题 目: 电力系统分析潮流计算
初始条件：系统如图所示
T1、T2 SFL1-16000/110 (121±2×2.5%)/6.3
T3 SFL1-8000/110(110±5%)/6.3
T4 2×SFL1-16000/110(110±2×2.5%)/10.5
导线 LGJ-150
要求完成的主要任务:
1、计算参数，画等值电路；
2、进行网络潮流计算；
3、不满足供电要求，进行调压计算。
时间安排：
熟悉设计任务 5.27
收集相关资料 5.28
选定设计原理 5.29
计算分析及结果分析 5.30 --6.6
撰写设计报告 6.7
指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日
目录简述 2
1设计任务及要求分析 3
2潮流计算过程 4
2.1计算参数并作出等值电路 4 2.1.1输电线路的等值参数计算 4 2.1.2变压器的等值参数计算 4 2.1.3等值电路 6
3功率分布计算 7
4调压计算 10
5心得体会 11
参考文献 12
本科生课程设计成绩评定表 13
简述
潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。根据系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压（幅值和相角），各支路流过的功率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。
本次课程设计要求将系统中的元件转换为等值参数，并绘制出相应的等值电路，然后依据等值电路图计算网络中的功率分布、功率损耗和未知的节点电压。
最后还需进行检验，如不满足供电要求，还应进行调压计算。
关键词：潮流计算；等值电路；功率损耗；节点电压；调压
1设计任务及要求分析
设计任务：
图1 潮流计算用图
变压器T1、T2：SFL1-16000/110，（121±2×2.5﹪）/6.3，
ΔPk=100kW，ΔP0=10.5kW，Uk﹪=10.5，I0﹪=0.9；
变压器T3：SFL1-8000/110，（110±5﹪）/6.3，ΔPk=52kW，ΔP0=12.76kW,
Uk﹪=10.5，I0﹪=1.1；
变压器T4：2×SFL1-16000/110，（110±2×2.5﹪）/10.5，
ΔPk=62kW，ΔP0=11.6kW，Uk﹪=10.5，I0﹪=1.10。
导线型号均为LGJ-150，参数r0=0.21Ω/km，x0=0.4Ω/km，
b0=2.8×10-6S/km。
电网潮流计算
1.计算各元件参数，画出等值电路；
2.进行网络潮流计算；
3.不满足供电要求，进行调压计算。
要求分析：如图所示是一个闭环系统，但由于负载给出，线路长度已知，我们可以将该系统的潮流计算分解成4个开环单电源的潮流问题进行计算，并进行调压分析。
2潮流计算过程
2.1计算参数并作出等值电路
2.1.1输电线路的等值参数计算
（1）120Km线路
（2）100Km线路
（3）70Km线路
2.1.2变压器的等值参数计算
（1）变压器 T1，T2
Image
（2）变压器 T3
（3）变压器 T4
2.1.3等值电路
图2 等值电路图3功率分布计算
（1）T3变压器损耗
（2）两台T4变压器并联损耗
（3）100Km与70Km线路交点4 末端功率损耗
（4）120Km与100Km线路交点3末端功率损耗
（5）1、4间100Km线路损耗
（6）1、3间120Km线路损耗
（7）2、4间70Km线路损耗
（8）2、3间100Km线路损耗
（9）位置1点总损耗
（10）位置2点总损耗
年月日
三、计算分析题 1、图1.5.1所示电路，已知U =3V ，求R 。（2k Ω） 2、图1.5.2所示电路，已知U S ＝3V ，I S ＝2A ，求U AB 和I 。（1V 、5A ） 3、电路如图1.5.5所示，求10V 电压源发出的 功率。 （－35W ） 4、分别计算S 打开与闭合时图1.5.6电路中A 、B 两点的电位。（S 打开：A －10.5V,B －7.5V S 闭合：A 0V ，B 1.6V ） 5、试求图1.5.7所示电路的入端电阻R AB 。（150Ω） U － 图1.5.1 1Ω 图1.5.2 6V 图1.5.5 B －图1.5.6 Ω 图1.5.7
6、试求图2.4.1所示电路的电压U 。 7、已知图2.5.1电路中电压U =4.5V ，试应用已经学过的电路求解法求电阻R 。 （18Ω） 8、求解图2.5.2所示电路的戴维南等效电路。 （U ab =0V ，R 0=8.8Ω） 9、列出图2.5.4所示电路的结点电压方程。 解：画出图2.5.4等效电路图如下： 图2.5.1 9V 图2.5.2 2A Ω U 图2.4.1题电路
对结点A 对结点B 10、应用等效变换求图示电路中的I的值。（10分） 解：等效电路如下： 11、应用等效变换求图示电路中的I的值。
12、应用戴维南定理求解图示电路中的电流I 13、如下图所示，RL等于何值时，能得到最大传输功率P0max？并计算P0max 。
16、图示电路中，开关闭合之前电路已处于稳定状态，已知R1=R2=2Ω 解开关闭合后电感电流iL的全响应表达式。 17、图示电路中，t=0时开关闭合，闭合之前电路已处于稳定状态，请用三要素法求解开关闭合后电容电压uc的全响应表达式。
