目录
一、需求分析 (2)
1.1概述 (2)
1.2安全稳定计算分析的目的 (3)
二、概要设计 (5)
2.1文档概述 (5)
2.2计算方法 (5)
2.2.1暂态稳定计算 (5)
三、详细设计 (6)
3.1 定义 (6)
3.2求解过程 (7)
3.3 系统的稳定计算框图 (7)
3.4模块设计说明 (9)
3.4.1模块描述 (9)
3.4.2暂态稳定计算的过程： (9)
3.4.3 C语言封装 (11)
四、使用说明 (15)
4.1功能及性能 (15)
4.2 输入项 (15)
4.2.1自动读取excel表格数据模式 (15)
4.2.2手动键入数据模式 (16)
4.3输出项 (16)
4.4算法 (16)
4.5流程逻辑 (16)
五、测试报告 (17)
5.1测试报告简介 (17)
5.1.1程序测试目的 (17)
5.1.2测试参考样本 (17)
5.1.3概述 (17)
5.1.4测试用例设计步骤 (18)
5.2测试摘要 (18)
5.2.1测试用例 (18)
5.2.2计算机计算过程 (21)
一、需求分析
1.1概述
电力系统的根本任务是合理开发能源，向电力用户提供安全可靠、质量合格和经济的电能。在这三个基本要求中，安全可靠供电是第一位的要求。就是说，必须首先保证电力系统的正常运行，而正常运行所不可缺少的最基本条件是安全和稳定。所谓安全，是指系统中所有的电力设备必须在不超过其允许的电压、电流和频率条件下运行，否则会造成设备的损坏。所谓稳定，是指电力系统经受扰动后能继续保持向负荷正常供电的状态，即具有承受扰动的能力。本章的目的是进行电力系统的稳定计算。
电力系统运行时，有三种必须同时满足的稳定性要求：同步运行稳定性、频率稳定性和电压稳定性。电力系统的同步运行稳定性，又称功角稳定性，是指电力系统中所有发电机组能否保持同步稳定运行的问题。当系统在某一正常状态下运行时，系统中所有发电机是保持同步的，它们的电气角速度一样，它们间的角度差为一常数，系统中每一点的电压、电流及功率也为常数。当受到某种扰动时，这些运行参数会发生变化，如经过一段时间后，系统能够回到原来的运行状态或者过渡到一个新的正常运行状态，则系统是同步稳定的。同步稳定的标志是各个发电机之间的功角差δij=δi?δj能保持有限值而不随时间无限增大。如果系统失去了同步运行稳定性，就会发生振荡，引起系统中各点的电压、电流和功率大幅度周期波动，从而无法向负荷正常供电，严重时将会造成电力系统大面积停电。电力系统的频率稳定性是指能否保持电能的频率指标正常。频率是电能质量的一个重要指标，它反映了电力系统中有功功率的平衡水平。由于电能不能大量储存，所以电能的生产、传输、分配和消费是同时进行的，即系统中所有发电厂任何时刻生产的电能必须与该时刻所有负荷所需的电能及传输、分配中损耗的电能之和相等，也就是必须满足有功平衡的等约束条件：P G∑=P G∑+ P L。在这种情况下，全系统的频率为一定值，且应维持在规定的允许范围内。如系统的有功电源不足，则频率下降，当频率下降到一定程度时，将引起系统崩溃，失去频率稳定性，造成全系统停电。电力系统的电压稳定性是指能否保持电能的电压指标正常。电压是电能质量的又一个重要指标，它反映电力系统中无功功率的平衡水平。电力系统正常运行时，全系统包括每一地区的无功功率应处于正常的平衡水平，从而各点电压在规定的允许范围之内。如全系统或某一地区的无功电源不足，将引起全系统或该地区电压水平的降低，当电压降到一定程度将引起电压崩溃，失去电压稳定性，造成受影响的地区停电。随着电力系统向大机组、大电网、高电压和远距离输电的发展，电压稳定问题更突出地暴露出来。近年来国际上有多次由于电压稳定问题引起的大面积长时间的停电事故发生。因此电压稳定问题引起了电力工业界更多的关注和重视。根据2004年IEEE电力系统稳定术语、定义工作小组的建议，对电压稳定的定义和分类有如下论述。电压稳定指的是在一个给定的初始运行状态承受扰动后维持所有母线稳态电压的能力。电压稳定问题分为大扰动电压稳定和小扰动电压稳定。大扰动电压稳定指的是在大扰动下（如系统故障、发电机跳闸等）维持稳态电压的能力。小扰动电压稳定指的是系统承受小扰动（如系统负荷变化）维持稳态电压的能力。电压稳定过程的时间可以从几秒变化到几十秒。因此电压稳定既可以是短期现象也可以是长期现象。短期电压稳定涉及到快速作用的负荷元件，如感应电动机、电子控制负荷和HVDC转换器。长期电压稳定涉及较慢作用的设备，如变压器抽头变化等。
目前对电压稳定的研究内容主要包括对电压崩溃现象机理探讨、电压稳定安全分析以及预防措施、电压稳定研究的负荷模型等。对电压稳定分析的主要方法有，基于物理概念的定
性分析、基于潮流方程的静态分析方法、基于线性化动态方程的小干扰法分析、基于非线性动态方程的时域仿真方法。对以上分析方法的研究有大量的研究成果，但对电压失稳机理的认识并还没有达到一致，有待进一步研究。
以上三种稳定性中，同步运行稳定性是最常发生、最受关注也研究得最多的一种稳定性，本章分析的就是这类稳定性。由于同步运行稳定性是由发电机转子运动的功率角δ表征的，因而同步运行稳定性计算的目标就是求取各发电机受扰后功率角随时间的变化情况而后进行稳定性判别。为此必须首先了解电力系统中各个旋转元件的机械和电气特性，简称机电特性。通常它们由一组非线性微分方程和代数方程描述，所以分析同步运行稳定性的一般方法就是：求解一组在一定初始条件下的非线性微分方程和代数方程，得到发电机发功率角δ随时间变化的曲线δ(t)，称为摇摆曲线，从而判断其稳定性。由于电力系统的复杂性，可以想见，这种大量非线性微分方程和代数方程的求解，只能借助计算机，采用一定的方法求解数值解，这类方法称为时域仿真法，或逐步分析法（SBS,step by step）。由于其工作量很大，所以人们一直在寻求一些简化方法：如对小扰动，可将非线性微分方程在运行点附近线性化，然后按线性系统的方法，根据其特征根在复平面上的位置判断稳定，称为小扰动法；或者更简单地，找到一些判据直接判断稳定；对大扰动，设法找到一种描述系统运动的能量函数，从能量的角度判断其稳定性从而避免求数值解，称为直接分析法。这些就是分析电力系统同步运行稳定性的方法。由于同步运行稳定性是电力系统在受到扰动后发电机转子运动的稳定性，所以它和扰动的大小有关。人们通常根据扰动的大小将其分为静态稳定性和暂态稳定性。电力系统的静态稳定性是指：如果在小扰动后系统达到扰动前一样或相近的稳定运行状态，则称系统对该特定运行情况为静态稳定，也称为小扰动下的稳定性。电力系统的暂态稳定性是指：如果在大扰动后系统达到允许的稳定运行情况，即仍能继续保持同步运行，则称系统对该特定运动情况和对该特定扰动为暂态稳定，也称为大扰动下的稳定性。
1.2安全稳定计算分析的目的
电力系统安全稳定计算分析的目的是通过对电力系统进行详细的仿真计算和分析研究，确定系统稳定问题的主要特征和稳定水平，提高系统稳定水平的措施和保证系统安全稳定运行的控制策略，庸医知道电网规划、计划、建设、生产运行以及科研、试验中的相关工作。
安全稳定计算分析的总体要求
电力系统安全稳定计算应根据系统的具体情况和要求，开展对系统的静态安全分析、静态稳定计算、暂态稳定计算、动态稳定九三、电压稳定计算、频率稳定计算以及再同步计算，并对计算结果进行认真、详细的分析，研究系统的基本稳定特性，检验规划电网的安全稳定水平，优化电网规划方案，提出保证电网安全稳定运行的控制策略和提高系统稳定水平的措施。
暂态稳定计算分析
暂态稳定是电力系统受到大扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力，通常保持第一、第一第二摇摆不失步的功角稳定，是电力系统功角稳定的一种形式。
