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电力系统分析基础讲义1-3章

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电力系统分析教案

电力系统分析教案

第一章：电力系统基本概念1.1 电力系统简介电力系统的定义电力系统的基本组成部分电力系统的主要设备及其功能1.2 电力系统的分类交变电力系统与直流电力系统同步电力系统与异步电力系统高压电力系统与低压电力系统1.3 电力系统的运行方式电力系统的正常运行方式电力系统的不正常运行方式电力系统的稳定性和可靠性第二章：电力系统参数与电路模型2.1 电力系统参数电压、电流、功率和能量阻抗、电抗和容抗电力系统的等效电路2.2 电力系统的电路模型单相电路模型三相电路模型2.3 电力系统的相量图相量图的表示方法相量图的应用相量图的绘制与分析第三章：电力系统的稳定性与控制3.1 电力系统的稳定性电力系统稳定性的定义电力系统稳定性的判据电力系统稳定性的分析方法3.2 电力系统的控制电力系统控制的目标电力系统控制的方法电力系统控制的设备及其作用3.3 电力系统的保护与故障处理电力系统保护的作用与分类电力系统保护的方法与设备电力系统故障的类型与处理方法第四章：电力系统的优化与经济运行4.1 电力系统的优化电力系统优化的定义与目标电力系统优化的方法与算法电力系统优化的应用领域4.2 电力系统的经济运行电力系统经济运行的定义与目标电力系统经济运行的优化方法与算法电力系统经济运行的应用领域4.3 电力系统的节能与环保电力系统的节能措施与效果电力系统的环保措施与要求电力系统的可持续发展第五章：电力系统的负荷与短路分析5.1 电力系统的负荷电力系统负荷的分类与特性电力系统负荷的预测与计算电力系统负荷的分配与控制5.2 电力系统的短路分析短路故障的类型与特点短路分析的方法与步骤短路电流的计算与分析5.3 电力系统的保护与故障处理电力系统保护的作用与分类电力系统保护的方法与设备电力系统故障的类型与处理方法第六章：电力系统的传输与分配6.1 电力系统的传输输电线路的类型与特性输电线路的传输能力与损耗输电线路的优化设计与运行6.2 电力系统的分配配电线路的类型与特性配电线路的分配原则与方法配电线路的优化运行与维护6.3 电力系统的电压与无功控制电压控制的重要性与方法无功功率的概念与作用无功补偿设备的类型与配置第七章：电力系统的可靠性评估7.1 电力系统可靠性的指标与计算电力系统可靠性的基本指标电力系统可靠性的统计计算方法电力系统可靠性的评估模型7.2 电力系统的可靠性分析电力系统故障的类型与影响电力系统故障的传播与影响分析电力系统可靠性的优化提高措施7.3 电力系统的可靠性管理电力系统可靠性管理的重要性电力系统可靠性管理的方法与流程电力系统可靠性数据的收集与分析第八章：电力市场的运行与管理8.1 电力市场的概念与结构电力市场的定义与特点电力市场的结构与参与者电力市场的运作机制8.2 电力市场的运行与监管电力市场的运行规则与流程电力市场的监管机构与法规电力市场的竞争与公平性8.3 电力市场的交易与合同电力市场的交易类型与方式电力市场的合同管理与风险控制电力市场的信息技术支持第九章：电力系统的未来发展趋势9.1 电力系统的绿色与可持续发展清洁能源的发展与利用电力系统的绿色转型与减排电力系统的可持续发展战略9.2 电力系统的智能化与自动化智能电网的概念与架构电力系统的自动化控制技术电力系统的信息化与数字化转型9.3 电力系统的新技术与创新新能源技术的发展与应用电力系统的储能技术与需求响应电力系统的微电网与分布式能源第十章：电力系统的案例分析与实践10.1 电力系统的案例分析电力系统故障案例的分析与启示电力系统优化运行案例的分析与借鉴电力市场改革案例的分析与评价10.2 电力系统的实践操作电力系统的模拟与仿真电力系统的实验与测试电力系统的现场实习与操作培训10.3 电力系统的项目管理电力项目的基本流程与管理原则电力项目的风险评估与控制电力项目的质量管理与进度控制重点和难点解析一、电力系统的基本概念和分类：理解电力系统的定义、组成部分以及不同分类方式是理解后续内容的基础。

