4.第三章 电力系统运行的灵敏度分析及应用
第三章 电力系统运行的灵敏度分析及应用
第一节 灵敏度分析
分析在给定的电力系统运行状态下，某些量发生变化时，会引起其他变量发生多大变化的问题。这一问题当然可通过潮流计算来解决，但计算工作量大。采用灵敏度分析法，计算量小，并可揭示各量之间的关系。但变化量大时，灵敏度分析法的精度不能保证。
一、灵敏度分析的基本方法 1、常规计算方法
电力系统稳态运行的潮流方程一般性描述为：
?
?
?==),(0
),(u x y y u x f （3-1） x 为状态变量，如节点电压和相角；u 为控制变量，如发电机输出功率或电
压；y 为依从变量，如线路上的功率。实际上，（3-1）中0),(=u x f 就是节点功率约束方程，),(u x y y =是支路功率与节点电压的关系式。
设系统稳态运行点为),(00u x ，受到扰动后系统的稳态运行点变为
),(00u u x x ?+?+。为了求出控制量变化量与状态量变化量之间的关系，在)
,(00u x 处将（3-1）按泰勒展开并取一次项，得：
???????
???+???+=?+=???+???+=?+?+u u y x x y u x y y y u u
f x x f u x f u u x x f ),(0),(),(0000000 （3-2）
将???==),(0
),(000
00u x y y u x f 代入，有：
???
???????+???=?=???+???u u y x x y y u u
f x x f
0 （3-3）
???
?????=???? ????+??=???+???=??=????
?? ????-=?-u
S u u y S x y u u y x x y y u S u u f
x f x yu xu xu 1
（3-4） 其中
???
???
????
????+??=????? ????-=-u y S x y S u f x f S xu yu xu 1
（3-5） 为u 的变化量分别引起x 和y 变化量的灵敏度矩阵。 如果控制变量为各节点的有功、无功设定量，则
[]1...11diag u
f
=??，所以， xu S 就是潮流方程的雅可比矩阵的逆。x u ??,为两个不同状态间的变化量。
2、准稳态灵敏度计算方法 考虑到电力系统运行的实际：
（1） 初始控制变量的改变量，与到达新稳态的最终改变量不同； （2） 一个控制量的变化可能使另一些控制量也发生变化。 所以控制变量的初始改变量与最终改变量不同，表示为：
)0(u F u ?=?u （3-6） 由此得到准稳态的灵敏度关系：
??????=?=?=??=?=?=?)
0()0()
0()0(u
S u F S u S y u
S u F S u S x R yu u yu yu R xu u xu xu （3-7） 第二节 潮流灵敏度矩阵
1、发电机母线电压改变量G V ?与负荷母线电压改变量D V ?之间的灵敏度关系
节点注入无功的平衡量方程
Q
)cos sin (Q i i =+≈--∑∑∈∈i
j ij j i
j ij ij ij ij j i B V B G V V θθ （3-8）
上式简化依据了电力系统结构和运行的特点。根据灵敏度分析的基本方法，将（3-8）在当前状态点泰勒展开舍去高次项，的受到扰动后各变量变化量之间的关系
∑∑∈∈?-=?=?+?i
j j
ij i i
j j ij i V B Q V B Q 0
写成矩阵形式，并将负荷节点与发电机节点分开排列
??
?
?????=?
?????????????-G D G D
GG GD DG DD Q Q V V B B B B （3-9） （3-9）式与P-Q 分解法V-Q 迭代的修正方程式形式一致。但要注意在这里
D Q ?、G Q ?是发电机和负荷的变化量。即（3-9）式表示了系统新稳态相对于旧
稳态控制量的变化量与状态量的变化量之间的关系。
假定G V 调整后，负荷的无功功率不变化，即0Q =?D ，则式（3-9）第一式为：
0V B V B =?+?G D G D D D
变换得
G D G G D G D D D V S V B B V ?=?-=?-1 （3-10）
其中
D G D D D G B B S 1
--= （3-11）
为D V ?与G V ?之间的灵敏度矩阵。通过灵敏度矩阵可以知道哪些发电机对控制负荷母线电压最有效，从而实现对负荷电压的定量控制。
几种情况讨论：
（1）只调整部分发电机的电压，无功充足能维持电压不变（G V ?=0）的发电机对（3-9）式没贡献，可从DG B 中划去发电机电压能维持不变的节点对应的列。
（2）被控量为部分负荷节点，即其它负荷节点的电压不关心，可从DD B 、DG
B
中高斯消去不关心电压变化的负荷节点。
（3）无功已达界的发电机，不能作为控制变量，也不能维持节点电压不变，高斯消去这些发电机的节点。这些节点的0=?G Q 。
高斯消去是等值变换，直接划去是不考虑它的影响。
2、发电机母线电压改变量G V ?，负荷母线电压改变量D V ?与发电机输出无功的改变量G Q ?之间的灵敏度关系
将（3-9）变换为
???
??
?????????=??????????????-=????????-G D GG GD
DG DD
G D GG GD
DG DD
G D Q Q R R R R Q Q B B B B
V V 1
（3-12） 假定发电输出无功改变时，负荷的无功功率不变，即0Q =?D ，有
G D G D Q R V ?=? （3-13） G GG G Q R V ?=? （3-14）
DG R 、GG R 是灵敏度矩阵。
几种情况讨论：
（1）不是控制变量的PV 节点，其电压可维持不变，可直接划去对应的行和列。
（2）不是控制变量的PQ 节点，输出无功不变，当电压会发生变化，可将对应节点高斯消去。
（3）不关心的负荷节点，直接划去。
3、负荷母线电压改变量D V ?与变压器变比改变量t ?之间的灵敏度关系 将节点无功平衡方程重写如下
Q
)cos sin (Q i i =+≈--∑∑∈∈i
j ij j i
j ij ij ij ij j i B V B G V V θθ
其中ij B 是变压器变比的函数，不考虑节点注入无功的变化，将变压器变比
作为控制变量，节点电压作为被控变量，写出灵敏度方程
0=???+?∑∑∈∈i
j lj lj
ij j
i
j j ij t t B V V B （3-15）
上式中ij t 为之路j i ,的变压器变比。写成矩阵形式，包括所有负荷节点，并假定发电机母线电压不变，即认为发电机无功充足，可维持电压不变。
0=????
?
??
????+?t V B j ij ij
D V t B （3-16） 即
[]t B V ????
???????-=?-j ij ij
D V t B 1 （3-17）
B 仅包含负荷节点。???
?