暂态稳定计算分析的目的是在规定的运行方式和故障形态下，对系统的暂态稳定性进行校验，研究保证电网安全稳定的控制策略，并对继电保护和自动装置以及各种安全稳定措施提出相应的要求。
电力系统的暂态稳定性
电力系统的暂态稳定性是指电力系统在某一运行状态下收到大扰动后能否继续保持同步运行。如受到扰动后任意两台发电机之间功角差δij随时间一直增大，则不稳；如δij
不随时间无线增大，而保持有限值，则称该运行情况对特定扰动为暂态稳定。
针对上述电力系统暂态稳定性的定义，有如下几点说明：
（1）定义中的大扰动指短路、断线或线路以及符合的突然大变化等。上述大扰动中一般以短路挂号找你噶，特别是三相短路最严重。各国考个电力系统咱题啊稳
定性的标准不一。我国现对220kV以下电网，以三相短路为参考标准；对220kV
以上电网，以单相瞬时接地、故障后切除故障线路并重合闸成功作为系统必须
能承受的一组扰动。
（2）电力系统机电暂态稳定持续时间的长短既与扰动的大小有关，也与系统本上的状况有关，有的持续时间短，有的持续时间长，随所研究的问题的不同可对
不同长度的时段进行研究。为此暂态分析时可按时间将其分为三个阶段，在不
同阶段考虑的因素有所不同。
初始阶段：一般指故障1s内时间的阶段。此时电力系统的继电保护和断路器
动作，例如切除故障线路、重合闸、切除发电机等，但发电机的调节系统特别
是调速系统所起的作用不明显。
中间阶段：指从1~5s后的时间段，此时需要考虑发电机的调节系统。
后期阶段：指5s以后的时间段。此时需考虑动力部分的变化产生影响、系统
频率变化的影响以及低频捡灾等自动装置的作用等。
从而暂态分析可分为短期、中期和长期三种，本节对暂态稳定性的分析计算以
起始段为主，兼及发电机调节系统的影响。
（3）暂态稳定计算分析中常用假设主要有：
1）不计故障电流非周期分量的作用。这一方面是因为其衰减很快，大约
0.1s左右的时间即衰减完毕；另一方面，其产生在空间不懂磁场，它
与转子绕组中的直流电流互相作用所产生的转矩以同步频率周期变化，
平均值接近于0，对发电机转子的运动影响不大。同时，其为制动性
质，故忽略它后使计算结果偏于保守。
2）不计负序和零序电流的作用。由于负序电流产生的刺伤与转子绕组相
互作用形成的转矩以两倍频交变，平均值也接近0；零序电流昌盛的
合成磁场为零，不产生转矩，故可将其忽略。
3）不计阻尼功率PD。这一方面因为其值很小，对转子运动影响不大；另
一方面忽略它使计算偏于保守（以为其制动性质），易于为工程界接受。
（4）暂态稳定的分析方法从本质上讲师求解一组描述电力系统机电特性的方程，包括微分方程和代数方程，得到发电机功率角随时间变化的曲线——摇摆曲
线，从而判断系统的稳定性。为取微分方程的值解有多重，但均是将时间分成
小段求取各个时间的值。因此这类方法称为逐步积分法或时域仿真法。可以想
见，其工作量大，十分费时。为此人们一直在寻求一种避免求微分方程数值解
而直接判断稳定性的方法，称为暂态稳定性的直接分析法。
本文以单机无穷大系统的暂态稳定性为主要研究对象。
二、概要设计
2.1文档概述
文档主要描述单机无穷大系统的概要设计思想。
2.2计算方法
2.2.1暂态稳定计算
预防-校正法
先用欧拉法求得一个初步的近似值，称为预报值，然后用它替代梯形法右端的1i y +再直接计算1i f +，得到校正值1i y +，这样建立的预报-校正系统称为改进的欧拉格式：
预报值
()1,i i i i y y h f x y +=+?
校正值()()1(/2)[,1,1]i i i i i i y y h f x y f x y +=+?+++
它有下列平均化形式：
(),p i i i y y h f x y =+?
()1,c i i p y y h f x y =+?+
1()/2i p c y y y +=+
它的局部截断误差为O(h^3)，可见，改进欧拉格式较欧拉格式提高了精度，其截断误差比欧拉格式提高了一阶。
改进欧拉法
改进欧拉法是对欧拉算法的改进方法。微分方程的本质特征是方程中含有导数项，
数值解法的第一步就是设法消除其导数值，这个过程称为离散化。实现离散化的基本途径是用向前差商来近似代替导数，这就是欧拉算法实现的依据。欧拉(Euler)算法是数值求解中最基本、最简单的方法，但其求解精度较低，一般不在工程中单独进行运算。
模块概述
1、Eq 方程系数模块：求解Eq 方程的变量的系数；
2、Δ，Eq 的函数模块：求解Δ，Eq 的函数；
3、系数矩阵模块：求解状态方程组的系数矩阵；
4、方程的特征值模块：求解方程的特征值；
5、系统稳定性判断模块：判断系统是否稳定；
6、摇摆曲线模块：绘制系统摇摆曲线。
二、C 语言模块
C 语言模块的实现原理和matlab 模块是相似的，考虑到C 语言封装之后无需在matlab 环境下运行，提高了程序的兼容性，所以我们尝试实现了C 语言模块。
三、详细设计
3.1 定义
U ：系统电压
Eq0：空载电势
UG0：机端电压
Xe ：线路电抗
Xd ：同步电抗
Xzan ：暂态电抗
Xdxt ：系统同步电抗
1
1()()(,)n n t n n t u t u t f t u dt
++-=?[1()(,())2
n n n n t t f t u t +-≈]11(,())n n f t u t +++
Xxtzan：系统暂态电抗
Tj：惯性时间常数
Td0：励磁绕组时间常数
f：系统频率
P1：正常时最大功率
P2：故障时最大功率
P3：故障切除后最大功率
n：步长
CutTime：输入故障切除时间
3.2求解过程
①暂态稳定计算的求解过程大致可以分为以下步骤：
利用改进欧拉法求解转子运动方程。
②静态稳定计算的求解过程大致可以分为以下步骤：
1）列写方程并线性化；
2）将P e、E q和U G表为状态变量的函数；
3）形成系数矩阵A并判断系统稳定性。
3.3系统的稳定计算框图
图一、电力系统暂态稳定计算流程图
3.4模块设计说明
3.4.1模块描述
节点导纳矩阵模块:根据所给题目要求,输入相应矩阵,运行程序得出。
所需输入数据如下：
系统电压:
空载电势:
机端电压:
线路电抗:
同步电抗:
暂态电抗:
系统同步电抗:
系统暂态电抗:
惯性时间常数:
励磁绕组时间常数:
系统频率:
正常时最大功率:
故障时最大功率:
故障切除后最大功率:
步长:
输入故障切除时间：
3.4.2暂态稳定计算的过程：
预报——校正法：
求初始变化率
dx/dt|t
=f(x k?1，t k?1)
k?1
预报
x k p=x k?1+dx/dt|t
?t
k?1
求终了变化率
dx/dt|t
k
=f(x k p，t k)校正
x k c=x k?1+(dx/dt|t
k +dx/dt|t
k?1
)?t/2
转子运动方程
ds dt =
P m?P e
T J
=
P0?P eiM
T J
取角度δ的单位为度，故w N=360f N=180000/s（f N=50Hz）。
Matlab程序如下：
Wn=100*pi;
Xe=XT1+Xl+XT2;%线路电抗
Xd_all=Xe+Xd;
Xdd_all=Xe+Xdd;
I=(P0-Q0*j)/(Us);
Ed1=Us+Xdd_all*I*j;
Ed=sqrt(real(Ed1)^2+imag(Ed1)^2); %计算暂态电抗后电势
disp(Ed);
Delta(1)=atan(imag(Ed1)/real(Ed1)); %计算初始功角
disp(Delta(1));
S(1)=1;%初始转速为1
t(1)=0;
Xl0=4*Xl;
Xhe2=(X2+XT1)*(Xl+XT2)/(X2+XT1+Xl+XT2);
Xhe0=XT1*(Xl0+XT2)/(XT1+Xl0+XT2);
Xdelta=Xhe2*Xhe0/(Xhe2+Xhe0);