电力系统的潮流计算 西安交通大学自动化学院 2012.10 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' 12 j 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： 6933.00216.112'1212 j 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 12 S ，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=?-≈ kV V V V kV V X Q R P V 1508.100740.0) (24242 2424242424=?-≈?=+=? kV V V V kV V X Q R P V 1156.101092.0) (23232 2323232323=?-≈?=+=? （3）根据上述求得的线路各点电压，重新计算各线路的功率损耗和线路始端功率。 0066.00033.0)21(12.103.05.02 2 223j j S +=++=? 0018.00009.0)35.1(15 .1015.02.02 2 224j j S +=++=? 故 3066.05033.023323j S S S +=?+= 1518.02009.024424j S S S +=?+= 则 6584.00042.122423' 12 j S S S S +=++= 又 0331.00166.0)4.22.1(22 .106584.00042.12 2 212j j S +=++=? 从而可得线路始端功率 6915.00208.112 j S +=
基于MATLAB的电力系统潮流计算 %简单潮流计算的小程序，相关的原始数据数据数据输入格式如下： %B1是支路参数矩阵，第一列和第二列是节点编号。节点编号由小到大编写%对于含有变压器的支路，第一列为低压侧节点编号，第二列为高压侧节点%编号，将变压器的串联阻抗置于低压侧处理。 %第三列为支路的串列阻抗参数。 %第四列为支路的对地导纳参数。 %第五烈为含变压器支路的变压器的变比 %第六列为变压器是否是否含有变压器的参数，其中“1”为含有变压器，%“0”为不含有变压器。 %B2为节点参数矩阵，其中第一列为节点注入发电功率参数；第二列为节点%负荷功率参数；第三列为节点电压参数；第六列为节点类型参数，其中 %“1”为平衡节点，“2”为PQ节点，“3”为PV节点参数。 %X为节点号和对地参数矩阵。其中第一列为节点编号，第二列为节点对地%参数。 n=input('请输入节点数:n='); n1=input('请输入支路数:n1='); isb=input('请输入平衡节点号:isb='); pr=input('请输入误差精度:pr='); B1=input('请输入支路参数:B1='); B2=input('请输入节点参数:B2='); X=input('节点号和对地参数:X='); Y=zeros(n); Times=1; %置迭代次数为初始值 %创建节点导纳矩阵 for i=1:n1 if B1(i,6)==0 %不含变压器的支路 p=B1(i,1); q=B1(i,2); Y(p,q)=Y(p,q)-1/B1(i,3); Y(q,p)=Y(p,q); Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4); Y(q,q)=Y(q,q)+1/B1(i,3)+0.5*B1(i,4); else %含有变压器的支路 p=B1(i,1); q=B1(i,2); Y(p,q)=Y(p,q)-1/(B1(i,3)*B1(i,5)); Y(q,p)=Y(p,q); Y(p,p)=Y(p,p)+1/B1(i,3);
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（ ）。
电力系统潮流计算 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
电力系统 课程设计题目: 电力系统潮流计算 院系名称：电气工程学院 专业班级：电气F1206班 学生姓名： 学号： 指导教师：张孝远 1 2 节点的分类 (5) 3 计算方法简介 (6) 牛顿—拉夫逊法原理 (6) 牛顿—拉夫逊法概要 (6) 牛顿法的框图及求解过程 (8) MATLAB简介 (9) 4 潮流分布计算 (10)
系统的一次接线图 (10) 参数计算 (10) 丰大及枯大下地潮流分布情况 (14) 该地区变压器的有功潮流分布数据 (15) 重、过载负荷元件统计表 (17) 5 设计心得 (17) 参考文献 (18) 附录:程序 (19) 原始资料 一、系统接线图见附件1。 二、系统中包含发电厂、变电站、及其间的联络线路。500kV变电站以外的系统以一个等值发电机代替。各元件的参数见附件2。 设计任务 1、手动画出该系统的电气一次接线图，建立实际网络和模拟网络之间的联系。 2、根据已有资料，先手算出各元件的参数，后再用Matlab表格核算出各元件的参数。 3、潮流计算 1）对两种不同运行方式进行潮流计算，注意110kV电网开环运行。 2）注意将电压调整到合理的范围 110kV母线电压控制在106kV～117kV之间; 220kV母线电压控制在220 kV～242kV之间。 附件一：