电力系统分析教案

电力系统分析教案

电力系统分析-教案第一章：电力系统基本概念1.1 电力系统的定义1.2 电力系统的基本组成部分1.3 电力系统的分类1.4 电力系统运行的基本要求第二章：电力系统负荷与电压2.1 电力系统负荷的分类2.2 电力系统负荷的特性2.3 电力系统电压的稳定性2.4 电力系统电压的调整第三章：电力系统网络与短路3.1 电力系统网络的拓扑结构3.2 电力系统网络的基本参数3.3 电力系统短路的类型与特性3.4 电力系统短路的计算与分析第四章：电力系统的稳定性与控制4.1 电力系统稳定性的概念4.2 电力系统稳定的判据与分析方法4.3 电力系统稳定的控制与改进4.4 电力系统稳定的实例分析第五章：电力系统的优化与规划5.1 电力系统优化的目标与方法5.2 电力系统的经济性分析5.3 电力系统的可靠性分析5.4 电力系统规划的实例分析第六章：电力系统中的发电厂6.1 发电厂的分类与基本原理6.2 火力发电厂的结构与工作原理6.3 水力发电厂的结构与工作原理6.4 核能发电厂的结构与工作原理第七章：电力系统的输电网络7.1 输电网络的基本结构与参数7.2 输电线路的电气特性与设计7.3 输电线路的运行与管理7.4 输电网络的优化与控制第八章：电力系统的配电系统8.1 配电系统的基本结构与功能8.2 配电设备的选型与配置8.3 配电系统的运行与管理8.4 配电系统的优化与改进第九章：电力系统的自动化与保护9.1 电力系统自动化的意义与内容9.2 电力系统保护的基本原理与设备9.3 电力系统保护的动作原理与配置9.4 电力系统自动化的实例分析第十章：电力市场的运作与规划10.1 电力市场的概念与结构10.2 电力市场的运行机制与规则10.3 电力市场的规划与建设10.4 电力市场的发展趋势与挑战第十一章：电力系统的环境影响与可持续发展11.1 电力系统对环境的影响11.2 环境影响评估与管理11.3 可持续发展的原则与实践11.4 清洁能源与绿色电力系统第十二章：电力系统的安全与职业健康12.1 电力系统安全的重要性12.2 电力系统安全事故的类型与处理12.3 职业健康与安全管理体系12.4 安全文化与安全事故案例分析第十三章：电力系统的应急与故障处理13.1 电力系统应急响应策略13.2 故障检测与定位技术13.3 故障处理与恢复流程13.4 应急演练与案例分析第十四章：电力系统的改革与创新发展14.1 电力系统改革的动因与目标14.2 市场化改革与电力市场建设14.3 电力系统的创新技术与发展趋势14.4 创新案例分析与启示第十五章：电力系统分析的综合案例研究15.1 电力系统分析案例的选择与分析方法15.2 案例研究的基本步骤与技巧15.3 电力系统分析案例的实施与评估15.4 案例研究的应用与教学意义重点和难点解析第一章：电力系统基本概念重点：电力系统的定义、基本组成部分和分类。

电力系统分析第1章讲稿教学内容

电力系统分析第1章讲稿教学内容

电力系统分析第1章讲稿课次一：基本要求：了解各种接线方式的特点，理解对电力系统运行的基本要求，掌握电力系统的基本概念。

教学的重点：架空线路的导线和换位，电力系统的额定电压等级。

第1章电力系统的基本概念1.1 电力系统的组成和特点1.1.1 电力系统的组成一次能源——随自然界演化生产的动力资源二次能源——电能，由一次能源转换而，电力系统：把这些生产、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称为电力系统，它包括从发电、变电、输电、配电直到用电这样一个全过程。

动力系统：电力系统加上发电厂的动力部分。

电力网：电力系统中输送和分配电能的部分，它包括升、降压变压器和各种电压的输电线路。

1.1.2 电力系统运行应满足的基本要求1．电力系统的特点（1）电能的生产与消费具有同时性(2) 电能与国民经济各部门和人民日常生活关系密切（3）电力系统的过渡过程非常短暂2．对电力系统运行的要求（1）保证安全可靠地供电（2）保证良好的电能质量（3）保证电力系统运行的经济性1.2 电力系统的电压等级和规定1.2.1 电力系统的额定电压表1.1电力系统的额定电压（单位：KV）1．电力线路：额定电压和用电设备的额定电压相等，这一电压称为网络的额定电压，2．发电机：额定电压比网络的额定电压高5％。

3．变压器一次侧：与网络额定电压相等，但直接与发电机联接时，其额定电压应等于发电机额定电压。

二次侧：应比网络额定电压高10％，只有内阻抗小于7.5％的小型变压器和供电距离很短的变压器，才比网络额定电压高5%。

例题1.1 电力系统接线图如图1.2所示，图中标明了各级电力线路的额定电压。

试求发电机和变压器绕组的额定电压。

解：发电机G的额定电压为10.5KV。

T低压侧额定电压为10.5KV，高压侧额定电压为242KV；变压器:1T高压侧额定电压为220KV，中压侧额定电压为121KV ，变压器:2低压侧额定电压为38.5KV；T高压侧额定电压为110KV，低压侧额定电压为11KV；变压器:3T高压侧额定电压为35KV，低压侧额定电压为6.6KV；变压器:4T高压侧额定电压为10.5KV，低压侧额定电压为3.15KV。