??????j ij ij V t B 为（3-15）式中第二项所组成的矩阵，行对应
负荷节点，列对应可调变压器支路。每列中只有两个非零元素，分别在变压器支路的两个端点上。如果变压器支路有一个端点为PV 节点，则由于PV 节点电压不变，所以对应该变压器的支路只有一个非零元素。
第三节 分布因子
分析节点注入有功功率变化、支路开断（结构变化）与支路潮流变化的灵敏度。
1、支路开断分布因子
分布因子：支路l 基态有功潮流为l P ，支路l 开断引起支路k 功率变化量为
l k P ?，两者之间的关系表示为：
l l k l k P D P -=? （3-18）
l k D -为分布因子。
相似与无功平衡方程，由有功平衡方程可得节点有功注入变化量与节点电压相角变化量之间的灵敏度方程
0P X θθB P ?=??=?或 （3-19）
0B 是以x 1为支路参数建立的导纳矩阵，X 是0B 的逆。
考虑一条支路),(j i l 断开的情况。如图，假定支路开断不引起节点注入功率的变化，则支路开断后，新网络节点的注入功率变化量为
[]0.........0l
l
P P -=?P （3-20）
其中，节点i 的改变量l l i i P P P P =--)(，节点j 的改变量l l j j P P P P -=+-)(。（3-20）可表示为：
[]l l l T P P M P =-=?0...1...1...0 （3-21）
l M 是节点-支路关联列矢量，行对应节点号，支路l 离开节点元素为1，进入
节点元素为-1，节点与支路无关元素为0。
新网络的导纳矩阵变为T l l l x M M B 10--，开端后节点电压相角的变化量由（3-19）得
)(1
10P M M B θ?-=?--T l l l x （3-22）
利用矩阵求逆辅助定理
T l
l l T
l l l T l l T l l l T l l T l l l c x x x ηηX X
M XM M XM X B M M B M M B B M M B -=--=--=---------11
1101010110)()()( （3-23）
其中
[][][
]
[]
ij
jj ii jj ij ji ii T
jn in jj
ij ji ii j i T
l T l l l l l l l l T l l l
l X X X X X X X X X X X X X X X X x X x c 20...1...1...0.........0...1...1...00...1...1...0)()
(1111
-+=+--=-----=--==-=-==----X XM M XM M XM η
1P
2P i P
j P n P
l l X -为在原网络支路l 两端节点i 注入单位电流，节点j 流出单位电流，其它
节点注入电流为0的情况下，节点i 与节点j 的点位差，定义为端口j i -的自阻抗。
支路l 开断后，支路),(n m k 上有功潮流的变化量
l l k l k
l
T
l l l T k k T k l
k
P D P x c x P -=-=?=?M ηηX M θM )( (3-24)
k M 为支路k 的节点-支路关联矢量。支路k 与支路l 之间的支路开断分布因子是
l
l l k l k k l l l l l l k l k k
l l l l T
l l T k l T k k
l T
l l l T k l
k x X x X x x X X X X x x X x c D /1/)
/()/()(---------=
--=--=
-=
XM M XM M XM M M ηηX M （3-25）
其中
[][][
]
[]mj
ni nj mi T
nj
mj ni mi n m T
l T k l k X X X X X X X X X X X --+=----=--==- 0...1...1...0............ 0...1...1...00...1...1...011X XM M
为在原网络支路l 两端节点i 注入单位电流，节点j 流出单位电流，其它节点注入电流为0的情况下，支路k 两端节点m 与节点n 的点位差，定义为端口j i -与端口n m -之间的互阻抗。
若支路l 开断后网络分解为互不连通的两部分，因这时l l l x X =-使（3-25）无定义。
推导：当有多条支路同时开断时，支路k 的功率变化量
∑=-=?m
l l l k k P D P 1
m 为断开的支路数。
2、发电机输出功率转移分布因子
发电机输出功率转移分布因子定义为发电机输出功率变化引起支路潮流的变化量，表示为：
i i k i k P G P ?=?- （3-26）
i k G -为发电机输出功率转移分布因子。i 为发电机号，k 为支路号。
假定发电机i 输出功率变化后引起的功率不平衡完全由平衡节点吸收，其它节点的输出功率不变化，则节点电压相角的变化量：
[]i i T i P P ?=?=?X X θ0......0 （3-27）
i X 是阻抗矩阵X 的第i 个列矢量，X 是直流潮流中0B 矩阵的逆。
支路k （两端节点号分别为m 和n ）上有功潮流的变化
i k
ni mi k i i T k k T k i
k
P x X X x P x P ?-=?=?=?X M θM
即
??
?
??-=?=?--k ni mi i
k i i k i k x X X G P G P （3-28）
i k G -为转移分布因子,mi X 、ni X 是X 中的m 行i 列和n 行i 列的元素。
3、准稳态发电机输出功率转移分布因子 (1) 准稳态发电机输出功率转移分布因子
设G n 台发电机有功出力调整量为)
0(G P ?，如果调整量之和不为零则产生功率
不平衡，不平衡量为
)
0()
0(G T G G
i G i
P
P 1?=?∑∈
如果大于零则为功率超额，否则为功率缺额。实际电网中功率不平衡由所有发电机按一定比例承担，G n 台发电机的承担系数矢量为G α，并且
0 1
≥==∑∈i G T G G
i i
αα
α1 （3-29）
各发电机的实际调整量
)
0()0()0()0()0()0()(G u G T G G G G T G G G
i G G G G G i
P P F P 1αI P 1αP αP P ?=?-=?-?=?-?=?∑∈
即
?????-=?=?T
G
G G u G
u G 1αI F P F P )
0( （3-30） u F 为G G n n ?的方阵，是准稳态响应的变换矩阵。
将（3-28）推广到考虑多台发电机的情况，为
???
???
?
-=?=?-=-∑k ni mi
i k n i i
i k k x X X G P G P 1
写成矩阵的形式
??
??
?=?=?--G T k k G k G
G k k x
P Xe M G P G 1 （3-31） k M ：支路k 的关联矢量，X ：包含所有节点在内的阻抗矩阵，G e 为G n N ?阶
单位矩阵，每列都是一单位矢量，只在相应的发电机节点处有非零元1。G k -G 为一行矢量。
??
?
??
?---=-k nl ml k
nj
mj k ni
mi
G k x X X x X X x X X ...
G 将（3-30）代入（3-31）得
?????=?=?---u
G k R G k G
R G k k P F G G P G )
0( （3-32）
为了使支路k 的有功潮流变化k P ?，各发电机有功的调整量可由伪逆计算如下。
k T R G k R G k T R G k G P ?=?----1)0(])([)(G G G P （3-33）
由k P ?反求(0)
G ΔP 时，（3-32）式是一个不定方程，可由伪逆法得到一个解。定
义A 是n m ?阶矩阵，1T T )(AA A -是A 伪逆矩阵。
（2）功率传输转移分布因子
节点之间传输功率变化时引起的支路潮流的变化量。电力市场节点间购销合同的变化。
当节点（i ，j ）之间的传输功率变化了ij P ?时，节点i ，
j 注入功率的变化量分别为ij P ?+，ij P ?-。由于没有产生功
率不平衡，可用常规法计算。任一支路),(n m k 上功率的变化量：
ij
k
nj
ni mj mi ij k nj mj ij k ni
mi j
k i k ij k P x X X X X P x X X P x X X P P P ?+--=
?--?-=?+?=?