72 水电站2 水电站1 30 3x40 C 20+8 B 2x8 A 2x31.5 D 4x7.5 水电站5 E 2x10 90+120 H 12.5+31.5 F G 1x31.5 水电站3 24 L 2x150 火电厂 1x50 M 110kV线路220kV线路课程设计地理接线示意图 110kV变电站220kV变电站牵引站火电厂水电站500kV变电站
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 1-2 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。 1-5 请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题： ⑴ 发电机G 、变压器1T 2T 3T 4T 、三相电动机D 、单相电灯L 等各元件的额定电压。 ⑵ 当变压器1T 在+%抽头处工作，2T 在主抽头处工作，3T 在%抽头处工作时，求这些变压器的实际变比。 1-6 图1-6中已标明各级电网的电压等级。试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。 1-7 电力系统结线如图1-7所示，电网各级电压示于图中。试求： ⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。 习题1-4图
⑵设变压器1T 工作于+%抽头， 2T 工作于主抽头，3T 工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。 1-8 比较两种接地方式的优缺点，分析其适用范围。 1-9 什么叫三相系统中性点位移它在什么情况下发生中性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压为什么增加3倍 1-10 若在变压器中性点经消弧线圈接地，消弧线圈的作用是什么 第二章 电力系统各元件的参数及等值网络 2-1 一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为LGJ —150，水平排列，其线间距离为4m ，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。 2-2 三相双绕组变压器的型号为SSPL —63000/220，额定容量为63000kVA ，额定电压为242/，短路损耗404=k P kW ，短路电压45.14%=k U ，空载损耗93=o P kW ，空载电流 41.2%=o I 。求该变压器归算到高压侧的参数，并作出等值电路。 2-3 已知电力网如图2-3所示： 各元件参数如下： 变压器：1T ：S =400MVA ，12%=k U ， 242/ kV 2T ：S =400MVA ，12%=k U ， 220/121 kV 线路：2001=l km, /4.01Ω=x km (每回路) 602=l km, /4.01Ω=x km 115kV T 1 T 2 l 1 l 2 习题2-3图
电力系统潮流分析 —基于牛拉法和保留非线性的随机潮流 ， 姓名：*** 学号：***
1 潮流算法简介 常规潮流计算 常规的潮流计算是在确定的状态下。即：通过已知运行条件（比如节点功率或网络结构等）得到系统的运行状态（比如所有节点的电压值与相角、所有支路上的功率分布和损耗等）。 常规潮流算法中的一种普遍采用的方法是牛顿-拉夫逊法。当初始值和方程的精确解足够接近时，该方法可以在很短时间内收敛。下面简要介绍该方法。 牛顿拉夫逊方法原理 对于非线性代数方程组式（1-1），在待求量x 初次的估计值(0)x 附近，用泰勒级数（忽略二阶和以上的高阶项）表示它，可获得如式（1-2）的线性化变换后的方程组，该方程组被称为修正方程组。'()f x 是()f x 对于x 的一阶偏导数矩阵，这个矩阵便是重要的雅可比矩阵J 。 12(,,,)01,2, ,i n f x x x i n == （1-1） (0)'(0)(0)()()0f x f x x +?= （1-2） ' 由修正方程式可求出经过第一次迭代之后的修正量(0)x ?，并用修正量(0)x ?与估计值(0) x 之和，表示修正后的估计值(1)x ，表示如下（1-4）。 (0)'(0)1(0)[()]()x f x f x -?=- （1-3） (1)(0)(0)x x x =+? （1-4） 重复上述步骤。第k 次的迭代公式为： '()()()()()k k k f x x f x ?=- （1-5） (1)()()k k k x x x +=+? （1-6） 当采用直角坐标系解决潮流方程，此时待解电压和导纳如下式： i i i ij ij ij V e jf Y G jB =+=+ （1-7） 假设系统的网络中一共设有n 个节点，平衡节点的电压是已知的，平衡节点表示如下。 n n n V e jf =+ （1-8） }