现代电力系统分析第1~3章 匡洪海

现代电力系统分析第1~3章 匡洪海


现代电力系统稳态分析的基本思路
• 发电机发出的功率注入电力网络，由电力网络输出功率给 负荷
• 电力网络主要由变压器和传输线构成

暂态过程可用微分方程表示： x f (x, ) 0 x ：状态量 系统中的V, θ α: 参数，节点处注入的P,Q(I)
• 网络中的潮流分析（正常情况下）
1） 电力网络模型的特点及类型 • 特点: 线路、变压器在稳态运行条件下是线性（且定常）元
电力网络拓扑分析是电力系统仿真和分析计算的基础，为 在线潮流计算、状态估计、安全分析等提供网络结构数据。
网络拓扑分析可分为两个基本步骤： 第一步是厂站的接线分析，根据厂站开关的状态，通 过搜索，将由闭合开关相连的所有节点放在同一母线上。 第二步是系统网络分析，根据支路（线路变压器） 的连接情况，分析整个系统的节点由投运支路连接成 多少个子系统（电气岛）。
z1.......zb 非0
上面是在网络中无互感时得出的。
在网络中若有互感则就不成立了。
网络支路方程和原始导纳(阻抗)矩阵仅表达支路电 压和支路电路的关系，故仅是支路特性约束的表 现，不涉及支路间的连接关系。
<3> 网络的拓扑约束
KCL , Σi=0(节点，割集)
KVL,
Σu=0(回路)
（I） 图的基本概念（电网络分析内容）
让清洁能源转化为电能，通过特高压电网、智能电网，实现全 国、洲内乃至洲际互联互通。国家电网通过重塑东、西部两大 电网，并在2025年将其融合为一个同步电网，实际上就是在构 建全国能源互联网。
《现代电力系统分析》课程的来源
• 现代电力系统的主要特点是规模庞大，系统网络节点 数量多，系统覆盖地域广；电力网络结构复杂。
《现代电力系统分析》
电力系统分析基础课程教案

电力系统分析基础课程教案

电力系统分析基础课程教案第一章：电力系统概述教学目标：1. 了解电力系统的定义、组成和分类。

2. 掌握电力系统的基本参数和性能指标。

3. 熟悉电力系统的发展历程和未来趋势。

教学内容：1. 电力系统的定义和组成。

2. 电力系统的分类和基本参数。

3. 电力系统的性能指标。

4. 电力系统的发展历程和未来趋势。

教学方法：1. 讲授法：介绍电力系统的定义、组成、分类和性能指标。

2. 讨论法：探讨电力系统的发展历程和未来趋势。

教学资源：1. 教材：电力系统分析基础。

2. 投影仪：用于展示电力系统的图片和图表。

教学活动：1. 引入电力系统的定义和组成，引导学生了解电力系统的基本概念。

2. 通过示例和图表，讲解电力系统的分类和性能指标。

3. 组织学生讨论电力系统的发展历程和未来趋势。

4. 进行课堂小测验，检查学生对电力系统的理解程度。

作业与评估：1. 作业：要求学生编写一篇关于电力系统发展历程和未来趋势的短文。

2. 评估：通过课堂讨论和作业评分，评估学生对电力系统的掌握程度。

第二章：电力系统分析基础教学目标：1. 掌握电力系统分析的基本原理和方法。

2. 熟悉电力系统的状态变量和控制变量。

3. 了解电力系统的稳定性和平衡性分析。

教学内容：1. 电力系统分析的基本原理和方法。

2. 电力系统的状态变量和控制变量。

3. 电力系统的稳定性和平衡性分析。

教学方法：1. 讲授法：介绍电力系统分析的基本原理和方法。

2. 案例分析法：分析电力系统的稳定性和平衡性案例。

教学资源：1. 教材：电力系统分析基础。

2. 投影仪：用于展示电力系统分析的案例和图表。

教学活动：1. 引入电力系统分析的基本原理和方法，引导学生了解电力系统分析的重要性。

2. 通过案例分析，讲解电力系统的状态变量和控制变量。

3. 组织学生进行小组讨论，分析电力系统的稳定性和平衡性。

4. 进行课堂小测验，检查学生对电力系统分析的掌握程度。

作业与评估：1. 作业：要求学生分析一个电力系统的稳定性和平衡性问题，并提出解决方案。

《电力系统分析》第一章 电力系统的基本概念

《电力系统分析》第一章 电力系统的基本概念


例1.1的附图
解：发电机G的额定电压为10.5KV。
变压器T1:低压侧额定电压为10.5KV,高压侧额定电压为242KV；
变压器T2:高压侧额定电压为220KV，中压侧额定电压为121KV ，
低压侧额定电压为38.5KV；
变压器T3:高压侧额定电压为110KV,低压侧额定电压为11KV；
变压器T4:高压侧额定电压为35KV，低压侧额定电压为6.6KV；
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二、电力工业发展概况
1．电力系统的发展简史 2．我国的电力系统发展现状 3．我国的电力工业展望与改革
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电力系统分析
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2.中国电力工业的现状
（1）发电量：1980年以来，平均年增长率9％，现为世 界第二位。
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2.中国电力工业的现状
（2）装机容量：居世界第二位。
• 系统与用电设备的额定电压（表1－3） • 电力网中的电压分布。
• 额定频率：50Hz。
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表 1-3 1000V 以上的额定电压
用电设备额定线电压/kV
系统的额定电压
交流发电机额定线电压/kV
变压器额定线电压/kV
一次绕组
二次绕组
34
3. 变压器 –一次侧：相当于用电设备，其额定电压与 系统（或线路）相同；与发电机直接相连时， 则与发电机相同 –二次侧：相当于电源，其额定电压应比系 统高5%，考虑变压器内部的电压损耗（5%）， 实际应定为比线路高10%。
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例题1.1 电力系统接线图如图1.2所示，图中标明了各级电 力线路的额定电压。试求发电机和变压器绕组的额定电压。
电力系统分析基础课程(ppt 25页)

电力系统分析基础课程(ppt 25页)