有
??
?
??+--=
?=?--k nj ni mj mi ij k ij
ij k ij k x X X X X G P G P （3-34）
当以上（i ，j ）节点对多于一个时，定义α是上调节点集，β是下调节点集。当上调量为+?αP ，下调量为-?βP ，且上调总量与下调总量相等，支路),(n m k 上潮流的变化量αβk P ?。
[]??
??
???
???-=?-?=
?-?=
?-+---+∈∈∑∑βαβαββααα
ααβP P X X P e P e X M X M X M k k k
T k k
j j j T
k i i i T k k k x x P P x P 1
)(1))()((1 （3-35）
?????∈=--==∈=--==--βαββαα,....3,2,1
].......[,....3,2,1
].......[1111j X X X X i X X X X nj mj n m T
k k ni mi n m T
k k Xe M X Xe M X （3-36）
第四节 中枢点电压及联络线功率控制的潮流计算
1、中枢点电压控制的潮流计算
系统中枢点电压设定值为sp i V ，实际运行值为i V ，其差值为
i sp i i V V V -=? （3-37） 为了将中枢点电压限制在sp i V ，需要改变（部分）发电机的输出电压（或无功功率）。按照灵敏度分析的原理，参见（3-9）式写出灵敏度方程
????
?
??????=???????????????????????-G G i D GG Gi
GD
iG ii
iD
DG Di DD
V B Q 0V V B B B B B B B B 0 （3-38） 上式中包含了电网中的所有节点，下标G 为其电压与节点i 的电压有强关联的发电机（无功补偿装置）节点的集合，在潮流计算中作为PV 节点；下标D 为除节点i 外的所有节点的集合， 在潮流计算中作为PQ 节点。并且假定当调整PV 节点电压时，PQ 节点与i 节点的无功功率不发生变化。
在（3-38）中对应于节点集D 的常数项为0，用高斯消去法消去D 中的节点后，节点i 和节点集G 的常数项不发生变化，得
?
?
?
????=??????????????-G G i GG Gi
iG ii
V B Q V B B B 0~~
~
~ （3-39） 如果已知（3-38）系数矩阵的因子表，由下述方法结算可节省计算量。根据因子表的形成方法知（3-39）式系数矩阵因子表可以从（3-38）式系数矩阵的因子表中直接取出和节点i 、节点集G 相关的部分而得，并且有：
?
?
????+=??
?
???????????????=??????T GG GG T Gi Gi ii Gi ii T Gi
ii ii
T GG T Gi GG ii
GG Gi
GG Gi
iG ii d d d d
d B L L L L L L
L 0L D 0
0L L 0B B B 11~~~
~ （3-40）
式中Gi L 、GG L 、GG D 、ii d 是（3-38）系数矩阵因子表中的元素。由（3-40）得
?????==T
Gi
ii iG ii
ii d d B L B ~~ （3-41） 将（3-41）的关系代入（3-39）第一方程式有
G T G i G iG ii i B V V L V B ?-=?-=?-~
~1 （3-42） 式中，i V ?是由（3-37）确定的常数，T Gi L 是一个行矢量。G V ?是待求的参与调节的所有发电机节点电压的改变量，满足（3-42）式的G V ?可以有无穷多组解。为了得到一组定解将求解（3-42）转化为一个优化问题，如取控制量的变化量最小作为目标函数，构成如下包含等约束的优化问题：
??
?
??=?+???0
..2
1 min G T Gi i G T G V t s V L V V （3-43） 为求解此优化问题，建立该优化问题的拉格朗日函数
)(2
1G T Gi i G T
G
V L V L V V ?+?+??=λ （3-44） L 达极值的必要条件为
0L V V =+?=???Gi G G
L
λ （3-45） =??λ
L
0=?+?G T G i i V V L （3-46） 由（3-45）得
Gi G L V λ-=? （3-47）
将（3-47）代入（3-46）有
i G i T G i V ?=-1)(L L λ （3-48）
将（3-48）代入（3-47）得
i G i G i T G i G V ?-=?-L L L V 1)( （3-49） 用（3-49）修正发电机电压可使i 点电压趋近于sp i V ，但由于灵敏度分析法的近似性，不可能一步到位。辅助潮流计算可得到调整量的最终值，方法如下：
（1）参加调节的发电机节点作为PV 节点，其它为PQ 节点。
（2）以当前系统运行状态作为潮流计算的初始状态。
（3）用i sp i i V V V -=?计算中枢点电压偏差量。如i V ?已很小，计算各PV 节点电压的调整量，其值等于最终电压设定值与初始电压设置值之差，结束。否则转（4）。
（4）用i G i G i T G i G V ?-=?-L L L V 1)(计算发电机节点（PV ）的电压调整量，并修
正这些发电机节点（PV ）电压设定值，)()()1(k G
k G k G V V V ?+=+。 （5）潮流计算，修正节点i 电压。 （6）转（3）。
2、联络线功率控制的潮流计算
在互联电网中存在网间的购电合同，在电网运行中需要按照合同维持联络线传输的有功功率为定值。设该定值为sp k P ，k 为网间联络线，若k 上传输的功率为
k P ，则k 上传输的功率的应调整的量为
k sp k k P P P -=? （3-50） 由（3-33）知网内各发电机有功输出的调整量为
k T R G k R G k T R G k G P ?=?----1
)0(])([)(G G G P （3-51）
同样由（3-51）调整不可能一次到位，采用潮流计算方法得到得到最终调整量的方法是：
（1）参加调节的发电机节点作为PV 、PQ 或平衡节点。 （2）以当前状态作为潮流计算的初始状态。
（3）用（3-50）式计算联络线有功功率的偏差量。如k P ?已很小，计算各节点有功的调整量，其值等于最终有功设定值与初始有功设置值之差，结束。否则转（4）。
（4）用（3-51）计算发电机节点的有功调整量，并修正这些发电机节点有功设定值；
（5）潮流计算，修正支路k上的传输功率。（6）转（3）。
电力系统运行方式及潮流分析实验报告
电力系统运行方式及潮 流分析实验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
电力系统第一次实验报告——电力系统运行方式及潮流分析实验
实验1 电力系统运行方式及潮流分析实验 一、实验目的 1、掌握电力系统主接线电路的建立方法 2、掌握辐射形网络的潮流计算方法； 3、比较计算机潮流计算与手算潮流的差异； 4、掌握不同运行方式下潮流分布的特点。 二、实验内容 1、辐射形网络的潮流计算； 2、不同运行方式下潮流分布的比较分析 三、实验方法和步骤 1．辐射形网络主接线系统的建立 输入参数（系统图如下）： G1：300+j180MVA（平衡节点） 变压器B1：Sn=360MVA，变比=18/121，Uk％=％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％； 变压器B2、B3：Sn=15MVA，变比=110/11 KV，Uk％=％，Pk=128KW， P0=，I0/In=％； 负荷F1：20+j15MVA；负荷F2：28+j10MVA； 线路L1、L2：长度：80km，电阻：Ω/km，电抗：Ω/km，电纳：×10-6S/km。 辐射形网络主接线图 （1）在DDRTS中绘出辐射形网络主接线图如下所示： （2）设置各项设备参数： G1：300+j180MVA（平衡节点） 变压器B1：Sn=360MVA，变比=18/121，Uk％=％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％；