电力系统分析练习题 一、单项选择题 1.对电力系统的基本要求就是(A) A.保证供电可靠性、保证良好的电能质量、保证系统运行的经济性 B.保证供电可靠性、保证良好的电能质量、保证继电保护动作的选择性 C.保证供电可靠性与良好的电能质量 D.保证供电可靠性与系统运行的经济性 2.下图所示的电力系统中,变压器T1的额定变比应为(B) A.242/121/11kV B.220/121/11kV C.220/110/10kV D.242/121/10kV 3.连接220kV 电力系统与110kV 电力系统的降压变压器,其额定变比应为(D) A.220/110kV B.220/115、5kV C.242/121kV D.220/121kV 4.我国110kV 以上电力系统中性点通常采用的运行方式就是(B) A 、不接地 B 、直接接地 C 、经消弧线圈接地 D 、经电容器接地 5.电力系统中性点经消弧线圈接地时,应采用的补偿方式为(A) A.过补偿 B.欠补偿 C.全补偿 D.全补偿或欠补偿 6.采用同一型号导线的三相架空输电线路,相间距离增大时,其电容(B) A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定 7.架空输电线路采用分裂导线的目的就是(A) A 、减小线路电抗 B 、减小线路电阻 C 、减小线路电容 D 、增大线路电抗 8.三相架空输电线路导线全换位的目的就是(A) A.减小三相参数的不平衡 B.减小线路电抗 C.减小线路电容 D.提高输电线路的输送容量 9.变压器参数B T 由试验数据 确定。(2章)(B) A.%K U B.%0I C.0P ? D.K P ? 10.变压器的电抗参数 T X ,由实验数据 确定。(A) A 、%K U B 、%0I C 、0P ? D 、K P ? 11.变压器的电纳参数T G ,由实验数据 确定。(C) A.%K U B.%0I C.0P ? D.K P ? 12.变压器的电阻参数T R ,由实验数据 确定。(D) A.%K U B.%0I C.0P ? D.K P ? 13.如果三相功率基准值为b S 、线电压基准值为b U ,则阻抗基准值为(D) A.b b U S / B. b b U S 3/ C.2/b b U S D.b b S U /2 14.输电线路运行时,其始端电压电压与末端电压的大小关系就是(C) A.始端电压一定高于末端电压 B. 始端电压始终等于末端电压 C.在不计电压降落横分量影响情况下,PR+QX>0时,始端电压高于末端电压 D.在不计电压降落横分量影响情况下,PR+QX>0时,始端电压低于末端电压 15.输电线路的电压降落就是指(A) A 、线路始端电压与末端电压的相量差 B 、线路始端电压与末端电压的数值差 C 、线路始端电压与额定电压的数值差 D 、线路末端电压与额定电压的数值差
第一章 简单电力系统的分析和计算 一、 基本要求 掌握电力线路中的电压降落和功率损耗的计算、变压器中的电压降落和功率损耗的计 算；掌握辐射形网络的潮流分布计算；掌握简单环形网络的潮流分布计算；了解电力网络的简化。 二、 重点内容 1、电力线路中的电压降落和功率损耗 图3-1中，设线路末端电压为2U 、末端功率为222~jQ P S +=，则 （1）计算电力线路中的功率损耗 ① 线路末端导纳支路的功率损耗： 222 2* 222~U B j U Y S Y -=?? ? ??=? ……………（3-1） 则阻抗支路末端的功率为： 222~~~Y S S S ?+=' ② 线路阻抗支路中的功率损耗： ()jX R U Q P Z I S Z +'+'==?2 2 22222 ~ ……（3-2） 则阻抗支路始端的功率为： Z S S S ~ ~~21?+'=' ③ 线路始端导纳支路的功率损耗： 2121* 122~U B j U Y S Y -=?? ? ??=? …………（3-3） 则线路始端的功率为： 111~ ~~Y S S S ?+'= ~~~图3-3 变压器的电压和功率 ~2 ? U （2）计算电力线路中的电压降落 选取2U 为参考向量，如图3-2。线路始端电压 U j U U U δ+?+=2 1 其中 2 2 2U X Q R P U '+'= ? ； 222U R Q X P U '-'=δ ……………（3-4） 则线路始端电压的大小： ()()2 221U U U U δ+?+= ………………（3-5） 一般可采用近似计算： 2 2 2221U X Q R P U U U U '+'+ =?+≈ ………………（3-6）
电力系统分析计算题 1.假设电压U 1固定不变，试就图示系统分析为什么投入电容器C 后可以降低线损和提高电压U 2。 2. 试就图示系统分析为什么对中枢点U 1进行逆调压可以对负荷点电压U 2进行控制的原理。 3. 试就图示系统分析（a ）、（b ）两种情况下线路的电能损耗ΔA ，你的结论是什么？ 4.某负荷由发电厂经电压为110kV 的输电线路供电。 Ω, X=41Ω，C Q 2 1 =1.7Mvar ， 发 线路的参数为：R=17 电厂高压母线电压U 1=116kV, 线路末端负荷为20+j10 MVA,求输电线路的功率损耗和末端电压U 2（计及电压降落的横分量)。(12分) 5、某降压变电所装有两台并联工作的有载调压变压器，电压为110±5×2.5/11 kV ，容量为31.5MVA, 已知最大负荷时:高压母线电压为103 kV,两台变压器并列运行时的电压损耗为5.849 kV,最小负荷时: 高压母线电压为108.5 kV, 两台变压器并列运行时的电压损耗为2.631 kV 。变电所低压母线要求逆调压，试选择有载调压变压器分接头。(12分) 6.一双电源电力系统如下图所示，如在f 点发生b 、 P+jQ P+jQ S ~ （h ） （a ） （b ） 20+j10 MVA U 2 2 T 1 1 MVA X X j E d G 3013.013.01"2., ,. 1. === U K %=10.5 60MV A U K %=10.5 31.5MV A 80km X 1=0.4Ω/km X 0=3.5 X 1 MVA X X j E d G 60125.0125.01".2, ,. 2. ===