方法二：利用环网 求潮流方法。
Xm A
40A
D
400m
C
100m 50A
B
200m
10A
第三章：电力系统的潮流计算
12
习题：
1 两端供电网，各段线路阻抗单位长度相同（
ZL=0.1+j0.4Ω）,试求网络的潮流分布。
UA=115KV
A
a
bc
UB=115KV
B
20m
10m
5m
15m
Sa=20+j15MVA
第三章：电力系统的潮流计算
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3:不计线路的功率损耗，求各段线路的输送功率。 （AB两端电压相等）
Z1＝6+j12Ω
A Z2＝4+j8Ω
Z3＝2+j4Ω
a
b
Z4＝3+j6Ω
B
Sa=30+j15MVA Sb=20+j10MVA
第三章：电力系统的潮流计算
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4（3-2-11）：环网如图所示，供电点F的电压为 220V，A B C各点的负荷分别为40A，100A，60A，功 率因数为1，若线路FA，AB，BC，CF的电阻均为 0.1Ω（不计电抗），试计算A B C各点的电压。
/(1000SN^2)=142.5×220^2/(1000*90^2)=0.85Ω 同理，RT2=1.14Ω RT3=5.48Ω
第二章（续）
21
求变压器的电抗：
Uk（1-3）％=2U ’k（1-3）％ =2×16.45＝32.9 Uk（2-3）％=2U’k（2-3）％ =2×10.75＝21.5 Uk1％=1/2*(Uk（1-3）％+Uk（1-2）％ -Uk（2-3）％)=10.245
电力系统分析复习讲义1

电力系统分析复习讲义1

v1.0 可编辑可修改第一章 电力系统概述和基本概念1、电力系统及其基本元件2、电力系统由发电机，电力网和负荷组成。

3、电力网由各种电压等级的输配电线路及升降压变压器组成。

4、电压等级和额定电压。

用电设备和电力线路的额定电压相同，并容许电压偏移%5±，即额定电压为%5±N U ，常见的用电设备和电力线路的额定电压为，3，6，10，35，110，220，500)kV 。

5、【简答题】电力系统运行的基本要求 答：(1)保证系统运行的安全可靠性(2)保证良好的电能质量 (3)保证系统运行的经济性 (4)环境保护问题日益受到人们关注 6、【简答题】电能生产的基本特点 答：(1)电能与国民经济关系密切(2)电能不能大量储存(3)电力系统中的暂态过程十分迅速 (4)对电能质量的要求比较严格 相关练习1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D ） A.厂用电负荷 B.发电负荷 C.工业负荷 D.供电负荷2）电力网某条线路的额定电压为Un=110kV ，则这个电压表示的是（C ） A.相电压 B.31相电压 C.线电压 D. 3线电压3）我国电力系统的额定频率为（C ） A. 30Hz B. 40Hz C. 50Hz D. 60Hz 4）以下（D ）不是电力系统运行的基本要求 A. 提高电力系统运行的经济性B. 安全可靠的持续供电C. 保证电能质量D. 电力网各节点电压相等5）对（A ）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故。

A ．一级负荷 B. 二级负荷 C ．三级负荷 D. 以上都不是 6）电力系统由(发电机、电力网、负荷)三部分构成。

7）电力系统的常用额定电压等级有( 10kV 、35kV 、110kV 、220 kV) (至少写出三个)。

8）发电机的额定电压与系统的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压与系统的额定电压的关系为（发电机的额定电压比电力线路的额定电压高5%）。

电力系统分析第三章(1)

电力系统分析第三章(1)


(1) 总损耗和负荷为700MW时，有线性方程组
0.3 + 0.0014 PG1 − λ = 0 0.32 + 0.0008 PG 2 − λ = 0 0.3 + 0.0009 PG 3 − λ = 0 PG1 + PG 2 + PG 3 = 700
其解为：PG1 = 170.9, PG 2 = 274, PG 3 = 255.1, λ = 0.5392 PG2=274MW，已越出其上限值250 MW，故应取PG2=250MW 剩余的损耗和负荷为450MW，再由电厂1和3进行经济分配。 于是有线性方程组 其解为：
若不考虑机组的出力限制，则机组间有功功率的最优分配便可用牛顿 法求解上述非线性方程组获得
PGi min ≤ PGi ≤ PGi max , i = 1, 2,L , g
第一步 输入系统总有功负荷 损耗 总有功负荷和损耗 总有功负荷 损耗、各发电机组出力的上下限和耗量特性中的系数。 第二步 假定所有机组的出力都不超出式中不等式约束条件。 第三步 用牛顿法迭代求解式(3-8)，得出在等煤耗微增率下各机组的有功出力。 第四步 检查各机组的出力是否满足式中不等式约束条件。如果所有机组都满足，则 得出结果，计算停止；否则，继续进行下一步。 第五步 对于不满足不等式约束条件的机组，首先，在式(3-8)中去掉与越限机组对应 的方程式；并按下述规则确定其发电量，“如果超过上限则用其上限代替，低于下 限则用其下限代替，并将其代入等式约束方程（即式(3-8)中最后一个方程式）”； 返回第三步。
拉格朗日函数取极值的必要条件
dFi ( PGi ) =λ dPGi
(i = 1, 2,L , g )
∂L = 0 (i = 1, 2,L , g ) ∂PGi ∂L =0 ∂λ dFi ( PGi ) − λ = 0 (i = 1, 2,L , g ) dPGi g ∑ PGi − P∑ L − Pnl = 0 i =1
电力系统分析基础培训课件.pptx

