电力系统稳态分析总复习

宁波大学信息学院电力系统稳态分析基础总复习•关于考试•主要教学内容及基本要求宁波大学信息学院关于考试考核方式：一页开卷，2小时可能题型:填空题、选择题、简答题、计算题成绩构成：卷面（50％）+平时（作业+出勤及课堂表现）（50％）2宁波大学信息学院主要内容第一章基本概念第二章主要元件的特性和数学模型第三、四章潮流计算第五、六章调频、调压3宁波大学信息学院第一章基本内容电力系统、电力网络和动力系统的概念★★电力系统的运行特点和应满足的基本要求★★电能质量的三个方面及衡量指标★★典型结线方式及其特点★★电力系统的额定电压等级★★中性点运行方式分类和适用电压等级★★4宁波大学信息学院1．电力系统的概念与组成。电力系统、动力系统等概念的含义：电力系统——生产、输送、分配和消耗电能的各种电器设备连接在一起而组成的整体。电力系统的组成：发电厂，电力网，负荷；电力网：输送、分配电能。包括升、降压变压器和各种电压等级的输电线路。2.电力系统的特点和要求。特点：电能不能大量存储；生产、输送、消费为一整体且暂态过程十分短暂；与国民经济各部门有着极为密切的关系。要求：（1）保证可靠地的持续供电（2）保证良好的电能质量（3）保证系统运行的经济性。（4）环保性。宁波大学信息学院3．电力系统的质量指标电能的质量指标：电压、频率、波形。4．电力系统与电气设备的额定电压。电气设备（发电机、变压器、线路、用电设备）的额定电压与电力系统额定电压之间的关系：用电设备：=线路额定电压发电机：比线路额定电压高5％变压器：一次侧=线路额定电压（发电机：5％）二次侧：升压的比线路额定电压高10％，另三种情况高5％宁波大学信息学院作业8.宁波大学信息学院5.电力系统的接线方式及电压等级电压等级（线电压）：3，6，10，35，110，220，330，500，750，1000KV接线方式：电力网接线方式：无备用（开式）和有备用（闭式）接线方式。无备用网络：放射式、干线式、链式等。该接线方式简单，投资少，运维方便；但供电可靠性低，电能质量较差。有备用接线：双回路的放射式、干线式、链式，双端供电、环网等接线。该接线复杂，投资多，运维复杂；但供电可靠性高，电能质量较好。宁波大学信息学院但3-6kvi30A10kvi20A35-60kvi10A6.中性点运行方式分类、特点和适用电压等级•中性点的运行方式有直接接地（经电阻接地）和不接地（中性点经消弧线圈接地）。•直接接地供电可靠性低。系统中一相接地，接地相电流很大，必须迅速切除接地相甚至三相。•不接地供电可靠性高，对绝缘水平的要求也高。系统中一相接地时，接地相电流不大，但非接地相对地电压升高为线电压。•我国110kV及以上或380/220v低压系统的中性点直接接地，60kV及以下系统中性点不接地。中性点经消弧线圈接地(过补偿)作业3.宁波大学信息学院电容效应就是容升效应宁波大学信息学院第二章基本内容发电机组的运行极限图★变压器的参数计算及数学模型★★★电力线路的参数及数学模型★★★线路结构、参数物理含义及影响因素★★等值电路★★负荷的定义、类型数学模型★电力系统的标幺制★★★11宁波大学信息学院•双绕组变压器的参数计算注意：UN－kV；损耗-KW;SN－MVA；折算到哪一侧参数，用哪一侧的额定电压UN。短路试验和空载试验NNNNTNTNNkTNNkTUUkUSIBUPGSUUXSUPR212020222/100%1000100%1000，，宁波大学信息学院•三绕组变压器的参数计算及绕组布置规律3.导纳及变比：同双绕组变压器2.电抗1.电阻3,2,1,100022iSUPRNNkiTi2/)(2/)(2/)(122331331231222331121kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP3,2,1,100%2iSUUXNNkii2/%]%%[%2/%]%%[%2/%]%%[%)21()13()32(3)13()32()21(2)32()13()21(1kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUU注：容量比不同，短路损耗数据要折算宁波大学信息学院lrSlR1rDxge1lg1445.0+0.0157，Ω/kmeqge1lg1445.0rDxm0157.0+，Ω/km）（kmSUPgg/100321(S/km)10lg58.761rDbge14-221n•输电线路参数计算jXR2Bj2Bj输电线路结构及参数宁波大学信息学院宁波大学信息学院分裂导线*req=?-req=[r*d^(n-1)]^(-n)宁波大学信息学院三绕组需折算Pk宁波大学信息学院宁波大学信息学院•标幺制一般选定SB（100MVA）和UB(多选为基本级额定电压（精确计算）或平均额定电压（近似计算）)。BBBBBBBBSUIUZUSI23,3•多电压等级电力系统的标么制精确计算时→需逐级归算宁波大学信息学院（1）“参数有名值先归算、然后取标幺值”先利用变压器变比将所有元件参数和电气量归算到基本级；然后利用基本级的基准值计算各元件及电气量的标幺值。（标么化在基本级完成）（2）“基准值先归算、然后取标幺值”利用变压器的变比和基本级的基准值（功率基准值、电压基准值）求其他电压等级的基准值（功率基准值、电压基准值）（标么化在各级电网完成）两种方法的计算结果是一样的，通常采用后者。标幺值的电压级归算1.逐级归算法（属精确计算,手算用）20-221宁波大学信息学院2.电压级归算——基本原则对多电压级网络，无论是标么制还是有名制，都需要将参数或变量归算至同一电压级——基本级。