第三章 电力系统的潮流计算 3-1 电力系统潮流计算就是对给定的系统运行条件确定系统的运行状态。系 统运行条件是指发电机组发出的有功功率和无功功率（或极端电压），负荷的有 功功率和无功功率等。运行状态是指系统中所有母线（或称节点）电压的幅值和 相位，所有线路的功率分布和功率损耗等。 3-2 电压降落是指元件首末端两点电压的相量差。 电压损耗是两点间电压绝对值之差。当两点电压之间的相角差不大时， 可以近似地认为电压损耗等于电压降落的纵分量。 电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差。电压 偏移可以用kV 表示，也可以用额定电压的百分数表示。 电压偏移= %100?-N N V V V 功率损耗包括电流通过元件的电阻和等值电抗时产生的功率损耗和电压 施加于元件的对地等值导纳时产生的损耗。 输电效率是是线路末端输出的有功功率2P 与线路首端输入的有功功率 1P 之比。 输电效率= %1001 2 ?P P 3-3 网络元件的电压降落可以表示为 ()? ? ? ? ? +=+=-2221V V I jX R V V δ? 式中，?2V ?和? 2V δ分别称为电压降落的纵分量和横分量。 从电压降落的公式可见，不论从元件的哪一端计算，电压降落的纵、横分量计算公式的结构都是一样的，元件两端的电压幅值差主要有电压降落的纵分量决定，电压的相角差则由横分量决定。在高压输电线路中，电抗要远远大于电阻，即R X ??，作为极端的情况，令0=R ，便得 V QX V /=?，V PX V /=δ 上式说明，在纯电抗元件中，电压降落的纵分量是因传送无功功率而产生的，而电压降落的横分量则是因为传送有功功率产生的。换句话说，元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件，存在电压相角差则是传送有功功率的条件。 3-4 求解已知首端电压和末端功率潮流计算问题的思路是，将该问题转化成 已知同侧电压和功率的潮流计算问题。
目录 摘要................................................. - 1 - 1.设计意义与要求..................................... - 2 - 1.1设计意义 ...................................... - 2 - 1.2设计要求（具体题目）........................... - 2 - 2.题目解析........................................... - 3 - 2.1设计思路 ...................................... - 3 - 2.2详细设计 ...................................... - 4 - 2.2.1节点类型.................................. - 4 - 2.2.2待求量 ................................... - 4 - 2.2.3导纳矩阵.................................. - 4 - 2.2.4潮流方程.................................. - 5 - 2.2.5牛顿—拉夫逊算法.......................... - 6 - 2.2.5.1牛顿算法数学原理：................... - 6 - 2.2.5.2修正方程............................. - 7 - 2.2.5.3收敛条件............................. - 9 - 3.结果分析.......................................... - 10 - 4.小结.............................................. - 11 - 参考文献............................................ - 12 -
电力系统分析课程设计 设计题目9节点电力网络潮流计算 指导教师 院（系、部）电气与控制工程学院 专业班级 学号 姓名 日期
电气工程系课程设计标准评分模板
目录 1 PSASP软件简介 (1) 1.1 PSASP平台的主要功能和特点 (1) 1.2 PSASP的平台组成 (2) 2 牛顿拉夫逊潮流计算简介 (3) 2.1 牛顿—拉夫逊法概要 (3) 2.2 直角坐标下的牛顿—拉夫逊潮流计算 (5) 2.3 牛顿—拉夫逊潮流计算的方法 (6) 3 九节点系统单线图及元件数据 (7) 3.1 九节点系统单线图 (7) 3.2 系统各项元件的数据 (8) 4 潮流计算的结果 (10) 4.1 潮流计算后的单线图 (10) 4.2 潮流计算结果输出表格 (10) 5 结论 (14)