变压器B2、B3：Sn=15MVA，变比=110/11 KV，Uk％=％，Pk=128KW， P0=，I0/In=％； 负荷F1：20+j15MVA；负荷F2：28+j10MVA； 线路L1、L2：长度：80km，电阻：Ω/km，电抗：Ω/km，电纳：×10-6S/km。2．辐射形网络的潮流计算 （1）调节发电机输出电压，使母线A的电压为115KV，运行DDRTS进行系统潮流计算，在监控图页上观察计算结果 项目DDRTS潮流计算结果 变压器B2输入功率+ 变压器B2输出功率+ 变压器B3输入功率+ 变压器B3输出功率+ 线路L1输入功率+ 线路L1输出功率+ 线路L2输入功率+ 线路L2输出功率+ （2）手算潮流： （3）计算比较误差分析 通过比较可以看出，手算结果与计算机仿真结果相差不大。产生误差原因：手算时是已知首端电压、末端功率的潮流计算，计算过程中要将输电线路对地电容吸收的功率以及变压器励磁回路吸收的功率归算到运算负荷中，并且在每一轮的潮流计算中都用上一轮的电压或功率的值（第一轮电压用额定电压）。 3．不同运行方式下潮流比较分析 （1）实验网络结构图如上。由线路上的断路器切换以下实验运行方式： ①双回线运行（L1、L2均投入运行） ②单回线运行（L1投入运行，L2退出）将断路器断开 对上述两种运行方式分别运行潮流计算功能，将潮流计算结果填入下表：
电力系统分析第三章答案(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】 3 简单电力系统潮流计算 3．1 思考题、习题 1）电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么？电力线路始、末端的电容功率表达式是什么？上述表达式均是以单相形式推导的，是否适合于三相形式？为什么？ 2）电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？其电压降落的计算公式是以相电压推导的，是否适合于线电压？为什么？ 3）什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整及输电效率？ 4）什么叫运算功率？什么叫运算负荷？一个变电所的运算负荷如何计算？ 5）对简单开式网络、变电所较多的开式网络和环形网络潮流计算的内容及步骤是什么？ 6）变压器在额定状况下，其功率损耗的简单表达式是什么？7）求环形网络中功率分布的力矩法计算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考虑了网络中的功率损耗和电压降落？8）力矩法计算公式在什么情况下可以简化？如何简化？ 9）为什么要对电力网络的潮流进行调整控制？调整控制潮流的手段主要有哪些？ 10）欲改变电力网络的有功功率和无功功率分布，分别需要调整
网络的什么参数？ 11）超高压远距离交流输电的作用和特点分别是什么？ 12）什么是传播常数、衰减常数、相位常数、波阻抗、波长、相位速度？ 13）什么是自然功率？当远距离交流输电线路输送自然功率时，会有什么有趣的现象？ 14）何为半波长电力线路、全波长电力线路？半波长电力线路的运行会有什么缺点？ 15）怎样提高远距离交流输电线路的功率极限，改善其运行特性？原理是什么？ 16）110kV双回架空线路，长度为150kM，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线几何平均距离为5m。已知电力线路末端负荷为30+j15MVA，末端电压为106kV，求始端电压、功率，并作出电压向量图。 17）220kV单回架空线路，长度为200kM，导线型号为LGJ-300，导线计算外径为24.2mm，三相导线几何平均距离为7.5m。已知电力线路始端输入功率为120+j50MVA，始端电压为240kV，求末端电压、功率，并作出电压向量图。 18）110kV单回架空线路，长度为80kM，导线型号为LGJ-95，导线计算外径为13.7mm，三相导线几何平均距离为5m。已知电力线路末端负荷为15+j10MVA，始端电压为116kV，求末端电压
电力系统分析习题集(第三章)说课讲解
电力系统分析习题集（第三章） 【例3-1】某发电系统有2台发电机组，其容量分别为30MW 和40MW ，强迫停运率FOR 分别为0.04和0.06。试求该发电系统的停运表。 【解】发电系统的停运表是指指整个系统各种容量状态的概率表，是由各发电机组的停运表按上节的递推公式求出的。因此，应首先建立各发电机组的停运表。取步长X ?=10MW ，可以得到这2台发电机组的停运表，见表3–2和表3-3。 有了各发电机组的停运表后，就可利用递推公式形成发电系统的停运表，如表3–4所示。 30.0976P =为例介绍递推公式的具体应用。令30MW 发电机组为元件a ，40MW 发电机组为元件b 。则知3a n =，因此根据式（3-51）可以写出组合后等效机组c 在3k =时的累积概率为： 3 (3)()() (0)(3)(1)(2)(2)(1)(3)(0) c a b i a b a b a b a b P p i P k i p P p P p P p P ==-=+++∑ 将30MW 及40MW 发电机组停运表中相应的数值代入上式，得 (3)0.960.0600.0600.060.04 1.00.0976c P =?+?+?+?=
对于并联的输电线路或变压器也可以形成其停运表。有了电力系统元件的停运表，就可以简化系统运行可靠性的评估过程。 【例3-2】应用蒙特卡洛模拟法对图2.6所示的5节点系统进行可靠性评估。该系统元件的容量与可靠性参数如表3-5和表3-6所示。 【解】该系统由5个节点、7条支路组成，共2个发电厂，以标幺值表示的总装机容量11，负荷为7.3。 表3-5 发电元件可靠性参数 发电厂G1 发电厂G2 可用容量(p.u.) 累积概率可用容量(p.u.) 累积概率 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 --- 1.00 0.06 0.04 0.02 0.01 0.01 --- 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 1.00 0.08 0.06 0.04 0.02 0.01 0.01 表3-6 输电元件可靠性参数 支路节点号容量FOR 1—2 2.0 0.05 1—3 2.0 0.05 2—3 2.0 0.05 2—4 5.0 0.05 3—5 5.5 0.05 表中FOR为强迫停运率。 根据图3-5所示的流程计算所示系统的可靠性指标。 首先，应用蒙特卡洛模拟法抽样系统状态 i x。对每个元件，我们用计算机产生一个随机数，利用此随机数按照3.4.2节的方法确定该设备的状态。表3-7和表3-8给出了某次系统状态选择过程中，对每个元件所生成的 随机数及由随机数所确定元件的状态向量 i x。 表3-7 根据均匀分布(0,1) U随机数所确定的发电厂出力 发电厂 (0,1) U随机数x发电厂可用容量 （p.u.） G1 0.6502 5.0 G2 0.1325 6.0 表3-8根据均匀分布(0,1) U随机数所确定的支路状态 支路节点号1-2 1-3 2-3 2-4 3-5 (0,1) U随机数0.32 0.2 0.46 0.75 0.017 支路故障率0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 支路状态运行运行运行运行故障