Xii=(Xdd+XT1)+(Xl+XT2)+(Xdd+XT1)*(XT2+Xl)/Xdelta;
P2M=Ed*Us/Xii; %计算故障期间相应的最大电磁功率Pem1 Xiii=Xdd+XT1+2*Xl+XT2;
P3M=Ed*Us/Xiii; %计算故障后取相应的最大电磁功率Pem2 h=0.001;%步长
Duration=2;%设置计算时段长度2s
%改进欧拉法
for i=1:round(CutTime/h)
d(i)=(S(i)-1)*Wn;
o(i)=(P0-P2M*sin(Delta(i)))/Tj;%时段初变化率
Delta(i+1)=Delta(i)+d(i)*h;
S(i+1)=S(i)+o(i)*h;%时段末估计值
dd(i)=(S(i+1)-1)*Wn;
oo(i)=(P0-P2M*sin(Delta(i+1)))/Tj;%时段末变化率
Dav(i)=(d(i)+dd(i))/2;
Oav(i)=(o(i)+oo(i))/2;%平均变化率
三．简答题：（每小题5分，共25分） 1、对电力系统的基本要求是什么？ 2、对调频电厂的基本要求是什么？什么电厂最适宜担负系统调频电厂？ 3、什么叫功率分点？标出下图所示电力系统的功率分点。 4、在下图所示的电路中，变压器的实际变比如图所示，并联运行的两台变压器中有无循环 功率存在？为什么？如果循环功率存在的话，请指出循环功率的方向。 5、在无功电源不足引起电压水平普遍偏低的电力系统中，能否通过改变变压器变比调压？ 为什么？ 四．计算题：（共50分） 1、某35KV电力系统采用中性点经消弧线圈接地的运行方式，已知35KV线路长度为100公里，线路每相的对地电容为，单相接地时流过接地点的电流为3.6安培，求消弧线圈的 电感值。（10分） 2、110kv降压变压器铭牌数据为： ①计算变压器的参数（归算到110KV侧）； ②画出变压器的形等值电路。（10分） 3、某地方电力网的等值电路如下图，有关参数均已标于图中，求网络的初步功率分布标出 其功率分点，并计算其经济功率分布。（10分） 4、联合电力系统的接线图及参数如下，联络线的功率传输限制为300MW，频率偏移超出才进行二次调频，当子系统A出现功率缺额200MW时，如系统A不参加一次调频，联络线 的功率是否越限？（10分）
5、某降压变电所装有一台容量为10MVA，电压为的变压器。已知：最大负荷时变压器高压侧电压为114KV，归算到高压侧的变压器电压损耗为5KV；最小负荷时变压器高压侧电压为115KV，归算到高压侧的变压器电压损耗为3KV。现要求在低压母线上实行顺调压（最大负荷时要求电压不低于线路额定电压的倍；最小负荷时要求电压不高于线路额定电压的 倍），试选择变压器的分接头。（10分） 三．简答题：（每小题5分，共25分） 1、答：对电力系统的基本要求有：满足用户对供电可靠性的要求（2分）；具有良好的电能质量（2分）；电力系统运行的经济性要好（1分）。（意思对即可得分） 2、答：对调频厂的基本要求是①具有足够的调节容量；（1分）②调节速度要快；（1分） ③调节过程的经济性要好（1分）。具有调节库容的大型水电厂最适宜作为调频电厂（2分）。 3、答：电力系统中如果某一负荷点的负荷功率由两侧电源供给，则该负荷点就是功率分点，功率分点又分为有功功率分点和无功功率分点（3分），分别用“▼”和“▽”标注。图示电力系统中负荷点2为有功功率分点（1分），负荷点3为无功功率分点（1分）。 4、答：有循环功率存在（3分）。因为上述网络实际上是一个多电压等级环网，两台变压 器的变比不匹配（如取绕行方向为顺时针方向，则,所以存在循环功率（1分）；循环功率的方向为逆时针方向（1分）。 5、答：不能（3分），因为改变变压器的变比并不能改善电力系统无功功率平衡状态（2分）。 四．计算题：（共50分） 1、解： 单相接地短路时的原理电路图和相量图如下：
1.求所示电路的电流I。 2.先将电路图ab左端电路进行化简，再计算电流i。 3.求电路的电流I。
4.图中负载电阻R 可变，求R 获得最大功率时的值及最大功率。 5.电路如图所示，求电流I 。 6.有一幢五层建筑，每层20个房间，每间装有220 V ，60W 白炽灯两盏，每天使用4小时。改用40W 日光灯后，每房间只需要一盏。问每月节省多少电能?每月按30天计算。 用白炽灯时，每月消耗电能 7.电路如图3-2所示，其中20s I A =∠g o ，求电压U g 。（10分） 1Ω -j0.5Ω j1Ω 图3-2 Is U
8. 电路见图4，R L =10Ω，试用戴维南定理求流过R L 的电流。(8分) 9.利用三要素法，开关闭合前电路已达到稳态，求开关闭合后电容的电压()c u t 。 10.电源内阻R i =2.7K Ω，电压U s =2.7V ，向R L =300Ω的负载传输信号，求 （1）负载与电源直接连接，负载获得的功率； （2）负载经理想变压器与电源连接，负载获得的功率，设变压器的变比为2，3，4。 + - Ω2-V 5+- C F 1Ω2V 60=t
11.电路如图,S 闭合前电路处于直流稳态。求换路后的u c(t ),i (t )。 12开关动作前电路已处于稳态。求t ≥0时i L(t )，u L(t ) ，并求t =(1/3)s 时电感中的磁场能量。 13.换路前电路处于稳态。求电容电压u (t )的零输入响应、零状态响应、完全响应以及稳态响应和瞬态响应。 电路如图，t =0时S 闭合，求t ≥0时的)(),(t u t i L L 。
电气工程学院 《电力系统分析综合实验》2017年度PSASP实验报告 学号： 姓名： 班级：
实验目的： 通过电力系统分析的课程学习，我们都对简单电力系统的正常和故障运行状态有了大致的了解。但电力系统结构较为复杂，对电力系统极性分析计算量大，如果手工计算，将花费 大量的时间和精力，且容易发生错误。而通过使用电力系统分析程序PSASP，我们能对电 力系统潮流以及故障状态进行快速、准确的分析和计算。在实验过程中，我们能够加深对电力系统分析的了解，并学会了如何使用计算机软件等工具进行电力系统分析计算，这对我们以后的学习和工作都是有帮助的。 潮流计算部分： 本次实验潮流计算部分包括使用牛顿法对常规运行方式下的潮流进行计算，以及应用PQ分解法规划运行方式下的潮流计算。在规划潮流运行方式下，增加STNC-230母线负荷的有功至1.5.p.u，无功保持不变，计算潮流。潮流计算中，需要添加母线并输入所有母线 的数据，然后再添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路，输入这些元件的数据。对运行方案和潮流计算作业进行定义，就可以定义的潮流计算作业进行潮流计算。 因为软件存在安装存在问题，无法使用图形支持模式，故只能使用文本支持模式，所以 无法使用PSASP绘制网络拓扑结构图，实验报告中的网络拓扑结构图均使用Visio绘制， 请见谅。 常规潮流计算： 下图是常规模式下的网络拓扑结构图，并在各节点标注电压大小以及相位。 下图为利用复数功率形式表示的各支路功率（参考方向选择数据表格中各支路的i侧母
线至j侧），因为无法使用图形支持模式，故只能通过文本支持环境计算出个交流线功率，下图为计算结果。
电力系统计算程序设计（包含matlab源程序）