电力系统分析课程设计任务书9节点系统单线图如下： 基本数据如下：
表3 两绕组变压器数据 负荷数据
1 PSASP软件简介 “电力系统分析综合程序”（Power System Analysis Software Package,PSASP）是一套历史悠久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序，是高度集成和开发具有我国自主知识产权的大型软件包。 基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，PSASP可进行电力系统（输电、供电和配电系统）的各种计算分析，目前包括十多个计算机模块，PSASP的计算功能还在不断发展、完善和扩充。 为了便于用户使用以及程序功能扩充，在PSASP7.0中设计和开发了图模一体化支持平台，应用该平台可以方便地建立电网分析的各种数据，绘制所需要的各种电网图形（单线图、地理位置接线图、厂站主接线图等）；该平台服务于PSASP 的各种计算，在此之外可以进行各种分析计算，并输出各种计算结果。 1.1PSASP平台的主要功能和特点 PSASP图模一体化支持平台的主要功能和特点可概括为： 1. 图模支持平台具备MDI多文档操作界面，是一个单线图图形绘制、元件数据录入编辑、各种计算功能、结果显示、报表和曲线输出的集成环境。用户可以方便地建立电网数据、绘制电网图形、惊醒各种分析计算。人机交互界面全部汉化，界面良好，操作方便。 2. 真正的实现了图模一体化。可边绘图边建数据，也可以在数据已知的情况下进行图形自动快速绘制；图形、数据自动对应，所见即所得。 3. 应用该平台可以绘制各种电网图形，包括单线图、地理位置接线图、厂站主接线图等。 ●所有图形独立于各种分析计算，并为各计算模块所共享； ●可在图形上进行各种计算操作，并在图上显示各种计算结果； ●同一系统可对应多套单线图，多层子图嵌套； ●单线图上可细化到厂站主接线结构；
资料说明： 本资料由华北电力大学在校学生提供，为方便外校学生考研复习，我们整理了所有得专业课考研资料，上传了所有内部资料（视频除外）。 我们就是由一群“勇闯北京、热爱华电”得华电本校热血学生组成，本科时有本校得、外校得与跨专业得，现在全部考上华电研究生。 为了方便“立志考华电”学生交流，我们建立QQ群276540388，为大家免费答疑，分享华电最新消息，提高最新内部试题，各种疑难问题，我们都进最大努力帮助，只为“大华电，大电力，中国梦，梦华电！” 电力系统稳态分析题库 电力系统稳态分析思考题 第1章 1、请说明火力发电得能量转换过程。 2、电力系统中除火电、水电及核电以外得其它发电形式一般称为“新能源”，您能说出几种新能源 发电形式？ 3、火力发电使用得一次能源都有哪些？ 4、负荷成分主要就是什么？ 5、电力系统包括哪些主要组成部分？分别起哪些作用？ 6、什么就是电力网？什么就是动力系统？ 7、电力系统常用得结线图有几种？ 8、电力系统生产得特点就是什么？ 9、对电力系统运行得基本要求就是什么？ 10、电能质量得主要指标就是什么？ 11、考核电力系统运行经济性得指标就是什么？ 12、什么就是“有备用结线”？什么就是“无备用结线”？各有几种形式？ 13、我国电力系统3kV以上得额定电压等级就是什么？ 14、我国电力系统中性点得运行方式就是什么？ 15、什么就是“消弧线圈”？作用原理就是什么？ 16、升压变与降压变得变比有何区别？ 17、我国三峡电站将装设台水轮发电机组，每台额定容量为MW。 18、什么就是线路得经济输送功率与输送距离？ 19、什么就是“黑启动”？
20、*什么就是“能量管理系统（EMS）”？ 21、*您对电力市场了解多少？ 22、*什么就是高压直流（HVDC）输电系统？与交流输电相比有哪些优缺点？ 23、*什么就是灵活交流输电系统（FACTS）？ 第2章 1、“数学模型”得含义就是什么？ 2、什么就是发电机得“运行极限图（功率圆图）”？ 3、什么就是发电机“进相运行”？ 4、什么就是变压器得铜耗与铁耗？ 5、为什么说变压器得铜耗就是可变损耗？铁耗就是不变损耗？ 6、升压三绕组变压器三个绕组由内到外得排列顺序就是：中、低、高；降压三绕组变压器三个绕 组由内到外得排列顺序就是：低、中、高，为什么？ 7、采用扩径导线或分裂导线得主要目得就是什么？ 8、220kV与500kV线路上每串绝缘子得片数一般为多少？ 9、铝线与铜线得电阻率就是多少？ 10、架空输电线为什么要换位？何谓“完全换位”？ 11、架空输电线路得电抗一般为Ω/km左右。 12、架空输电线路得电纳一般为S/km左右。 13、正常得架空输电线路得电导一般为S/km左右。 14、架空线路与电缆线路在电气参数上主要有哪些差别？ 15、什么就是电晕？ 16、三相导线等间距水平排列时，边相导线与中间相导线哪个更容易发生电晕现象？ 17、计算线路得参数时，在什么情况下需要考虑分布参数特性？ 18、什么就是“平均额定电压”？它就是如何规定得？ 19、标么制与有名制有与区别？ 20、在等值电路中，线路得对地支路就是容性得，变压器得对地支路就是感性得，为什么？ 21、什么就是线路得“充电功率”？它对线路输送容量及系统运行有何影响？ 22、什么就是负荷特性？它有什么涵义？ 23、*什么就是负荷曲线？日负荷曲线与年负荷曲线各有何用处？ 24、*电力系统为什么要进行负荷预测？ 25、*日负荷曲线上如果有很大得“峰谷差”会对系统有何影响？有何办法减小它？ 第3章 1、什么就是“潮流计算”？它有什么作用？比较潮流计算与一般电路计算有何异同。 2、为什么潮流计算要计算功率与电压而不就是电流与电压？如果将功率换成电流对潮流计算会带 来什么影响？ 3、选择填空：在潮流计算中， （1）、功率（包括功率损耗）代表（三相）（单项）功率，单位就是（MV A、MW、Mvar）（kV A、kW、kvar）（V A、W、var）； （2）、电压代表（线）（相）电压，单位就是（kV）（V）； （3）、阻抗与导纳代表（单）（三）相参数，单位分别就是欧姆与西门子。 4、“电压降落（电压升高）”、“电压偏移（电压偏差）”、“电压调整”与“电压损耗”这些概念有