电力系统仿真软件介绍
电力系统仿真软件 电力系统仿真软件简介 一、PSAPAC 简介: 由美国EPRI开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。 功能：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。 LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。 IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿－拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。 TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。 DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。 LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。为了保证仿真的精确性，提供了详细的模型和方法。 VSTAB（Voltage Stability Program）：该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性，给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。为了估计电压不稳定状态，使用了一种增强的潮流程序，提供了一种接近不稳定的模式分析方法。 ETMSP（Extended Transient midterm Stability Program）：EPRI为分析大型电力系统暂态和中期稳定性而开发的一种时域仿真程序。为了满足大型电力系统的仿真，程序采用了稀疏技术，解网络方程时为得到最合适的排序采用了网络拓扑关系并采用了显式积分和隐式积分等数值积分法。 SSSP(Small－signal Stability Program)：该程序有助于局部电厂模式振荡和站间模式振荡的分析，由多区域小信号稳定程序(MASS)及大型系统特征值分析程序（PEALS）两个子程序组成。MASS程序采用了QR变换法计算矩阵的所有特征值，由于系统的所有模式都计算，它对控制的设计和协调是理想的工具；PEALS使用了两种技术：AESOPS算法和改进Arnoldi 方法，这两种算法高效、可靠，而且在满足大型复杂电力系统的小信号稳定性分析的要求上互为补充。 二、EMTP/ATP 简介: EMTP是加拿大H.W.Dommel教授首创的电磁暂态分析软件,它具有分析功能多、元件模型全和运算结果精确等优点,对于电网的稳态和暂态都可做仿真分析，它的典型应用是预测电力系统在某个扰动（如开关投切或故障）之后感兴趣的变量随时间变化的规律，将EMTP 的稳态分析和暂态分析相结合，可以作为电力系统谐波分析的有力工具。 ATP（The alternative Transients Program）是EMTP的免费独立版本，是目前世界上电磁暂态分析程序最广泛使用的一个版本, 它可以模拟复杂网络和任意结构的控制系统，数学模型广泛，除用于暂态计算，还有许多其它重要的特性。ATP程序正式诞生于1984年，由Drs.
电网运行方式
电网运行方式 变电站运行方式 1）变电站运行方式是标明变电站通过主要电力设备运行连接方式。变电站运行方式的特点是： 保证对重要用户的可靠供电，对于重要用户应采用双回路供电，就是2个独立的电源同时对用户供电。 便于事故处理，考虑部分供电设备在发生故障时能通过紧急的倒闸操作，恢复对用户的供电，对于变电站有多台变压器的，应考虑到当其中一台变压器发生故障或者失去电源时，其他的变压器能担负起失电用户的负荷转供任务。 要考虑运行的经济性，在编制各种运行方式时，尽量使负荷分配合理，减少由于线路潮流引起的电能损耗。对于双回路供电的变电站，应将双回线同时投入运行，以减少电流密度。 断路器的开断容量应大于最大运行方式时短路容量，如果断路器短路容量低于系统计算点短路容量，则当被保护区发生短路故障时，断路器由于容量过小，不能正常断开，回进一步使事故扩大，在成断路器爆炸的可能。 变电站满足防雷、继电保护及消弧线圈运行要求。 2）变电站一次主结线图 变电站一次主结线图是为了方便运行人员熟悉变电站设备接线
方式，同时在进行倒闸操作时，可按照主结线图进行模拟操作，以防止误操作事故发生，最主要的是，一次主结线图能明确反映出各电气设备实时状态。一般变电站主接线类型有如下几种： ?有母线的主接线：有母线的变电站接线可分单母线和双母线二类， 一般单母线接线又分成单母有分段、单母无分段、单母分段加旁路。双母线接线的变电站可分成单开关双母线、双开关双母线、二分之三开关双母线及带旁路母线的双母线。 供电可靠性最好的是双母线带旁路母线接线形式。 ?无母线的主要接线有：单元接线、扩大单元接线、桥型接线和多 角接线等。 通常变电站常用接线方式有：单母线或单母分段、双母线加分段、双母线带旁路。 3）各种接线图例 ?单母线接线
电力系统运行方式分析和计算
电力系统运行方式分析和计算 设计报告 专业：电气工程及其自动化 班级：11级电气1班 学号： 2 2 姓名：杨玉豪潘鸣 华南理工大学电力学院 2015-01-05
0、课程设计题目A3：电力系统运行方式分析和计算 姓名： 指导教师： 一、 一个220kV 分网结构和参数如下： #1 500kV 变电站G 220kV 变电站 火电厂 #2 #3 #4#5 #6 11km 11km 30km 20km 9km 16km 25km 500kV 站（#1）的220kV 母线视为无穷大母线，电压恒定在230kV 。 图中，各变电站参数如下表： 编号 类型 220kV 最大负荷，MV A #1 500kV 站 平衡节点 #2 220kV 站 230+j40 #3 220kV 站 210+j25 #4 220kV 站 300+j85 #5 220kV 站 410+j110 #6 220kV 站 220+j30 各变电站负荷曲线基本一致。日负荷曲线主要参数为： 日负荷率：0.85，日最小负荷系数：0.64