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(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 线路感应出电动势,影响通讯.
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四、减少短路危害的措施
于中性点接地的系统）发生通路的情况。
南京理工大学
3
一、短路的类型
表1-1
短路种类
各种短路的示意图和代表符号
示意图
代表符号
三相短路 两相短路接地 两相短路 单相短路
f(3) 5％ f(1,1) 20％ f(2) 10％ f(1) 65％
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4
二、短路的主要原因
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。
4 3
B 2
x5
B 2
4
3
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第三节 无限大功率电源供电的三相短路过渡过程分析
• 无限大功率电源：是指端电压幅值和频率都保持恒定的 电源，其内阻抗为零。
一、三相短路的暂态过程
图1-2 简单三相电路短路
南京理工大学
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•短路前电路处于稳态：
e Em sin(t ) i Im 0 sin(t )
一般电力系统中，短路回路的感抗比电阻大得多，
即 L R ，故可近似认为 90。因此，非周期电 流有最大值的条件为：短路前电路空载（Im0=0),并 且短路发生时，电源电势过零（α＝0）。
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。
优质课件精选电力系统分析

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*
2）长线路的等值电路 长线路：长度超过300km的架空线和超过100km的电缆。 精确型 根据双端口网络理论可得：
*
四．电力系统中性点的运行方式
1. 中性点经消弧线圈接地（电抗线圈） 中性点不接地方式 2. 中性点经非线性电阻接地 过补偿（总电流为感性） 欠补偿（总电流为容性）
*
电力线路的阻抗
有色金属导线架空线路的电阻 有色金属导线指铝线、钢芯铝线和铜线 每相单位长度的电阻： 其中： 铝的电阻率为31.5 铜的电阻率为18.8 考虑温度的影响则：
*
一．基本概念
年发电量——指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时（KWh）、兆瓦时（MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。 最大负荷——指规定时间内，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）为单位计。
*
一．基本概念
额定频率——按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为50Hz。 最高电压等级——是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压。
*
按对供电可靠性的要求将负荷分为三级
一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。 二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，人民生活受影响。 三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。
*
二．电力系统的结线方式
包括单回路放射式、干线式和链式网络 优点：简单、经济、运行方便 无备用结线 缺点：供电可靠性差 适用范围：二级负荷 包括双回路放射式、干线式和链式网络 优点：供电可靠性和电压质量高 有备用结线 缺点：不经济 适用范围：电压等级较高或重要的负荷
*
为增加架空线路的性能而采取的措施 目的：减少电晕损耗或线路电抗。 多股线 其安排的规律为：中心一股芯线，由内到外，第一层为6股，第二层为12股，第三层为18股，以此类推 扩径导线 人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。不同之处在于支撑层仅有6股，起支撑作用。 分裂导线 又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间保持一定的距离。但会增加线路电容。

《电力系统分析基础》第1章.pptx

下了基础 • 1882年，爱迪生小型电力系统（pearl street power
station），6台直流发电机，16km，59个用户，电压： 直流110V。 • 1885年，制成变压器，为实现交流输电奠定了基础 • 1890年，英国从Deptford到伦敦11km的10kV线路（ 第一条高压交流电力线路） • 1891年，德国从Lauffen到法兰克福170km的15kV线 路（第一条三相交流输电线路）
静稳
暂稳
课程介绍
2.电力系统分析基础 -------改革后的电力系的平台课程
主要学习电力系统稳态和短路分析知识
电力系统的基本概念—发、输、变、配。
（8学时）
电力网元件参数及等值电路—物理元件的
数学模型
（8学时）
简单电力网稳态分析与计算—功率流动、
手工潮流计算
（8学时）
课程介绍
电力系统潮流的计算机算法 —潮流计算的
，了解新概念，专业领域的成果和分析。
第一章 电力系统的基本概念
1、电力系统的概念和组成 2、对电力系统运行的基本要求 3、电力系统的电压等级 4、电力系统的接线方式和中性点接地 5、电力系统的负荷
§1.1 电力系统的基本概念
一、基本概念
§1.1 电力系统的基本概念
• 电力系统的组成
（1）电力系统：生产、输送、分配与消费电能的系 统。包括：发电机、电力网和用电设备组成。
基本原理、数学模型、求解方法和计算程
序框图 。
（8学时）
有功最优分配及频率控制—如何保证低损
耗、 高回收
（6学时）
无功功率及电压调整—如何使无功合理分布
使功率损耗最小
（6学时）
短路电流分析与计算—三相短路及不对称故