电力系统分析计算题 1.假设电压U I 固定不变，试就图示系统分析为什么投入电容器 示系统分析为什么对中枢点 压可以对负荷点电压 U 2进行 控制的原理 3. 试就图示系统分析（a ）、 4. 某负荷由发电厂经电压为 110kV 的输电线路供电。线路 的参数为：R=17Ω , X=41Ω , 1 Q C =1.7MVar ,发电厂 高压母线电压U 1=116kV,线路末端 负荷为20+j10 MVA,求输电线路的功率损耗和末端电压 U （计 及电压 降落的横分量）。（12分） U 1 F 20+j10 MVA 5、某降压变电所装有两台并联工作的有载调压变压器，电压为 110± 5X 2.5/11 kV ,容量为 31.5MVA,已知最大负荷时：高压母线电压为 103 kV,两台变压器并列运行时的电压损耗为 5.849 kV,最小负荷时：高压母线电压为108.5 kV,两台变压器并列运行时的电压损耗为 2.631 kV 。变 电所低压母线要求逆调压，试选择有载调压变压器分接头。 （12分） 1 T 1 2 一 S)—— S L T 2 U i R+jX □-√YY^ U 2 IC P+jQ C 后可以降低线损和提高电压 U 2 2.试就图 U i 进行逆调 U i R+jX ~L-√YYλ U 2 P+jQ （b 、两种情况下线路的电能 损耗Δ A ,你的结论是什 R+jX U N HS t ( h ) U 2
G 1 T 1 （1，1） E G 1" = j1 X 1 = 0.3 X 1 =X 2 X 1=X 2=0.3 E G2" X O =O.7 X 1 =X 2 =X O =0.1 j1 0.25 =X 0 =0.12 6. 一双电源电力系统如下图所示， 如在f 点发生b 、C 两相接地短路，求故障点处故障相电流I fb. （初始瞬间基波分量）（取S B =60MVA, U B 为各电压级的平均额定电压）（13分） 7. 如下图所示，一个地区变电所，由双回 110KV 线路供电，变电所装两台容量均为 X 2 -0.13 X 2 = 0.125 60MVA 分接头为110± 4× 2.5%/11KV 的变压器，已知每条线路的电抗为 29.2 Q ，每台变压器的电抗为 40.4 Ω （已归算到110KV 侧）,变电所低压母线归算到高压母线的电压在最大负荷时 U bmaX =100.5KV, 在最小负荷时 Umin =107.5KV,变电所低压母线要求逆调压，试配合变压器变比的选择，确定采用下 列无功补偿设备时的设备容量： 验）（12分） Ul 8. 有一电力系统如下图所示，变压器 T 1和变压器T 2的零序励磁电抗均为∞'若变压器 两相发生金属性接地短路，各元件参数如图中所示（折算到统一基准值）求故障点处的故障相电流 I fC 。 （初始瞬间基波分量）（13分） 31.5 MVA 、 10.5kv 115kv 10.5kv （1，1） E G1" = j1 U K %=10.5 31.5MVA X d ，，"13 80km X 1=0.4 Ω /km U K %=10.5 E G2J j1 X O =3.5 X 1 60MVA X d 7125 30MVA （1）补偿设备为静电电容器（2）补偿设备为调相机。（不要求校 110± 4× 2.5%∕11KV P+jQ T I 高压母线b 、C T 1 G 1 T 2 G 2 110KV T 2 G 2
电力系统潮流计算发展史 对潮流计算的要求可以归纳为下面几点： （1）算法的可靠性或收敛性 （2）计算速度和内存占用量 （3）计算的方便性和灵活性 电力系统潮流计算属于稳态分析范畴，不涉及系统元件的动态特性和过渡过程。因此其数学模型不包含微分方程，是一组高阶非线性方程。非线性代数方程组的解法离不开迭代，因此，潮流计算方法首先要求它是能可靠的收敛，并给出正确答案。随着电力系统规模的不断扩大，潮流问题的方程式阶数越来越高，目前已达到几千阶甚至上万阶，对这样规模的方程式并不是采用任何数学方法都能保证给出正确答案的。这种情况促使电力系统的研究人员不断寻求新的更可靠的计算方法。 在用数字计算机求解电力系统潮流问题的开始阶段，人们普遍采用以节点导纳矩阵为基础的高斯-赛德尔迭代法（一下简称导纳法）。这个方法的原理比较简单，要求的数字计算机的内存量也比较小，适应当时的电子数字计算机制作水平和电力系统理论水平，于是电力系统计算人员转向以阻抗矩阵为主的逐次代入法（以下简称阻抗法）。 20世纪60年代初，数字计算机已经发展到第二代，计算机的内存和计算速度发生了很大的飞跃，从而为阻抗法的采用创造了条件。阻抗矩阵是满矩阵，阻抗法要求计算机储存表征系统接线和参数的阻抗矩阵。这就需要较大的内存量。而且阻抗法每迭代一次都要求顺次取阻抗矩阵中的每一个元素进行计算，因此，每次迭代的计算量很大。 阻抗法改善了电力系统潮流计算问题的收敛性，解决了导纳法无法解决的一些系统的潮流计算，在当时获得了广泛的应用，曾为我国电力系统设计、运行和研究作出了很大的贡献。但是，阻抗法的主要缺点就是占用计算机的内存很大，每次迭代的计算量很大。当系统不断扩大时，这些缺点就更加突出。为了克服阻抗法在内存和速度方面的缺点，后来发展了以阻抗矩阵为基础的分块阻抗法。这个方法把一个大系统分割为几个小的地区系统，在计算机内只需存储各个地区系