各线路长度如图所示。所有线路型号均为LGJ-2*300，基本电气参数为： 正序参数：r = 0.054Ω/km, x = 0.308Ω/km, C = 0.0116 μF/km； 零序参数：r0 = 0.204Ω/km, x0 = 0.968Ω/km, C0 = 0.0078 μF/km； 40oC长期运行允许的最大电流：1190A。 燃煤发电厂G有三台机组，均采用单元接线。电厂220kV侧采用双母接线。发电机组主要参数如下表（在PowerWorld中选择GENTRA模型）： 机组台数 单台 容量 （M W） 额定电 压 （EV ） 功 率 因 数 升 压 变 容 量 MV A Xd Xd’Xq Td0’TJ= 2H a i,2 t/(MW2? h) a i,1 t/(MW ?h) a i,0 t/h Pmax (MW) Pmin (MW) 1 300 10.5 0.85 350 1.8 0.18 1.2 8 7 0.00004 0.298 10.22 300 120 1 300 10.5 0.85 350 1.8 0.18 1.2 8 7 0.00003 0.305 10.32 300 120 1 250 10.5 0.85 300 2.1 0.2 1.5 7 6 0.00003 0.321 9.38 250 100 升压变参数均为Vs%=10.5%，变比10.5kV/242kV。不计内阻和空载损耗。 稳定仿真中发电机采用无阻尼绕组的凸极机模型。不考虑调速器和原动机模型。不考虑 电力系统稳定器模型。励磁系统模型为： 该模型在PowerWorld中为BPA_EG模型，主要参数如下： KA=40 TA=0.1 TA1=0.1 KF=0.05 TF=0.7 VRmax=3.7 VRmin=0.0 发电厂按PV方式运行，高压母线电压定值为1.05V N。考虑两种有功出力安排方式： ?满发方式：开机三台，所有发电机保留10%的功率裕度； ?轻载方式：仅开250MW机组，且保留10%的功率裕度； ?发电厂厂用电均按出力的7%考虑。 二、设计的主要内容：
电力系统分析第三章答案
3 简单电力系统潮流计算 3．1 思考题、习题 1）电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么？电力线路始、末端的电容功率表达式是什么？上述表达式均是以单相形式推导的，是否适合于三相形式？为什么？ 2）电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？其电压降落的计算公式是以相电压推导的，是否适合于线电压？为什么？ 3）什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整及输电效率？ 4）什么叫运算功率？什么叫运算负荷？一个变电所的运算负荷如何计算？ 5）对简单开式网络、变电所较多的开式网络和环形网络潮流计算的内容及步骤是什么？6）变压器在额定状况下，其功率损耗的简单表达式是什么？ 7）求环形网络中功率分布的力矩法计算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考虑了网络中的功率损耗和电压降落？ 8）力矩法计算公式在什么情况下可以简化？如何简化？ 9）为什么要对电力网络的潮流进行调整控制？调整控制潮流的手段主要有哪些？ 10）欲改变电力网络的有功功率和无功功率分布，分别需要调整网络的什么参数？ 11）超高压远距离交流输电的作用和特点分别是什么？ 12）什么是传播常数、衰减常数、相位常数、波阻抗、波长、相位速度？ 13）什么是自然功率？当远距离交流输电线路输送自然功率时，会有什么有趣的现象？14）何为半波长电力线路、全波长电力线路？半波长电力线路的运行会有什么缺点？ 15）怎样提高远距离交流输电线路的功率极限，改善其运行特性？原理是什么？ 16）110kV双回架空线路，长度为150kM，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线几何平均距离为5m。已知电力线路末端负荷为30+j15MVA，末端电压为106kV，求始端电压、功率，并作出电压向量图。 17）220kV单回架空线路，长度为200kM，导线型号为LGJ-300，导线计算外径为24.2mm，三相导线几何平均距离为7.5m。已知电力线路始端输入功率为120+j50MVA，始端电压为240kV，求末端电压、功率，并作出电压向量图。 18）110kV单回架空线路，长度为80kM，导线型号为LGJ-95，导线计算外径为13.7mm，三相导线几何平均距离为5m。已知电力线路末端负荷为15+j10MVA，始端电压为116kV，求末端电压和始端功率。
电力系统分析试题答案(全)
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（ ）。
加强电网运行方式管理的策略分析
加强电网运行方式管理的策略分析 发表时间：2018-06-04T10:52:24.773Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：黄寻李清华 [导读] 摘要：随着经济社会的发展，人们对电力需求不断增加，国家大力建设电力工程。 （国网辽宁省本溪供电公司辽宁 117000） 摘要：随着经济社会的发展，人们对电力需求不断增加，国家大力建设电力工程。然而随着电网的规模不断扩大，电网的智能化水平也随之不断提高，这对电网运行管理提出了新的挑战。传统的电网运行管理模式已经不适应当下电网的发展需求。因此，电力企业必须满足当下电网运行要求，对电网进行综合管理，从而更好地适应当下电网的运行要求。本文根据笔者工作实践，对电网运行方式管理的策略进行了分析和探讨。 关键词：电网；运行；方式；管理；策略 1 电网运行方式综合管理的必要性 电网运行环境比较复杂，在运行过程中，容易受到自身设计缺陷、自然因素以及人为因素的影响，从而导致电力故障的发生。因此，为了确保电网安全运行，必须加强电网运行的管理。为了满足人们对电力的需求，近年来国家大力建设电网工程，中国电网规模位居世界第一。随着电网规模不断扩大，覆盖面积越来越广，电网运行管理要求不断提高。由于中国电网运行比较恶劣，大部分电网直接裸露在户外，很容易受到雷击、雨雪和大风的侵袭，电力设备出现绝缘体破裂或者接触点松动，从而直接威胁到电网的安全运行。所以，必须加强对电网运行方式的综合管理，才能确保电网在一个比较安全的环境下运行。随着电力体制改革，电网直接面向市场化，电力企业之间的竞争也越来越激烈，电力企业如何在激烈的电力市场抢占一席之地是很多电力企业所要思考的问题。电力企业需要通过降低电网运行成本，才能够提高自身的竞争力。随着智能电网的发展，很多智能变电站开始实现无人值守和少人值守，这一定程度上降低了电力企业的人力成本。然而智能变电站建设过程中，需要使用大量的智能设备，这些智能设备造价比较高，所以电力企业一次性投入成本比较大[2]。如何平衡变电站投入与后期运营成本之间的关系，需要电力企业严谨的计算并进行对比分析，才能制定一套符合企业实际情况的建设运营管理方案。 2 电网运行方式综合管理存在的问题 为了给居民提供更加优质的电能，国家近年来加大对城乡电网工程的改造，极大地提高了电网运行水平。然而由于电力系统大量应用智能设备，智能设备采集大量的电力运行数据，并对这些数据进行处理，这进一步增加了电网运行管理的复杂性，因此促使电力企业形成了综合性比较强的电网运行管理模式。电网运行管理涉及到电力系统的日常管理、变电设备的检修工作和电力工人的管理等内容，所以在制定电网运行管理方案的时候需要综合考虑到各个因素，然而这些因素有些是不可控的。比如电力系统运行过程中，突然主变压器出现漏油现象，发生变压器起火等故障，那么电网运行管理人员需要立即找到判断该故障发生的原因，并立即安排就近技术人员进行维修。变电站检修过程中，运维管理人员要综合分析变电检修环境，上一次检修过程中存在的问题，综合各个方面的因素，为变电检修工作提供参考和决策。电网运维管理涉及的内容比较多，需要运维管理人员综合各个要素作出综合判断。 2.2电网运行管理计算数据比较复杂 电网运行管理过程中，需要涉及到较多种类的资料。