归算的基本原则(从低压侧逐级归算)：（书本Page-59）参数有名值先归算基准值先归算宁波大学信息学院作业14.电力系统参数如图所示，取基准值SB=220MVA，UB线路=209kV，试求其标么值等值电路。解：采用逐级归算中的基准值先归算。选定209KV线路为基本级.1.宁波大学信息学院2.3.4.宁波大学信息学院3.机算潮流的常用方法（“就地标么法”）：–第1步：选择全网统一的功率基准，选择各级电网的额定电压为各级基准电压（不用明确指定基本级）–第2步：将未经归算的各级有名值除以各级的基准值，折算为标么值–第3步：用变压器的非标准变比来补偿各级基准电压之比与变压器实际变比之间的差异——等值变压器模型105宁波大学信息学院一些常用的变比1.实际变比kk=U1t/U2tU1t、U2t:分别为与变压器高、低压绕组实际匝数相对应的电压。2.标准变比有名制：归算参数时所取的变比，一般取额定变比kN标幺制：归算参数时所取各基准电压之比kB3.非标准变比（变比的标幺值）k*k*=k/kN或k*=k/kB宁波大学信息学院k等值变压器模型的推导ZIZIIkYTYT1k2YTk1kkZTZTk21kZTkk1ZIZII以导纳表示以阻抗表示电力系统各元件的特性和数学模型26-221宁波大学信息学院第三章基本内容电力线路和变压器运行状况的计算和分析★★★功率损耗和电压降落的计算线路空载运行特性分析运算负荷和运算功率的概念及计算辐射型网络的潮流计算★★★环形网络的潮流计算★★★循环功率、功率分点的概念功率初分布、循环功率的计算宁波大学信息学院21222dUUUUjU2222PRQXUU2222PXQRUU11211dUUUUjU1112PRQXUU1112PXQRUU•电力线路和变压器运行状况的计算和分析1.电压降落RXj1U1~S2U2~S宁波大学信息学院宁波大学信息学院2.电压损耗3.电压偏移始端电压偏移：末端电压偏移：4.功率分布和功率损耗12100%100%NNUUUUU1100%NNUUU2100%NNUUU其他概念：电压调整、输电效率、电能损耗、最大负荷利用小时数、年负荷率、年负荷损耗率、全年电能损耗、线损率（网损率）宁波大学信息学院•功率损耗计算固定损耗变动损耗线路22233221010lSPQPRRUU22233221010lSPQQXXUU22212222j2j2j2j21~UBUBUBUBGUSy31-126宁波大学信息学院铭牌计算传统计算双绕组变压器0T222222TTT0T222222TTTQXUQPQQQPRUQPPPPYzYzNNkNkSISSUQPSSPP100%100%1000)(1000022T022T32-126宁波大学信息学院•输电线路运行特性•空载时•纯无功负荷及纯有功负荷的首末端电压12UU•运算负荷或运算功率：将发电厂或变电所(高压)母线上所连线路对地电纳中无功功率的一半并入等值负荷或者等值电源功率，称为变电所或发电厂的运算负荷。容升效应导致线路PI型等值电路中左右各jB/2对地电容长线路中不可忽视产生容性（充电）功率宁波大学信息学院宁波大学信息学院宁波大学信息学院宁波大学信息学院开式电力网的功率分布与电压计算过程，实际上是电力网环节功率与电压平衡关系的反复应用。即应用功率、电压平衡关系式逐个环节进行计算，最终求出整个电力网的潮流分布。（关键要分析题意，找出已知条件。）•辐射形网络的潮流37-126a.已知线路末端功率和电压b.已知线路始端功率和电压c.已知线路末端功率和始端电压宁波大学信息学院①计算环形网络中各母线的运算负荷，包括所连线路接地导纳中的功率及下属辐射形网络的总负荷及损耗。②从1点将网络打开，计算环形网络中的近似功率分布(力矩法)，并求出功率分点。③在无功功率分点处将负荷按近似功率分布结果分成两部分，并将环形网络分成两个辐射形网络，然后分别采用辐射形网络的潮流估算方法计算计及阻抗中损耗时的功率分布，再计算电压分布。•简单环形网潮流估算步骤：38-126*****231313232323****122313()aZZSZSZSZSSZZZZ*****231212233223****122313()bZZSZSZSZSSZZZZ宁波大学信息学院作业6.220kV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。图略宁波大学信息学院2019年12月3日星期二例3-4图为一个110kV的电力网，母线A为电源，其电压保持116kV。当取SB=100MVA，UB=110kV时，各母线负荷功率标幺值如图所示，求网络中的功率分布和母线B、C、及D电压。§3-3简单辐射形网络和闭式网络潮流计算ACACS~CDS~j0.007480.0781+j0.155B0.12+j0.040.0669+j0.1050.0893+j0.140j0.00489j0.0065ABS~0.1+j0.0620.0934+j0.091j0.01561''~CDS'~CDSD0.2+j0.1A0.12+j0.040.1+j0.0620.2+j0.10055.1AUBCD宁波大学信息学院2019年12月3日星期二解(1)计算辐射形网络CD段的功率分布§3-3简单辐射形网络和闭式网络潮流计算0156.0jj0.12.0~'CDSj0.08442.04480j0.2.0~''CDS8780j0.204.001561.0jj0.0887204.0~CDSj0.0731204.00065j0.00489j0.04j0.12.0~BS062j0.1.00065j0.00748j0.0731j0.