“电力系统分析1”综合练习题 一、填空题 1.电力系统中性点接地方式可分为两大类：(1)中性点系统；(2)中 性点系统，其中又分为中性点系统和中性点经接地或高阻抗接地系统。 2.电力系统调频分为次调频和次调频。 3.为了保证可靠供电和良好的电能质量，电力系统有功功率必须在运行参 数下确定，而且还应有一定的。 4.对电力系统运行要求的三个内容是：（1），（2）， （3）。 5.电力线路的参数包含：，，，。 6.目前我国1lOkV及以上电力系统采用中性点方式；60kV及以下电力系 统采用中性点方式，其中35～60kV电力系统一般采用中性点接地，而3～10kV电力系统一般采用中性点方式。 7.电力系统的单位调节功率标志增加或减少时，在原 动机调速器和负荷本身的调节效应共同作用下电力系统频率。 8.电力系统中性点接地方式分为接地方式和接地方 式两种，其中接地方式又分为接地方式和接地方式。 9.变压器二次侧额定电压一般比电网额定电压高％。 10.电力系统的无功功率必须保持平衡，即无功功率与 平衡。这是保持电力系统的必要条件。 11.电力系统的电压偏移一般不超过用电设备额定电压的。频率偏移不 超过 Hz。 12.降压变压器一次侧电压等电压，二次侧电压(大容量)应比电压 高％。 13.潮流计算中把节点分为三类，它们是：节点，节点和节点。 14.在220kV以上的电力线路中，采用扩径导线是为了；这种导线人为的扩大 导线直径，但又不或者采用分裂导线，是将每相导线分裂成2～4根，并相互间保持一定距离，其作用是减小了和，但是线路的增大了。 15.中性点直接接地电力系统，当发生单相接地时即为，继电保护装 置立即，中性点不接电力系统，当发生单相接地时，不是，接地线路继电保护装置可以不只发出信号。 16.电力系统的供电负荷是指电力系统的综合用电加上电力网 的。 17.为了保证可靠供电和良好的电能质量，电力系统有功功率必须在运行参 数下确定，而且还应有一定的。 18.电力系统的无功负荷是以滞后运行的用电设备所吸收的无功功率，电力 系统的无功损耗是的无功功率损耗和的无功功率损耗。 19.电力系统的备用容量是以和的形式存在于系统中。 20.架空电力线路，在220kV线路中，为了减少和，采取扩
南京理工大学《电力系统稳态分析》 课程报告 XX 学号：51511000195 6 学院(系):自动化学院专业: 电气工程 题目: 基于牛顿-拉夫逊法的潮流计算例题编程报 告 任课教师伟硕士导师XX 2015年6月10号
基于牛顿-拉夫逊法的潮流计算例题编程报告 摘要：电力系统潮流计算的目的在于：确定电力系统的运行方式、检查系统中各元件是否过压或者过载、为电力系统继电保护的整定提供依据、为电力系统的稳定计算提供初值、为电力系统规划和经济运行提供分析的基础。潮流计算的计算机算法包含高斯—赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊法和P—Q分解法等，其中牛拉法计算原理较简单、计算过程也不复杂，而且由于人们引入泰勒级数和非线性代数方程等在算法里从而进一步提高了算法的收敛性和计算速度。同时基于MATLAB的计算机算法以双精度类型进行数据的存储和运算, 数据精确度高，能进行潮流计算中的各种矩阵运算，使得传统潮流计算方法更加优化。 一研究容 通过一道例题来认真分析牛顿-拉夫逊法的原理和方法（采用极坐标形式的牛拉法），同时掌握潮流计算计算机算法的相关知识，能看懂并初步使用MATLAB 软件进行编程，培养自己电力系统潮流计算机算法编程能力。 例题如下：用牛顿-拉夫逊法计算下图所示系统的潮流分布，其中系统中5为平衡节点，节点5电压保持U=1.05为定值，其他四个节点分别为PQ节点，给定的注入功率如图所示。计算精度要求各节点电压修正量不大于10-6。
二牛顿-拉夫逊法潮流计算 1 基本原理 牛顿法是取近似解x(k)之后，在这个基础上，找到比x(k)更接近的方程的根，一步步地迭代，找到尽可能接近方程根的近似根。牛顿迭代法其最大优点是在方程f(x)=0的单根附近时误差将呈平方减少，而且该法还可以用来求方程的重根、复根。电力系统潮流计算，一般来说，各个母线所供负荷的功率是已知的，各个节点的电压是未知的（平衡节点外）可以根据网络结构形成节点导纳矩阵，然后由节点导纳矩阵列写功率方程，由于功率方程里功率是已知的，电压的幅值和相角是未知的，这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。为了便于用迭代法解方程组，需要将上述功率方程改写成功率平衡方程，并对功率平衡方程求偏导，得出对应的雅可比矩阵，给未知节点赋电压初值，将初值带入功率平衡方程，得到功率不平衡量，这样由功率不平衡量、雅可比矩阵、节点电压不平衡量（未知的）构成了误差方程，解误差方程，得到节点电压不平衡量，节点电