广西大学电气工程学院 2007年1月 第一章原始数据 电力系统原始数据是电力系统计算的基础。电力系统每个计算程序都要求输入一定的原始数据，这些数据可以反映电力网络结构、电力系统正常运行条件、电力系统各元件参数和特性曲线。不同的计算程序需要不用的原始数据。 第一节电力网络的描述 电力网络是由输电线路、电力变压器、电容器和电抗器等元件组成。这些元件一般用集中参数的电阻、电抗和电容表示。为了表示电力网络中各元件是怎样互相连接的，通常要对网络节点进行编号。电力网络的结构和参数由电力网络中各支路的特性来描述。 1.1.1 线路参数 在电力系统程序设计中，线路参数一般采用线路的Π型数学模型，即线路用节点间的阻抗和节点对地容性电纳来表示，由于线路的对地电导很小，一般可忽略不计。其等价回路如下： r+jx -jb/2 对于线路参数的数据文件格式一般可写为： 线路参数（序号，节点i，节点j，r，x，b/2） 1.1.2 变压器参数
在电力系统程序设计中，变压器参数一般采用Π型等值变压器模型，这是一种可等值地体现变压器电压变换功能的模型。在多电压级网络计算中采用这种变压器模型后，就可不必进行参数和变量的归算。双绕组变压器的等值回路如下： k Z T k:1 Z T (a)接入理想变压器后的等值电路(b) 等值电路以导纳表示 (c) 等值电路以导纳表示 三绕组变压器的等值回路如下： 综合所述，三绕组变压器的等值电路可以用两个双绕组变压器的等值电
路来表示。因此，对于变压器参数的数据文件格式一般可写为：变压器参数（序号，节点i，节点j，r，x，k0） 其中，k0表示变压器变比。 1.1.3对地支路参数 对地支路参数一般以导纳形式表示，其等价回路如下： i g-jb 对地支路参数的数据文件格式一般可写为： 接地支路参数（序号，节点i，g i，b i） 第二节电力系统运行条件数据 电力系统运行条件数据包括发电机（含调相机）所连接的节点号、有功与无功功率；负荷所连接的节点号、有功与无功功率；PV节点与给定电压值；平衡节点的节点号与给定电压值。 1.2.1节点功率参数 电力系统中有流入流出功率的称为功率节点，有流入功率的称发电节点，一般为各发电站、枢纽变电站等节点；有流出功率的称负荷节点。对于电力系统稳态计算来说，功率节点都用有功功率P和无功功率Q来简单表示。其等价回路如下： Q G P G P L Q L 节点功率参数的数据文件格式一般可写为：
============================================================ 电网互联技术可以合理利用能源资源，具有显著的经济效益，因而得到了十分迅速的发展，但它同时也带来了一些新的问题。 随着电力网络互联程度的不但提高，系统越来越庞大，运行方式越来越复杂，保证系统安全可靠运行的难度也越来越大，使电网的安全稳定问题越来越突出。在现代大电网中，各区域、各部分互相联系、密切相关、在运行过程中互相影响。如果电网结构不完善，缺少必要的安全措施，一个局部的小扰动或异常运行也可能引起全系统的连锁反应，甚至造成大面积的系统瓦解。 电力系统受干扰后，凭借系统本身固有能力和控制设备的作用，在有限的时 才会稳定，只要时间间隔略大，其解就会不稳定。目前很难去精确地去定义哪些微分方程是刚性方程，但是大体的想法是：这个方程的解包含有快速变化的部分。 目前，电力系统暂态稳定分析方法基本分为两种。 1、数值积分方法 又称间接法，其基本思想是用数值积分方法求出描述受扰运动微分方程组的时间解，然后用各发电机转子之间相对角度的变化判断系统的稳定性。数值积分法由于可以适应各种不同详细程度的元件数学模型，且分析结果准确、可靠，所以得到了广泛的实际应用，并一直作为一种标准方法来考察其他分析方法的正确性和精度。 2、直接法 不需要求解微分方程组，而是通过构造一个类似于“能量”的标量函数，即李雅普诺夫函数，并通过检查该函数的时变性来确定非线性系统的稳定性质，它是一种定性的方法。由于构造李雅普诺夫函数比较困难，因此目前电力系统暂态稳定分析的直接法仅限于比较简单的数学模型，或用暂态能量函数近似李雅普诺夫函数，其分析结果尚不能令人完全满意。 ?1、微分方程： 在暂态稳定计算程序中，一般对发电机、励磁系统、原动机、调速系统和感应电动机负荷等元件分别设置一些典型的数学模型。这些典型的数学模型既考虑类型的区别(例如汽轮机和水轮机的区别)，又考虑不同的精度要求(例如考虑或不考虑阻尼绕组等)。 ?2、代数方程： 代数方程式的形成与所采用的计算方法有关。当采用交替求解法时，代数方程通常只含网络方程，其中各节点的注人电流由发电机定子电压平衡方程、负荷功率或感应电动机定子电流电压方程决定。
课程设计报告 学生姓名:学号： 学院:电气工程学院 班级: 题目: 电力系统潮流计算 职称: 副教授 指导教师：李翠萍职称: 副教授 2014年 01月10日
1 潮流计算的目的与意义 潮流计算的目的：已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。 潮流计算的意义： (1)在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。 (2)在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对规划、基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议。 (3)正常检修及特殊运行方式下的潮流计算,用于日运行方式的编制,指导发电厂开机方式,有功、无功调整方案及负荷调整方案,满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。 (4)预想事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案。 2 潮流计算数学模型 1.变压器的数学模型： 变压器忽略对地支路等值电路：
2.输电线的数学模型： π型等值电路： 3 数值方法与计算流程 利用牛顿拉夫逊法进行求解，用MATLAB 软件编程，可以求解系统潮流分 布根据题目的不同要求对参数进行调整，通过调节变压器变比和发电厂的电压，求解出合理的潮流分布，最后用matpower 进行潮流分析，将两者进行比较。 牛顿—拉夫逊法 1、牛顿—拉夫逊法概要 首先对一般的牛顿—拉夫逊法作一简单的说明。已知一个变量X 函数为： 0)(=X f 到此方程时，由适当的近似值) 0(X 出发，根据： ,......)2,1() ()() ()() () 1(='-=+n X f X f X X n n n n 反复进行计算，当) (n X 满足适当的收敛条件就是上面方程的根。这样的方 法就是所谓的牛顿—拉夫逊法。 这一方法还可以做下面的解释，设第n 次迭代得到的解语真值之差，即) (n X 的误差为ε时，则： 0)()(=+εn X f 把)() (ε+n X f 在) (n X 附近对ε用泰勒级数展开 0......)(! 2)()()()(2 )() () (=+''+ '+=+n n n n X f X f X f X f εεε 上式省略去2ε以后部分 0)()()()(≈'+n n X f X f ε
1、 三绕组变压器的参数和等值电路 计算三绕组变压器参数的方法与计算双绕组变压器时没有本质区别，但由于三绕组变压器各绕组的容量比有不同组合，各绕组在铁芯上的排列也有不同方式，计算时需注意。三个绕组的容量比相同（100/100/100）时，三绕组变压器的参数计算和等值电路如下所示；三个绕组的容量比不同（100/100/50、100/50/100）时，制造厂提供的短路损耗需要归算，计算方法参看例2-3。 （1） 电阻 先根据绕组间的短路损耗P k ( 1-2 )、P k ( 1-3 )、P k ( 2-3 )求解各绕组的短路损耗 ()()()[ ]()()() [ ]()()() [ ] ???? ?? ???-+=-+=-+= ---------2132313313221232312112 1 212 1 k k k k k k k k k k k k P P P P P P P P P P P P …………………（2-11） 然后计算各绕组电阻 2 112 2 222 2 332 100010001000k N T N k N T N k N T N P U R S P U R S P U R S ?=? ??=? ??=?? ()()()[] ()()()[] ()()()[] ?? ? ?? ???? -+=-+=-+=---------%%%21%%%%21%%%%21%213231331322123231211k k k k k k k k k k k k U U U U U U U U U U U U （2） 电抗 先由各绕组之间的短路电压百分数U k (1-2)%、U k (1-3)%、U k (2-3)% 求解各绕组的短路电压百分数然后求各绕组的电抗