电力系统分析基础(第一章篇)hd

电压
电压是电场中电位差，是推动电荷移 动的能量来源。在电力系统中，电压 是衡量电能质量的重要指标之一。
电流
电流是单位时间内通过导体横截面的 电荷量，是电荷移动的速率。在电力 系统中，电流的大小和方向影响着电 力系统的稳定性和安全性。
功率与负荷
功率
功率是指单位时间内完成的功或转换的能量，表示做功或转换能量的速率。在 电力系统中，功率的大小和变化影响着电力系统的稳定性和经济性。
动态稳定性
研究电力系统在受到大的 扰动后，如严重故障或突 然失去大量负荷，保持或 恢复稳定运行的能力。
暂态稳定性
研究电力系统在严重故障 后，如线路或变压器跳闸， 各发电机保持同步运行的 能力。
保护装置与自动控制装置
继电保护装置
用于快速检测和切除电力系统中 的故障元件，保障系统的安全稳
定运行。
安全自动装置
04
电力系统暂态分析
短路故障分析
01
02
03
短路故障类型
包括单相接地短路、两相 短路、两相接地短路和三 相短路等。
短路电流计算
根据电力系统参数和短路 故障类型，计算短路电流 的大小和波形。
短路影响
分析短路故障对电力系统 稳定运行的影响，如静态稳定性
研究电力系统在稳态运行 时，受到小的扰动后恢复 到原始平衡状态的能力。
包括输电电压、输电电流和输电容量等， 这些参数决定了输电线路的传输能力和损 耗。
输电线路容易受到雷击、冰冻等自然灾害 的影响，需要进行相应的防护和修复。
配电系统
配电系统的工作原理
配电系统负责将电能从输电系统分配到各个负荷 中心，以满足用户的需求。
配电系统的设计原则
在配电系统设计时，需要遵循安全可靠、经济合 理、节能环保等原则，以确保配电系统能够满足 用户的需求并降低运行成本。

电力系统分析基础(第一章)(1)


华北电力
课程介绍
3.电力系统分析基础 -------今年改革后的电力系的平台课程
主要学习电力系统稳态和短路分析知识
电力系统的基本概念—发、输、变、配。
8学时
电力网元件参数及等值电路—物理元件的
数学模型 8学时
简单电力网稳态分析与计算—功率流动、
手工潮流计算 8学时
华北电力
课程介绍
电力系统潮流的计算机算法 —潮流计算的
火 凝汽式—效率低（37~40%）、容量大，坑口电厂 电 厂 热电厂—效率高（67~70%）、容量小，城市区
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第二节 电能变换和电源构成
三、火力发电
可编辑
华北电力电力工程系
Department of Electrical Engineering
电力系统分析基础 Power System Analysis Basis
（一）
任建文
华北电力
课程介绍
1.电力专业类专业课程介绍
----传统上的课程划分，为选课提供参考
电力系统稳态分析—正常的、相对静止的
运行状态
基本原理、数学模型、求解方法和计算程 序框图 。 8学时
有功最优分配及频率控制—如何保证低损
耗、 高回收 6学时
无功功率及电压调整—如何使无功合理分布
使电压损耗最小 6学时
短路电流分析与计算—三相短路及不对称故
障计算
20学时
华北电力
讲课方式
1、侧重基础 2、物理概念与数学模型相结合 3、补充新概念及专业领域研究成果和方向 4、辅助教学手段，录像、模型、图片
华北电力
第一节 电力系统的概念和组成
全国联网势在必行
现在： 7个跨省电网，5个独立省网

电力系统分析(孙宏斌)第一章电力系统概述(第二讲)

第一章电力系统概述(Introduction to Power Systems)（第二讲）（回顾）1问题1、电能是如何传输的？2、电力系统为何用功率作为变量?3、交流电路的功率和复功率如何引入?4、什么是电力系统负荷和负荷曲线?5、典型负荷曲线有哪些？有何用途？2一、电力网有哪些主要设备？除去发电机与负荷究高压输电网，配电网看成负荷一部分。

主要设备：输电线路、变电站设备（变压器、开关、母线等）。

超高压架空电力线路电力变压器带有开关发电机变压器开关输电线路二、电力网络是如何接线的？对保证供电的接线图：两种类型电气接线：电力设备间电气联接关系地理接线：发电厂、变电所间相对地理位置及其联接路径接线方式（与计算机网络类似），综合考虑：供电可靠、电压合格、运行灵活、操作安全、费用经济等因素。

开式闭式地理接线图发电厂变电站开式接线（从放射式(a)(d)闭式接线（环式（单电源）一些实际电力网英国电网东京电网远距离大容量输电为何要采用高电压进行？!10三、电力网为何要采用高电压？ 远距离大容量容量：S=U*I压降：∆损耗：P高电压→高考虑绝缘，压到110-750kV高压线远距离输电，大负荷6-110kV线路电压500低压配电1035110(部分输电)高中压配电220 750输电电压等级(kV)四、为何要确定额定电压?标准化：导致互联困难最佳的技术经济性能电压下进行优化设计、制造和使用。

需要确定的额定电压：线路（即：电网、用电设备）发电机变压器(五、如何确定额定电压?(0.95U N11.1U N1U N1U NU N11次侧1.05U N0.951.05U N2(1.1)U N21次U N1升压变1次侧接线路如何确定额定电压?线路（电网）发电机额定电压升压变压器一次侧二次侧降压变压器一次侧二次侧如何确定额定电压?用电设备（线路、电网)(kV)61035110220330500750六、高压直流输电（变压器三相交流整流装置送电端直流输电的优点？适用于大系统互联运行，无需同频率，本身不存在稳定问题。