比如变电站规划设计资料、电力设备参数、各个区域居民用电情况、变电检修计划和检修内容等等内容，这些内容能够给电网运行提供参考。所以电网运行管理人员必须对这些资料数据十分清楚，并能够很好地运用这些数据，通过精确的计算，找到一套适合电网运行综合管理的方法，从而提高电网运行效率。 3提高电网运行方式综合管理的途径 3.1建立健全电网运行方式管理制度 电网运行方式综合管理的主体是人，因此加强对综合管理工作人员的管理。首先，要建认一套适合电网运行方式管理的制度，科学的管理制度是实现电网运行的关键。针对当前电网运行特点，明确每一个岗位的工作职责和工作内容，确保电网运行每一个环节处于可控状态。其次，做好电网运行不良方式的事故演习，从而提高综合管理人员应对事故的反应能力，并在事故演习中找到管理存在的问题，从而提出相应的解决方案。最后，电力还要制定相应的奖惩制度，提高管理人员的工作积极性。做到哪一个环节出问题，都能找到相关的负责人，从而避免工作中出现相互推楼的现象。 3.2提高电网运行方式综合管理人员素质 为了确保电网运行的安全性和可靠性，必须提高运行方式综合管理人员的管理水平。首先，电力企业应该定期举行相关技术培训，让管理人员了解相关的电力知识，比如变压器、电流互感器和继电器等相关电力设备的结构和特点，从而对这些电气设备有一定的了解，为电力运行管理打下良好的基础。其次，电力企业应该投人部分资金，组织电网运维管理骨干到国内外知名的企业或者机构进行进修学习，提高他们的管理水平。电力企业需严格按照《“变电运维一体化”模式实施方案及推进计划》，加强综合型人才的培养。 3.3加强继电保护管理 继电保护装置是电力系统中重要的组成部分，它是电力系统运行的保护伞，直接关系到电网运行的安全性和稳定性。如果继电保护装置失效，可能造成严重的电力事故。因此，必须加强电力保护装置的管理。日常管理工作中，电网运行管理人员要加强继电保护装置的管理和维护，及时检查继电保护装置直流系统、分支保险、接触点是否存在问题，继电保护装置绝缘性能是否下降，发生跳闸事故以后继电保护装置的信号灯是否开启等等进行全面检查，才能确保电力故障发生以后，继电保护装置不会出现拒动、误动等现象，确保电网安全运行。其次，管理人员还要根据继电保护装置的性能制定检修计划，及时对有问题的保护装置进行更换和维修，将一些先进的科学技术和设备应用在继电保护系统中。比如将可视化技术应用在继电保护装置中，继电保护装置的分析系统中以时间为线索，并根据分析系统文件中的故障录播文件再现事故发生继电保护装置各个元件动作逻辑顺序，从而将故障发生全过程展现在管理人员面前，这样就减少了电力系统故障排查的时间，能够将电力故障时间和范围缩小，确保电网运行的安全性。 3.4建立电网运行管理数据库，实现数据共享 随着电网覆盖面积不断扩大，电力系统采集的电网运行数据越来越多，这一定程度上增加了电网数据计算、管理难度。而各地供电公司各自为阵没有建认统一的数据库，因此无法实现数据共享。在信息时代，信息共享已经成为一种趋势。电网公司建认统一的数据库，各级电网公司将变电运行的数据上传到数据库，不仅有利于电网公司及时了解电网整体运行状态，而且还能为电网公司的发展和决策提供参
基于PowerWorld的电力系统运行方式分析和计算
基于PowerWorld的电力系统运行方式分析和计算 李应宏 华南理工大学电力学院08电气2班 1 PowerWorld Simulator介绍 PowerWorld Simulator（仿真器）是一个电力系统仿真软件包，其设计界面友好，并有高度的交互性。该仿真软件能够进行专业的工程分析。而且由于其可交互性和可绘图性，它也可以用于向非专业用户解释电力系统的运行操作。 该仿真器是一个集成的产品，其核心是一个全面、强大的潮流计算程序。它能够有效地计算高达10,0000个节点的电力网络，因此当它作为一个独立的潮流分析软件包时，性非常实用。与其它商业潮流计算软件包不同，该软件可以让用户通过生动详细的全景图来观察电力系统。此外，系统模型可以通过使用仿真软件的图形编辑工具很容易地进行修改，用户只需轻轻点击几下鼠标就可以在检修期间切换线路、增加新的线路或发电机、确定新的交易容量。仿真器广泛地使用了图形和动画功能，大大地增强了用户对系统特性、问题和约束的理解，以便于用户对系统进行维护。它基本的工具包括经济调度、区域功率经济分配分析、功率传输分配因子计算算（PTDF）、短路分析以及事故分析等功能的工具。 2电力系统网络结构及参数 2.1 220kV分网结构和参数 图1 220kV分网结构和参数 500kV站（#1）的220kV母线视为无穷大母线，电压恒定在230kV。
日负荷率：0.85，日最小负荷系数：0.64 各线路长度如图所示。所有线路型号均为LGJ-2*300，基本电气参数为：正序参数：r = 0.054Ω/km, x = 0.308Ω/km, C = 0.0116 μF/km； 零序参数：r0 = 0.204Ω/km, x0 = 0.968Ω/km, C0 = 0.0078 μF/km； 40oC长期运行允许的最大电流：1190A。 燃煤发电厂G有三台机组，均采用单元接线。电厂220kV侧采用双母接线。发电机组主要参数如下表（在PowerWorld中选择GENTRA模型）： 稳定计算中平衡节点用一台大发电机代替，选定GENPWTwoAxis模型，把其中的H值设得非常大（如300.000），其他都用默认参数。 稳定仿真中发电机采用无阻尼绕组的凸极机模型。不考虑调速器和原动机模型。不考虑电力系统稳定器模型。励磁系统模型为： 图2 励磁系统模型 该模型在PowerWorld中为BPA_EG模型，主要参数如下：
《电力系统分析基础》习题
《电力系统分析基础》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。 17、电力线路一般以什么样的等值电路来表示？ 18、什么是变压器的短路试验和空载试验？从这两个试验中可确定变压器的哪些参数？ 19、变压器短路电压百分数U k%的含义是什么？ 20、双绕组变压器的等值电路与电力线路的等值电路有何异同？
电力系统三个实验
实验一：一机—无穷大系统稳态运行方式实验 一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。
实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验 在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表3-1 注：U Z —中间开关站电压； ?U —输电线路的电压损耗； △U —输电线路的电压降落
电力系统分析下随堂练习汇编