第一章电力系统的基本概念 1．思考题、习题 1-1．电力网、电力系统和动力系统的定义是什么 答：由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的网络称为电力网。 把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起组成的整体称为电力系统。 发电厂的动力部分和电力系统合在一起称为动力系统。 1-2．对电力系统运行的基本要求是什么 答：（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。 1-3．何为电力系统的中性点其运行方式如何它们有什么特点我国电力系统中性点运行情况如何答：星型连接的变压器或发电机的中性点就是电力系统的中性点。中性点的运行方式有直接接地和不接地以及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及以上的系统中性点直接接地，60kV及以下系统中性点不接地。 1-4．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 中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，接地相电压为0 倍，即升高为线电压。单项接地电流为容性。接地相的对地电容电流应为其它两非接地相电容电流之和， 倍非接地相对地电容电流，也就等于正常运行时一相对地电容电流的3倍。（可画向量图来解释） 1-5．消弧线圈的工作原理是什么补偿方式有哪些电力系统一般采用哪种补偿方式为什么 消弧线圈就是电抗线圈。中性点不接地系统中一相接地时，接地点的接地相电流属容性电流，通过装消弧线圈，接地点的接地相电流中增加了一个感性分量，它和容性电流分量相抵消，减小接地点的电流。使电弧易于熄灭，提高了供电可靠性。 补偿方式有欠补偿和过补偿，欠补偿就是感性电流小于容性电流的补偿方式，过补偿就是感性电流大于容性电流的补偿方式。电力系统一般采用过补偿方式。因为随着网络的延伸，电流也日益增大，以致完全有可能使接地点电弧不能自行熄灭并引起弧光接地过电压，所以一般采用过补偿。 1-6．目前我国电力系统的额定电压等级有哪些额定电压等级选择确定原则有哪些 答：我国电力系统的额定电压等级有3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、154kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV。 额定电压等级选择确定原则有：用电设备的额定电压=系统额定电压。发电机的额定电压比系
本科生实验报告 实验课程电力系统分析 学院名称核技术与自动化工程学院 专业名称电气工程及其自动化 学生姓名 学生学号 指导教师顾民 实验地点6C901 实验成绩
二〇一五年十月——二〇一五年十二月 实验一MATPOWER软件在电力系统潮流计算中的应用实例 一、简介 Matlab在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真模块(Power System Blockset 简称PSB)来完成。Power System Block是由TEQSIM公司和魁北克水电站开发的。PSB是在Simulink环境下使用的模块,采用变步长积分法,可以对非线性、刚性和非连续系统进行精确的仿真，并精确地检测出断点和开关发生时刻。PSB程序库涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本元件和系统仿真模型。通过PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。PSB程序块程序库中的测量程序和控制源起到电信号与Simulink程序之间连接作用。PSB程序库含有代表电力网络中一般部件和设备的Simulink程序块，通过PSB 可以迅速建立模型，并立即仿真。 1)字段baseMVA是一个标量，用来设置基准容量，如100MVA。 2)字段bus是一个矩阵，用来设置电网中各母线参数。 ①bus_i用来设置母线编号(正整数)。 ②type用来设置母线类型, 1为PQ节点母线, 2为PV节点母线, 3为平衡(参考)节点母线，4为孤立节点母线。 ③Pd和Qd用来设置母线注入负荷的有功功率和无功功率。 ④Gs、Bs用来设置与母线并联电导和电纳。 ⑤baseKV用来设置该母线基准电压。 ⑥Vm和Va用来设置母线电压的幅值、相位初值。 ⑦Vmax和Vmin用来设置工作时母线最高、最低电压幅值。 ⑧area和zone用来设置电网断面号和分区号，一般都设置为1，前者可设置范围为1～100，后者可设置范围为1～999。 3)字段gen为一个矩阵，用来设置接入电网中的发电机(电源)参数。 ①bus用来设置接入发电机(电源)的母线编号。 ②Pg和Qg用来设置接入发电机(电源)的有功功率和无功功率。 ③Pmax和Pmin用来设置接入发电机(电源)的有功功率最大、最小允许值。 ④Qmax和Qmin用来设置接入发电机(电源)的无功功率最大、最小允许值。 ⑤Vg用来设置接入发电机(电源)的工作电压。 1.发电机模型 2.变压器模型 3.线路模型 4.负荷模型 5.母线模型 二、电力系统模型 电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网,它包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路、动力系统、电力系统和电力网简单示意如图
电力系统稳态分析 一、单项选择题（本大题共10分，共 10 小题，每小题 1 分） 1. 双绕组变压器的变比为110±8×1.25%/11，+4档分接头对应的变比为（）。 A. 114.5/11 B. 115.5/11 C. 116.5/11 D. 117.5/11 2. 电力网络的无备用接线不包括（）。 A. 单回路放射式 B. 单回路干线式 C. 单回路链式网络 D. 两端供电网络 3. 下列说法不正确的是（）。 A. 中性点经消弧线圈接地时，有过补偿和欠补偿之分。 B. 欠补偿是指消弧线圈中的感性电流小于容性电流时的补偿方式。 C. 过补偿是指消弧线圈中的感性电流大于容性电流时的补偿方式。 D. 在实践中，一般采用欠补偿的补偿方式。 4. 频率的二次调整是由（）。 A. 发电机组的调速器完成的 B. 发电机组的调频器完成的 C. 调相机的励磁调节器完成的 D. 静止无功补偿器完成的 5. 双绕组变压器的电阻（）。 A. 可由空载损耗计算 B. 可由短路电压百分值计算 C. 可由短路损耗计算 D. 可由空载电流百分值计算 6. 隐极式发电机组运行极限的原动机功率约束取决于（）。 A. 原动机的额定视在功率 B. 原动机的额定有功功率 C. 原动机的额定无功功率 D. 原动机的最大机械功率 7. 电力系统电压波动产生的原因有（）。 A. 由幅度很小，周期很短的偶然性负荷变动引起 B. 由冲击性或者间歇性负荷引起 C. 由生产和生活的负荷变化引起 D. 由气象变化引起 中一不变的值的中枢点8. 在任何负荷下都保持中枢点电压为（102%～105%）U N 电压调整方式是（）。 A. 逆调压 B. 顺调压 C. 常调压 D. 故障时的调压要求
