 U 1 )y 2 1 ( U 2 U 3 )y 2 3 0 = U 3 y 3 0 ( U 3 U 1 )y 3 1 ( U 3 U 2 )y 3 2
. . . . .
.
.
.
.
.
.
第一节 力网的数学模型
i j
- yij
•导纳矩阵的阶数不变
• Yii = Yjj = yij ' - yij • Yij = Yji = yij - yij '
i j
-yij
yij '
第一节 电力网的数学模型
5) 修改一条支路的变压器变比值（ k*改变为k* '）
yT / k*
i
j
yT(k*-1) / k*
• Yii = 0
( 2) x2 = 0.7737
解：（1）将方程组 ( 3)
（2）设初值 x ( 0) = x ( 0) = 0；代入上述迭代公式 1 2
第三节 高斯—塞德尔迭代法潮流计算 二、高斯-塞德尔迭代法原理及求解步骤
• 设有非线性方程组 的一般形式：
华北电力大学电力系统分析习题集及答案
电力系统分析习题集华北电力大学前言本书是在高等学校教材《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。
电力系统课程是各高等院校、电气工程专业的必修专业课，学好这门课程非常重要，但有很大的难度。
根据国家教委关于国家重点教材的编写要求，为更好地满足目前的教学需要，为培养出大量高质量的电力事业的建设人材，我们编写了这本《电力系统分析习题集》。
力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌握电力系统的运行情况，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。
全书内容共分十五章，第一至第六章是《电力系统稳态分析》的习题，第七至第十四章是《电力系统暂态分析》的习题，第十五章是研究生入学考试试题。
本书适用于高等院校的师生、广大电力工程技术人员使用，同时也可作为报考研究生的学习资料。
由于编写的时间短，内容较多，书中难免有缺点、错误，诚恳地希望读者提出批评指正。
目录第一部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念第二章电力系统的元件参数及等值电路第三章简单电力系统的计算和分析第四章电力系统潮流的计算机算法第五章电力系统的有功功率和频率调整第六章电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录第一部分电力系统稳态分析电力系统稳态分析，研究的内容分为两类，一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。
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？电力系统为什么要采用高压输电？1-2 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？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、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
华北电力大学电力系
统分析
课程编号：811 课程名称：电力系统分析基础
一、考试的总体要求
掌握电力系统的基本概念和特点，掌握电力系统各元件的参数和数学模型，掌握电力系统潮流计算的基本原理，掌握电力系统有功和无功优化运行及其调整方法，掌握短路电流计算的基本方法。
二、考试的内容
1. 电力系统的基本概念：电力系统的基本概念及系统运行的基本要求；电力系统中性点运行方式；电力系统主要的电压等级与我国电力系统的发展情况。
2. 电力系统各元件特性和数学模型：发电机组的运行特性与数学模型；输电线路、变压器、负荷的数学模型及参数计算；标幺值计算原理，理想变压器数学模型及多电压级电力网络等效电路的形成。
3. 简单电力网络的计算和分析：基于有名值与标幺值的简单电力网络（环型网、辐射型网）的潮流计算方法；有功、无功的基本电力网络潮流控制方法。
4. 复杂电力系统潮流的计算机算法：节点电压方程和电力网络方程的建立；节点导纳矩阵的形成和修改方法；功率方程及变量、节点的分类；牛顿-拉夫逊迭代法潮流计算的基本原理、数学模型和计算步骤；P-Q分解法潮流计算原理和计算步骤。
5. 电力系统的有功功率和频率调整：电力系统各种有功功率电源及各种有功备用；有功功率的平衡与最优分配方法；电力系统频
率调整的概念，自动调速系统工作原理，发电机和负荷的功频特性及其调速特性，频率的一次调整、二次调整和调频厂的选择，负荷频率控制的基本原理；联合系统调频计算。
6．电力系统的无功功率和电压调整：电力系统中无功功率的平衡和无功电源特点；电力系统中无功功率的最优分布；电力系统中枢点电压管理方式；借发电机、变压器、补偿设备调压和组合调压的原理及特点。
7．电力系统三相短路的分析与计算：电力系统故障的基本概念与危害；各种短路故障的成因；无限大功率电源供电的系统三相短路电流分析；电力系统三相短路电流的实用计算；短路电流交流分量的初始值及任意时刻值的确定方法。
8．电力系统不对称故障的分析与计算：对称分量法的原理及其在不对称故障分析中的应用；电力系统元件的序参数和等效电路；零序网络的构成方法；各种不对称短路时故障处的短路电流和电压的计算；非故障处电流、电压的计算；正序等效定则。
三、考试的题型
判断题、选择题、简答题、计算题。