学习-----好资料 第一章电力系统概述 1. 发电机的额定电压与系统的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压比系统的额定电压（C ）。 A .高10% B .高2.5% C.高5% D.低5% 2. 考虑变压器的内部电压损耗，变压器的二次绕组的额定电压规定 比系统的额定电压（） A .高10% B .高7% C.高5% D .低5% 参考答案：A 3. 如果变压器的短路电压小于7%或直接与用户连接时，变压器的 二次绕组的额定电压规定比系统的额定电压（）。 A .高10% B .高7% C.高5% D .低5% 参考答案：C 4. 对电力系统运行的首要要求（）。 A .保证安全可靠供电 B .电能质量合乎要求 C .经济性良好 D .减小对生态有害影响 参考答案：A 5. 停电后可能发生危机人身安全的事故，或长时间扰乱生产秩序的电力负荷属于（） A ?三级负荷B. 二级负荷C. 一级负荷D?特级负荷 参考答案：C 6. 中断供电后可能造成大量减产，影响城市中大量居民的正常活动 的电力负荷属于（） A ?三级负荷B. 二级负荷C. 一级负荷D?特级负荷 参考答案：B 7. 我国电力系统的频率，正常运行时允许的偏移范围是（） A . ±）.7 Hz B. ±0.5 Hz C . ±0.2 Hz?±.5 Hz D. ±0.1 Hz?±7 Hz 参考答案：C 8. 我国35kV及以上电压等级的电力用户，供电电压正常允许的偏移范围是额定值的（） A . ±7% B . ±5% C. ±5% ~±7% D .方％?±10% 参考答案：B 9. 我国10kV及以上电压等级的电力用户，供电电压正常允许的偏移范围是额定值的（） A . ±5% B . ±7% C. ±5% ~±7% D . ±7% ?±10% 参考答案：B 10. 我国对6~10kV供电电压的波形畸变率限制范围是（） A . <+ 5% B . < 5% C. <+ 4%D . < 4% 参考答案：D 11. 我国对0.38kV供电电压的波形畸变率限制范围是（） A . <+ 5% B . < 5% C. <+ 4%D . < 4% 参考答案：B 12. 以下哪项不属于无备用接线的网络（） A .单回路放射式B.干线式C .树状网络 D .环形网络 参考答案：D 13. 将大容量发电厂的电能输送到负荷集中地区的电力网是（） A .高压网络B.低压网络C.输电网络D .配电网络 参考答案：C 14. 由（）的各种电器设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。 A .生产电能B.输送电能C.分配电能D.消费负荷 参考答案：ABCD 15. 以下选项中，哪些是与电能生产相关的动力部分（ABC ） A汽轮机和锅炉 B .火电厂热用户C.水轮机和水库D变电站 16. 电力网包括哪些部分（） A .变压器B.输电线路C.电力用户 D .发电厂参考答案：AB 17. 电力系统运行的特点（）。 A .稳定运行B.电能不能大量存储C.暂态过程非常短 D.与经济和生活密切相关 参考答案：BCD 18. 对电力系统运行的要求（）。 A .保证安全可靠供电B.电能质量合乎要求 C .经济性良好 D .减小对生态有害影响 参考答案：ABCD 19. 电力网的接线方式按供电可靠性可分类为（） A .开式网络接线B.有备用接线C?闭式网络接线 D.无备用接线 参考答案：BD 20. 电力网按其职能可以分为（） A .输电网络B.高压网络C .配电网络D .低压网络参考答案：AC 第二章电力系统元件模型及参数计算 1. 输电线路参数中，反映载流导线产生磁场效应的参数是（） A.电阻 B.电感 C.电导D .电容 参考答案：B 2. 输电线路参数中，反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导 线附近空气游离而产生有功功率损失的参数是（） A.电阻 B.电感 C.电导D .电容 参考答案：C 3. 输电线路参数中，反映带电导线周围电场效应的参数是（） A.电阻 B.电感 C.电导D .电容 参考答案：D 4. 当三相导线排列不对称时，一般采取什么措施使三相恢复对称 （） A .导线重组B.导线换位C .分裂导线 D .多股绞线 参考答案：B 5. 标幺制是一种（）。 A.绝对单位制B .相对单位制 C .相对有名制D有名单位制参考答案：B 6. 有几级电压的网络中，各元件参数的标幺值选取原则是（）。 A.统一基准功率，分段选取基准电压 B .分段选取基准功率和基准电压 C. 统一选取基准功率和基准电压 D. 统一基准电压，分段选取基准功率 参考答案：A 7. 变压器参数中，可由空载试验得到的参数是（）。 A .电阻B.电抗C.电导D .电纳 参考答案：CD 8. 变压器参数中，可由短路试验得到的参数是（）。 A .电阻B.电抗C.电导D .电纳 参考答案：AB
电力系统分析例题第三章例题
3．1 电网结构如图3—11所示，其额定电压为10KV 。已知各节点的负荷功率及参数： MVA j S )2.03.0(2+=， MVA j S )3.05.0(3+=， MVA j S )15.02.0(4+= Ω+=)4.22.1(12j Z ，Ω+=)0.20.1(23j Z ，Ω+=)0.35.1(24j Z 试求电压和功率分布。 解：（1）先假设各节点电压均为额定电压，求线路始端功率。 0068.00034.0)21(103.05.0)(2 2223232232323j j jX R V Q P S N +=++=++=?0019.00009.0)35.1(10 15.02.0)(2 2 224242242424j j jX R V Q P S N +=++=++= ?
则： 3068.05034.023323j S S S +=?+= 1519.02009.024424j S S S +=?+= 6587.00043.122423' 12j S S S S +=++= 又 0346 .00173.0)4.22.1(106587.00043.1)(2 2 212122' 12'1212j j jX R V Q P S N +=++=++=? 故： 6933.00216.112' 1212j S S S +=?+= （2） 再用已知的线路始端电压kV V 5.101=及上述求得的线路始端功率12S ，求出线路各点电压。 kV V X Q R P V 2752.05 .104.26933.02.10216.1)(11212121212=?+?=+=? kV V V V 2248.101212=?-≈
基于Matlab计算程序的电力系统运行分析
课程设计 课程名称：电力系统分析 设计题目：基于Matlab计算程序的电力系统运行分析学院：电力工程学院 专业：电气工程自动化 年级： 学生姓名： 指导教师： 日期： 教务处制
目录 前言 (1) 第一章参数计算 (2) 一、目标电网接线图 (2) 二、电网模型的建立 (3) 第二章潮流计算 (6) 一．系统参数的设置 (6) 二．程序的调试 (7) 三、对运行结果的分析 (13) 第三章短路故障的分析计算 (15) 一、三相短路 (15) 二、不对称短路 (16) 三、由上面表对运行结果的分析及在短路中的一些问题 (21) 心得体会 (26) 参考文献 (27)
前言 电力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算。即节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷.各点电压是否满足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。对现有电力系统的运行和扩建，对新的电力系统进行规划设计以及对电力系统进行静态和暂态稳定分析都是以潮流计算为基础。潮流计算结果可用如电力系统稳态研究，安全估计或最优潮流等对潮流计算的模型和方法有直接影响。 在电力系统中可能发生的各种故障中，危害最大且发生概率较高的首推短路故障。产生短路故障的主要原因是电力设备绝缘损坏。短路故障分为三相短路、两相短路、单相接地短路及两相接地短路。其中三相短路时三相电流仍然对称，其余三类短路统成为不对称短路。短路故障大多数发生在架空输电线路。电力系统设计与运行时，要采取适当的措施降低短路故障的发生概率。短路计算可以为设备的选择提供原始数据。