信息工程学系 2011-2012学年度下学期电力系统分析课程设计 题目:电力系统潮流计算 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：钟建伟
2012年3月10日信息工程学院课程设计任务书
目录 1 任务提出与方案论证 (4) 1.1潮流计算的定义、用途和意义 (4) 1.2 运用软件仿真计算 (5) 2 总体设计 (7) 2.1潮流计算设计原始数据 (7) 2.2总体电路设计 (8) 3 详细设计 (10) 3.1数据计算 (10) 3.2 软件仿真 (14) 4 总结 (24) 5参考文献 (25)
1任务提出与方案论证 1.1潮流计算的定义、用途和意义 1.1.1潮流计算的定义 潮流计算，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。 1.1.2潮流计算的用途 电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。 潮流计算（load flow calculation）根据电力系统接线方式、参数和运行条件计算电力系统稳态运行状态下的电气量。通常给定的运行条件有电源和负荷节点的功率、枢纽点电压、平衡节点的电压和相位角。待求的运行状态量包括各节点电压及其相位角和各支路（元件）通过的电流（功率）、网络的功率损耗等。潮流计算分为离线计算和在线计算两种方式。离线计算主要用于系统规划设计和系统运行方式安排；在线计算用于运行中电力系统的监视和实时控制。 目前广泛应用的潮流计算方法都是基于节点电压法的，以节点导纳矩阵Y作为电力网络的数学模型。节点电压Ui和节点注入电流Ii 由节点电压方程（1）联系。在实际的电力
10 电力系统暂态稳定性 10. 1习题 1) 什么是电力系统暂态稳定性？ 2）电力系统大扰动产生的原因是什么？ 3）为什么正常、短路、短路切除三种状态各自的总电抗不同？对单机无限大供电系统为什么Ⅰ＜Ⅲ＜Ⅱ？PⅠ·max＞PⅢ·max＞PⅡ·max？ 4）短路情况下Ⅱ如何计算？ 5）什么是加速面积？什么是减速面积？什么是等面积定则？ 6）单机无限大供电系统，设系统侧发生三相短路，试问短路时功率极限是多少？ 7）什么是极限切除角？ 8）若系统发生不对称短路，短路切除后最大可能减速面积大于短路切除前的加速面积，系统能否暂态稳定？若最大可能减速面积小于加速面积发生什么不稳定？ 9）分段法中t=0时和故障切除时过剩功率如何确定？ 10）写出分段法的计算步骤。 11）为什么说欧拉法是折线法？每段折线如何确定？ 12）改进欧拉法在何处做了改进？ 13）写出改进欧拉法的计算步骤。 14）用图解说明单相自动重合闸为什么可以提高暂态稳定性？ 15）试说明快关汽轮机汽门、连锁切机有何相同与不同？ 16）提高电力系统暂态稳定的具体措施有哪些种？原理是什么？ 17）提高电力系统暂态稳定的措施在正常运行时是否投入运行？ 18）解列点的选择应满足什么要求？ 19）异步运行时为什么系统需要有充足的无功功率？什么是振荡中心？ 设已知系统短路前、短路时、短路切除后三种情况的以标幺值表示的功角特性曲线：=2、=0.5、=1.5及输入发电机的机械功率=1。 求极限切除角。 20）供电系统如图10- 1所示，各元件参数： 发电机G：P N=240MW，U N=10.5kV,，，X2=0.44，T J =6S，发 电机G电势以E‘表示；变器T1的S N为300MVA，U N为10.5/242kV，X T1=0.14 T2的S N为 280MVA，U N为220/121kV，X T2=0.14电力线路长l=230km每回单位长度的正序电抗X1= 0.42Ω/km，零序电抗X0=4X1。 P=220MW
1． 手算过程 已知： 节点1：PQ 节点， s(1)= -0.5000-j0.3500 节点2：PV 节点， p(2)=0.4000 v(2)=1.0500 节点3：平衡节点，U(3)=1.0000∠0.0000 网络的连接图： 0.0500+j0.2000 1 0.0500+j0.2000 2 3 1）计算节点导纳矩阵 由2000.00500.012j Z += ? 71.418.112j y -=; 2000.00500.013j Z += ? 71.418.113j y -=; ∴导纳矩阵中的各元素： 42.936.271.418.171.418.1131211j j j y y Y -=-+-=+=; 71.418.11212j y Y +-=-=; 71.418.11313j y Y +-=-=; =21Y 71.418.11212j y Y +-=-=; 71.418.12122j y Y -==; 002323j y Y +=-=; =31Y 71.418.11313j y Y +-=-=; =32Y 002323j y Y +=-=; 71.418.13133j y Y -==; ∴形成导纳矩阵B Y ： ?? ?? ? ?????-++-+-+-+-+--=71.418.10071.418.10071.418.171.418.171.418.171.418.142.936.2j j j j j j j j j Y B 2）计算各PQ 、PV 节点功率的不平衡量，及PV 节点电压的不平衡量： 取:000.0000.1)0(1)0(1)0(1j jf e U +=+= 000.0000.1)0(2) 0(2)0(2j jf e U +=+= 节点3是平衡节点，保持000.0000.1333j jf e U +=+=为定值。 ()()[] ∑==++-=n j j j ij j ij i j ij j ij i i e B f G f f B e G e P 1 )0()0()0()0()0()0() 0(；
计算题： 1、单母线线路停送电的操作过程： 倒闸操作：断路器和隔离开关操作遵循先通后断的原则： 切除WL1（断电）拉开 QF3 → QS4 → QS3 投入WL1（送电）合上 QS3 → QS4 → QF3 基本的操作原则是： 操作QS必须是在QF断开的时候进行 投入QS时，从电源侧往负荷侧合上QS 退出QS时，从负荷侧往电源侧拉开QS 第二章作业题： （1）请写出下图中 G1，G2，QS1，QS2，QS3，QS4，QS5， QF1,QF2，QF3 的名称。 答： G1/G2：电源（发电机） QS1/QS2：电源隔离开关 QS3： 母线隔离开关 QS4：线路隔离开关 QF1/QF2：电源断路器 QF3： 出线断路器 QS5：接地开关 （2）请写出线路 WL1 送电，倒闸操作的顺序。 答：合上 QS3 → QS4 → QF3 （3）请写出线路 WL1 停电，倒闸操作的顺序。 答: 拉开 QF3 → QS4 → QS3 2、手算潮流 解题思路: （1）求功率：由末端向始端逐点、逐支路推 算功率损耗。 （2）求电压：用末端数据，计算阻抗上的电压损耗，得到始端电压