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特色：不同地区的能源结构具有一定的差异导致其对应的电力系统具有很强的地 区性特点。
易错点：选项 D 尤其需要注意。 【例题 3】电力系统部分接线如图 1-1 所示，各电压等级的额定电压和功率 输送方向已标明在图中，试求： （1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压； （2）各变压器的额定变比； （3）当变压器 T-1 工作在+5%抽头，T-2，T-4 工作于主抽头，T-3 工作于-2.5% 抽头时，各变压器的实际变比是多少？
2.1 本章知识点串讲 【知识点 1】发电机运行极限图及各种约束
【知识点 2】变压器的电阻，电抗，电导和电纳参数及数学模型
【知识点 3】架空线路的组成及整循环换位的目的 架空线路有导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等组成。 换位的目的：减少三相参数的不平衡 扩径导线：人为地扩大导线直径，但又不增大载流部分截面积的导线。减少 电晕，增大截面积；E 正比于 1/R，场强与半径成反比。 分裂导线：又称复导线，就是将每相导线分成若干根，相互间保持一定距离。 减少电晕和线路电抗，但是也使得线路电容增大。 绝缘子片数与电压等级有关，规程规定如下： 35KV 线路 60KV 线路 110KV 线路 220KV 线路 330KV 线路 500KV 线路
第二章电力系统各元件的特性和数学模型
本章节包括 7 个知识点，包括发电机运行极限图及各种约束，变压器的电阻， 电抗，电导和电纳参数及数学模型，架空线路的组成及整循环换位的目的，电力 线路的电阻、电抗、电导、电纳的求解公式及意义，波阻抗和自然功率的意义， 有功功率日负荷曲线和年负荷曲线的作用，标幺值的归算及等值变压器模型，其 中必须掌握的知识点是 4 个，包括发电机运行极限图及各种约束，电力线路和变 压器的电阻、电抗、电导和电纳参数及数学模型、求解公式和物理意义，标幺值 的归算及等值变压器模型。
总装机容量：系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和。 年发电量：电力系统的年发电量指该系统中所有发电机组全年实际发出电能 的总和。 最大负荷：最大负荷一般指规定时间，如一天、一月或一年内，电力系统总 有功功率负荷的最大值。 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 50HZ， 而日本，韩国，台湾，哥伦比亚等国家的电力系统额定频率为 60Hz。 最高电压等级：同一电力系统中的电力线路往往有几种不同电压等级。所谓 某电力系统的最高电压等级，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）。 注意：目前直流输电的最高电压等级是+_800kv,交流最高是 1000kv。 【知识点 3】电力系统运行的特点 （李书）1、电能不能大量储存；2、过渡过程非常迅速；3、于国民经济各 部门密切相关。 （陈书）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。 必须掌握，每年必考。 【知识点 4】对电力系统运行的基本要求 1、保证可靠地持续供电；2、保证良好的电能质量；3、保证系统运行的经 济性。[李书：努力提高电力系统运行的经济性] 必须掌握，每年必考。 【知识点 5】电能质量的三个方面及允许的电压偏移值和频率偏移值 李书：7 个有关电能质量的国家标准：供电电压偏差、电力系统频率偏差、 公用电网谐波、三相电压不平衡、电压波动和闪变、暂时过电压和瞬态过电压、 公用电压间谐波； 衡量电能质量的主要指标：电压偏差、频率偏差、谐波畸变率、三相不平衡 度及电压波动和闪变(电压的短暂变动)。 陈书:电能质量包含电压质量、频率质量和波形质量。 电压偏移范围±5%，频率偏移范围±（0.2~0.5HZ）。 必须掌握，每年必考。 【知识点 6】考核电力系统运行经济性的指标 煤耗率：是指每生产 1KW·h 电能所消耗的标准煤重，以 g/kw·h 为单位，
点电弧不能自行熄灭，瞬时性故障可能发展成持续性故障。消弧线圈的作用：向 接地点提供感性电流，抵消接地点的容性电流，从而减小接地点电流。（一般为 过补偿）
1.2 本章重难点总结 1.2.1 重难点知识点总结 本章的重点为电力系统运行的特点，电力系统运行的基本要求；难点为电力 系统各元件额定电压的规定及计算。 1.2.2 本章重难点例题讲解 【例题 1】对电力系统运行的基本要求是？ 解析：电力系统运行的基本要求包括四点：1、保证可靠地持续供电。2、保 证良好的电能质量。3、保证系统运行的经济性。4、火力发电厂各种污染物的排 放量因环境保护问题受到严格限制。 易错点：本知识点几乎年年考察，可简单概括为可靠、优质、经济、环保。 多项选择题中注意不要漏选错选，第 4 点环保要求也是对电力系统运行的基本要 求。 【例题 2】下列关于电力系统运行特征中，正确的说法包括(ABCD)。 A、电能不能大量存储 B、输配电各环节不能分割 C、过渡过程比较快 D、电力系统地区特点很强 解析：考查电力系统运行的特点：1、电能与国民经济各个部门之间关系很 密切。2、电能不能大量存储。3 生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整 体不可分割。4、电能生产、输送、消费工况改变十分迅速。5、对电能质量的要 求颇为严格。此知识点几乎每年必考，尤其要注意选项 D，教材中没有明确提到 “电力系统的地区性特点很强”这一特征，但是这的确是电力系统运行的很明显