一．已知：末端电压 ，末端功率 ，求始端电压 ，始端功率 。取 为参考方向，则 ，负荷以滞后功率因数运行。(如何表达负荷以超前功率因数运行?) （1）支路末端导纳支路的功率损耗为： 2 U 222 ~jQ P S +=1 U 111~jQ P S +=2U 222U U U * ==2222 2 222 222 22y y Y Y 332 2311G j B P j Q 22 y y U S U I U U U U * * *?== ?=?=-=?-?（）22222y 22y y 22(2)S S S P jQ P j Q P jQ '''=+?=++?-?=+22222 2222 (3)33(3)33()3Z Z Z Z Z Z Z S dU I ZI I Z I P Q S Z R jX P j Q U U * * * ?==='''+==+=?+?122211(4)Z Z Z S S S P j Q P jQ P jQ ''''''=?+=?+?++=+111 2 21111(5)22y y y S GU j BU P j Q ?=-=?-?111111111 (6)y y y S S S P jQ P j Q P jQ '''=+?=++?-?=+22 22222 2233(()() 3Z S P jQ dU ZI Z R jX U P R Q X P X Q R j U j U U U δ*'''-===+''''+-=+=?+
电力系统稳态分析 一、单项选择题 1. 工业、农业、邮电、交通、市政、商业以及城乡居民所消耗的功率之和是（C）。 A. 厂用电 B. 供电负荷 C. 综合用电负荷 D. 发电负荷 5. 高峰负荷时，电压中枢点的电压升高至105%U N；低谷负荷时，电压中枢点的电压下降为U N的中枢点电压调整方式是（A ）。 A. 逆调压 B. 顺调压 C. 常调压 D. 故障时的调压要求 6. 升压结构三绕组变压器高、中压绕组之间的短路电压百分值（A）。 A. 大于中、低压绕组之间的短路电压百分值 B. 等于中、低压绕组之间的短路电压百分值 C. 小于中、低压绕组之间的短路电压百分值 D. 不大于中、低压绕组之间的短路电压百分值 8. 在原网络的两个节点切除一条支路，节点导纳矩阵的阶数（C）。 A. 增加一阶 B. 增加二阶 C. 不变 D. 减少一阶 7. 线路末端输出有功功率与线路始端输入有功功率的比值，常用百分值表示的是（A）。 A. 输电效率 B. 最大负荷利用小时数 C. 线损率 D. 网损率 9. 电力系统电压波动产生的原因有（B）。 A. 由幅度很小，周期很短的偶然性负荷变动引起 B. 由冲击性或者间歇性负荷引起 C. 由生产和生活的负荷变化引起 D. 由气象变化引起 10. 下列说法不正确的是（B）。 A. 所谓一般线路，是指中等及中等以下长度的线路 B. 短线路是指长度不超过300km的架空线 C. 中长线路是指长度在100~300km之间的架空线路和不超过100km的电缆线路
D. 长线路指长度超过300km的架空线路和超过100km的电缆线路 二、多项选择题 1.导线材料的电阻率略大于材料的直流电阻所考虑的因素有（ABD）。 A. 集肤效应的影响 B. 绞线每股长度略有增长 C. 相间距离略有增大 D. 额定截面积略大于实际截面积 5. 牛顿-拉夫逊迭代法用泰勒级数展开非线性方程后保留（AB ）。 A. 常数项 B. 一阶偏导数项 C. 二阶偏导数项 D. 高阶偏导数项 6. 调相机（AD ）。 A. 投资大和运行维护困难 B. 只能发出感性无功功率 C. 不能连续调节 D. 在一定条件下，当电压降低时发出的无功功率可以上升 7. 产生循环功率的原因是（ABD ）。 A. 双端供电网络两端的电源有电压差 B. 两台并列运行的变压器的变比不同 C. 两回并列运行的输电线路的长度不同 D. 环网中变压器的变比不匹配 8. 原子能电厂原则上应持续承担额定容量负荷的原因是（AB ）。 A. 一次投资大 B. 运行费用小 C. 可调容量大 D. 可调速度快 9. 实际中，三绕组变压器各绕组的容量比组合有（ACD ）。 A. 100/100/100 B. 50/100/100 C. 100/50/100 D. 100/100/50 10. 确定电力系统结线的基本原则有（ABCD ）。 A. 可靠、优质、经济 B. 运行灵活 C. 操作安全 D. 便于发展 三、判断题 2.手算潮流时，在求得各母线电压后，应按相应的变比参数和变量归算至原电压级。(√) 4. 我国交流电力系统的额定频率是50Hz。(√)
辽宁工业大学《电力系统计算》课程设计（论文） 题目：电力系统两相短路计算与仿真（1） 院（系）：电气工程学院 专业班级：电气 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间：14-06-30至14-07-11
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化
注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘要 电能是现在社会中最重要的、也是最方便的能源，它可以方便地转化成别种形式的能，应用规模灵活。以电作为动力，可以促进工农业生产的机械化和自动化，保证产品质量，大幅度提高劳动生产率。提高电气化程度，以电能代替其他形式的能量，是节约总能源消耗的一个重要途径，所以电能被广泛地应用到人民的日常生活中。 电力系统是由生产、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。由于电能应用的广泛性，在电力系统发生故障和不正常现象时对电力系统的影响非常大，因此需要考虑电力系统在出现运行不正常现象和故障时对线路的影响。短路是电力系统的严重故障，包括三相短路、两相短路、亮相接地短路、单项短路。本次课程设计主要研究系统发生两相短路时，系统的运行情况。系统发生两相短路时可使并列运行的发电机组失去同步,造成系统解列，产生不对称短路,在研究中主要是用对称分量法去分析简单不对称电路。在应用对称分量法分析计算不对称故障时必须首先做出电力系统的各序网络，通过网络化简求出各序网络对短路点的输入电抗以及正序网络的等值电势，再根据不对称短路的不同类型，列出边界方程，以求得短路点电压和电流的各序分量。 关键词：电能；电力系统；两相短路；对称分量发；
电力系统暂态稳定实验 一、实验目的 1．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。 2．学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 3．用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。 二、原理与说明 电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1； 短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2； 故障切除发电机功率特性为：P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3； 对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。 同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使δmax增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。这二种方法都有利于提高系统的稳定性。 三、实验项目与方法 （一）短路对电力系统暂态稳定的影响 1．短路类型对暂态稳定的影响 本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相间短路，两相接地短路和三相短路试验。 固定短路地点，短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一回线发生某种类型短路，经一定时间切除故障成单回线运行。短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切。 在手动励磁方式下通过调速器的增（减）速按钮调节发电机向电网的出力，测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率，并进行比较，分析不同故障类型对暂态稳定的影响。将实验结果与理论分析结果进行分析比较。P max为系统可以稳定输出的极限，注意观察有功表的读数，当系统出于振荡临界状态时，记录有功表读数，最大电流读数可以从YHB－Ⅲ型微机保护装置读出，具体显示为： GL-???三相过流值 GA-???A相过流值
（理工类） 课程名称：电力系统分析专业班级： 学生学号：学生姓名： 所属院部：机电工程学院指导教师： 20 15 ——20 16 学年第 2 学期 金陵科技学院教务处制
实验一电力系统分析计算 实验项目名称：电力系统分析计算实验学时： 4 同组学生姓名：无实验地点： 2334 实验日期：实验成绩： 批改教师：批改时间： 一．实验目的 1.掌握用Matlab软件编程计算电力系统元件参数的方法. 2.通过对不同长度的电力线路的三种模型进行建模比较，学会选取根据电路要求选取模 型。 3.掌握多级电力网络的等值电路计算方法。 4.理解有名制和标幺制。 二．实验内容 1．电力线路建模 有一回220kV架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导 线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。试计算该电力线路的参数，假设该线路长度分 别为60km，200km，500km，作出三种等值电路模型，并列表给出计算值。 2．多级电力网络的等值电路计算 部分多级电力网络结线图如图1-1所示，变压器均为主分接头，作出它的等值电路模型， 并列表给出用有名制表示的各参数值和用标幺制表示的各参数值。 线路额定电压电阻 (欧/km) 电抗 (欧/km) 电纳 (S/km) 线路长度 （km) L1（架空线）220kv 0.08 0.406 2.81*10-6 200 L2（架空线）110kV 0.105 0.383 2.81*10-6 60 L3（架空线）10kV 0.17 0.38 忽略15 变压器额定容量P k(kw) U k% I o% P o(kW) T1 180MVA 893 13 0.5 175 T2 63MVA 280 10.5 0.61 60 三．实验设备 1．PC一台 2．Matlab软件
第五次作业 1、 造成电力系统电压水平波动的原因是什么？ 2、 电力系统的电压调整与电力系统的频率调整相比较有那些特点？ 3、 在常用的无功补偿设备中，那些无功补偿设备具有正的调节效应？那些具有负的调节效应？ 4、 什么叫电力系统的电压中枢点？电压中枢点的电压调整方式有那几种？ 5、 常用的调压措施有那些？对于由于无功缺乏造成电压水平下降的电力系统应优先采取何种调压 措施？对于无功功率并不缺乏，但局部电网电压偏低的电力系统应优先采用何种调压措施？ 6、 电力系统无功电源最有分布的目的是什么？无功电源最优分布的原则是什么？ 7、 电力系统无功最优补偿的目的是什么？无功最优补偿的原则是什么？ 8、某降压变电所由110kV 线路供电，变电所装有一台40MVA 普通变压器，如图三所示。110kV 送端电压U1保持115kV 不变。若要求变电所10kV 母线电压U2变化范围不超出10.0～10.7kV ，试选择变压器分接头。 9、电力网接线如下图所示，已知Ω=70ij X ，变电所低压母线要求逆调压（最小负荷时电压为额定电压，最大负荷时电压为105%U N ），低压母线额定电压为10KV ，变压器额定电压为KV 11/%5.22110?±。最大负荷及最小负荷时，归算到高压侧的实际电压分别为：KV U KV U j j 2.110;1.101min .max .='='。若i U 不变，求应选择的变压器分接头和并联电容器的容量。
电力系统稳态分析第五次作业参考答案 1、造成电力系统电压水平波动的原因是什么？ 答：造成电力系统电压水平波动的原因是电力系统无功负荷的波动。（要保持电力系统的电压在正常水平，就必须维持在该电压水平下的无功功率平衡，当电力系统无功负荷波动时，电力系统的的无功功率平衡关系被破坏，相应的电力系统的电压水平也就发生波动） 2、电力系统的电压调整与电力系统的频率调整相比较有那些特点？ 答：电力系统的频率只有一个，频率调整也只有调整发电机有功出力一种方法（调速器、调频器和有功负荷最优分配都是改变发电机有功出力）；而电力系统中各点的电压都不相同，电压的调整也有多种方式。 3、在常用的无功补偿设备中，那些无功补偿设备具有正的调节效应？那些具有负的调节效应？答：在常用的无功补偿设备中，调相机、SR型静止无功补偿器和TCR型静止无功补偿器具有正的电压调节效应；而电力电容器、TSC型静止无功补偿器具有负的电压调节效应。 4、什么叫电力系统的电压中枢点？电压中枢点的电压调整方式有那几种？ 答： 电力系统的电压中枢点是指某些可以反映电力系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电所母线，只要控制这些点的电压偏移在一定范围，就可以将电力系统绝大部分负荷的电压偏移在允许的范围。 电压中枢点的电压调整方式有三种：即逆调压、顺调压和常调压。（顺调压指负荷低谷时，允许电压适当升高，但不得高于107.5U N%,负荷高峰时允许电压适当适当降低，但不得低于102.5U N的调压方式；逆调压指负荷低谷时，要求将电压中枢点电压适当降低，但不低于U N，负荷高峰时要求将电压中枢点电压升高至105U N%的电压调整方式；常调压则指无论在负荷低估还是负荷高峰时均保持中枢点电压为一基本不变的数值的电压调整方式。） 5、常用的调压措施有那些？对于由于无功缺乏造成电压水平下降的电力系统应优先采取何种调压 措施？对于无功功率并不缺乏，但局部电网电压偏低的电力系统应优先采用何种调压措施？答： 常用的调压措施有改变发电机机端电压调压、改变变压器变比调压和利用无功补偿装置调压等。 对于由于无功缺乏造成电压水平下降的电力系统应优先采取增加无功补偿设备的调压措施。（因为此时采用改变变压器变比调压并不能改变电力系统的无功功率平衡关系，只能改变电力系统的无功流向，提高局部电网的电压水平，但这部分电网电压水平的提高，使其消耗的无功功率增大，将更加增大整个电力系统的无功缺额，导致电网其他部分的电压水平进一步下降）对于无功功率并不缺乏，但局部电网电压偏低的电力系统应优先采用改变变压器变比的调压措施。 6、电力系统无功电源最有分布的目的是什么？无功电源最优分布的原则是什么？ 答： 电力系统无功电源最优分布的目的是使整个电力系统的有功损耗最小。 电力系统无功电源最优分布的原则是等网损微增率准则。 7、电力系统无功最优补偿的目的是什么？无功最优补偿的原则是什么？ 答： 电力系统无功负荷最优补偿的目的是使增加无功补偿装置所减少电网损耗费用与增加无功补偿设备所增加的设备费用之差取得最大值，即取得最好无功补偿经济效益。 无功负荷最优补偿的原则是最优网损微增率准则。 8、某降压变电所由110kV线路供电，变电所装有一台40MVA普通变压器，如图三所示。110kV送端电压U1保持115kV不变。若要求变电所10kV母线电压U2变化范围不超出10.0～10.7kV，试选择