在复习过程中，首先通过熟悉教材内容记忆各知识点。最后再利用本讲义提 供的例题，从分析、解题、易错点到布置作业，完成相应知识点的灵活运用。
1.1 本章知识点串讲 【知识点 1】电力系统和电力网络及动力系统的基本概念 电力系统是指由发电机、变压器、电力线路、用户等在电气上相互连接所组 成的有机整体。 电力网：由各种电压等级的输、配电线路以及由它们所联系起来的各类变电 所所组成的电力网络。 动力系统：由“电力系统”加上它的“动力部分”。 广义的电力系统：由锅炉、反应堆、汽轮机、水轮机、发电机等生产电能的 设备，变压器、电力线路等变换、输送、分配电能的设备，电动机、电热电炉、 电灯等各种消耗电能的设备，以及测量、保护、控制装置乃至能量管理系统所组 成的统一整体，是一个十分庞大而复杂的研究对象。 【知识点 2】电力系统基本参量的含义（总装机容量和额定频率最重要）
A、500kV B、750kV C、1000kV D、1150kV
3、电力系统总装机容量是指系统中实际安装的发电机组的（A ）
A、额定有功功率总和 B、额定无功功率总和
C、额定视在功率总和 D、额定遮断容量总和
4、电力系统的部分接线如图 1-4 所示，网络的额定电压已在图中标明。试
求：
（1）发电机，电动机及变压器高、中、低压绕组的额定电压；
易错点：会求解电力系统各元件额定电压，理解变压器额定变比和实际变比
的概念。
1.3 本章典型题库
1.3.1 作业
1、一台发电厂升压站从 10kV 升压到 220kV 的变压器的额定变比是：（D）
A、10/220kV
B、10.5/220kV
C、10/242kV
D、10.5/242kV
2、我国目前最高的交流系统电压等级为（C）
而标准煤则是指含热量为 29.13MJ/kg 的煤。 线损率或网损率：是指电力网络中损耗的电能与向电力网络供应电能的百分
比。 【知识点 7】有备用结线和无备用结线的优缺点 无备用接线包括单回路放射式、干线式和链式网络； 有备用接线包括双回路放射式、干线式、链式以及环式和两端供电网络。 无备用接线的主要优点在于简单、经济、运行方便章节，占考试总分的 65%，其中重点章节是第 3 章简单电 力网络的计算和分析、第 4 章复杂电力系统潮流的计算机算法、第 5 章电力系统 的有功功率和频率调整、第 6 章电力系统的无功功率和电压调整，对于该本书的 复习，涉及到的基本知识点比较多，零散杂乱，需要考生好好阅读各章节的文字 性内容，对基本知识点和原理进行记忆，对各章的基本原理会进行简单的推导， 从而有效应对判断题，选择题以及简答题和简单计算题；重点章节有 1~2 个典型 的计算题型，属于每年必考的知识点，对于这部分计算题题型，应该花大力气重 点掌握，熟悉解题套路和解题方法，进行有针对性地强化练习。
（2）当变压器 T-1 高压侧工作于+2.5%抽头，中压侧工作于+5%抽头；T-2
工作于额定抽头；T-3 工作于-2.5%抽头时，各变压器的实际变比。
1.3.2 作业答案 1、答案选择 D，与发电机相连的变压器变比应为UN1(1 + 5%)/UN2(1 + 10%)。 2、答案选择 C，我国目前最高的交流系统电压为 1000kV，即晋东南-南阳荆门特高压交流输电线路。 3、答案选择 A。 4、 （1）发电机额定电压：此电压为发电机专用额定电压，UGN = 13.8KV。 变压器 T-1：kT1 = 121/38.5/13.8KV 变压器 T-2：kT2 = 35/11KV 变压器 T-3：一次侧额定电压等于网络额定电压，二次侧与负荷直接相连， 其额定电压应高于网络额定电压 5%。kT3 = 10/[(1 + 5%) × 0.38]KV = 10/0.4KV 电动机：额定电压为网络额定电压UMN = 0.38KV （2）各变压器的实际变比为
差。 有备用接线中，双回路的放射式、干线式、链式网络优点在于供电可靠性和
电压质量高，缺点是不够经济。 【知识点 8】电力系统各元件额定电压的规定及计算 额定电压：电气设备在此电压下长期工作，效率和寿命最好
必须掌握，学会计算。 【知识点 9】架空线路与各额定电压等级相适应的输送功率和输送距离 李书 P11、陈书 P10 图、表格 【知识点 10】电力系统中性点的运行方式 必须掌握。 直接接地、不接地、经消弧线圈接地、经阻抗接地 中性点直接接地 特点：供电可靠性低（单相接地形成短路回路）；对绝缘水 平要求不高（单相接地时，正常相对地电压不升高）；适用范围：110kv 及以上 系统。 中性点不接地 特点：供电可靠性高（单相接地不形成短路回路），对绝缘水 平要求高（单相接地时，正常相对地电压升高为相电压的 3倍）；适用范围：60kv 及以下系统。 中性点经消弧线圈接地：消弧线圈即电抗线圈，用以抵消短路时的容性电流， 以熄灭电弧。 加装消弧线圈的理由：不接地系统发生单相短路时，由于线路对地有电容， 故障相接地点的电流为容性电流。如果接地点容性电流过大，故障消失后，接地