電力系統(tǒng)分析大題總結

1、電力系統(tǒng)分析（大題部分）14年和15年考過的題應該不會再考，今年考 調壓的可能性非常的大，其 次是潮流計算，最優(yōu)網(wǎng)損，最優(yōu)有功分配。不過每個專題的大題都應該掌握， 以下列出最經(jīng)典的題，記住做題步驟，理解做題方法，掌握以后基本可以應試。 14年15年的考題的解答放在了相應的板塊中。元件參數(shù)：本節(jié)本質：只需要把公式記下來會算即可，知道算出來以后 變壓器的等值電路、 線路的n型等值電路 如何畫。線路參數(shù)計算：如果考會給這些 已知量：電阻率p （鋁），導線截面積S （如LGJ-400,截 面積就是400）,導線長度（km，直徑d或者半徑r （公式里是半徑），三相 導線的幾何平均距離Dm（Dm是三根導線

2、互相之間距離乘積，開個三次根號，如 ABC三相相鄰間隔4米，那么Dm=U X 4 X8）。有了上述這些可以算出導線的 等值電路。先算出每千米導線的電阻r，電抗X，電納b，最后乘以長度。公式如下：電抗:電阻：r = p /SDmx = 0.1445lg+ 0.0157r電納：7.586b =X10-6,Dm lg r用算出來的乘以長度，得出線路參數(shù) R,X, B，單位是歐姆Q和西門子S等值電路:變壓器參數(shù)計算:如果考會給這些已知量：額定容量Sn，短路損耗Pk，阻抗電壓百分數(shù)U% 空載損耗Po,空載電流百分數(shù)I。以及變比，如220kv/11kv。廠PUn2T = 1000SN x ST X =Uk

3、% x Un2T 100Gt =PDSnSnX2Un2寶2N直接帶入公式計算：1000SNc I。BT = XT 100 u上述UN的選擇：高壓側低壓側都可，按高壓側電壓帶入，算出來的參數(shù)是 高壓側的，同理低壓側。比如 220KV/11KV的變壓器，如果末端電壓10KV。變 壓器參數(shù)計算時，UN帶入的是高壓側電壓220,那么整條線路進行潮流計算的 時候電壓等級就是220,末端電壓需要歸算，即乘以變壓器的變比（歸算只需 看從這頭到那頭 經(jīng)過多少變壓器,乘以變比即可），10 X 220/11=200，在計算中，末端電壓就是200kV。等值電路：注意是G-jB，線路是正的，這里是負的。簡單電力網(wǎng)潮流

4、計算：大綱中只要求開式網(wǎng)計算，但是14年15年都考了超綱內容，環(huán)網(wǎng)還是看 一下比較好，加了 *號，有精力要看一下，實在沒時間就舍棄吧。本節(jié)本質：對于單電源線路運用 三個公式求出每個節(jié)點的電壓，功率。對于環(huán) 網(wǎng)和雙電源網(wǎng)絡，還需掌握額外幾個公式。有可能結合第一節(jié)的內容來考，考 到可能性較高。題型有三種，已知首端或末端電壓及此節(jié)點的功率（ 即電壓功率在一個節(jié)點）； 已知首端電壓和末端功率，或末端電壓首端功率（ 即電壓功率不在一個節(jié)點）； 兩電源供電的網(wǎng)絡。（環(huán)網(wǎng)和這個一樣，后面會詳解。）1.電壓功率在一個節(jié)點如圖所示，功率流過會產生電壓降落 U （相量）和功率損耗 S （相量）。 需要掌握的公式（

5、公式都是功率和電壓在同一節(jié)點，功率和阻抗之間沒有別的分流，只流過該阻抗）?=p2+Q2U2(R+ jX)?= ?U+ j SU PR+ QX dU=- PX- QR SU=-U2.含有并聯(lián)支路的計算如圖所示，流向并聯(lián)支路的功率為 SY用S加上ASY,得到S,才能 進行1中的計算。并聯(lián)支路功率計算非常簡單，公式如下：SY= U2（G- jB）只要把并聯(lián)支路的虛數(shù)部分變成相反數(shù)，和并聯(lián)點電壓平方相乘即可。線 路就是-jB/2，變壓器 G T+jBTo電壓功率不在一個節(jié)點這種情況，開始直接 設未知節(jié)點的電壓 都是額定電壓（10 35 110 220等等， 如圖110kV的電壓等級設成110kV即可）

6、，這樣相當于電壓都知道了（雖然是 設的），然后從有功率的一側往電壓真正已知（圖中始端）的一側推，推出功率，然后就化為了電壓功率在同一個節(jié)點 的問題了，可以算出電壓降落了， 推 出真正的U2和U3,此過程中功率用之前算出來過的。4*.雙電源網(wǎng)絡與環(huán)網(wǎng)如圖，環(huán)網(wǎng)實際就是一個兩端電壓相等的雙電源網(wǎng)絡。如果兩端電壓不相等，會產生一個額外的循環(huán)功率Sco第一步，計算初步分布，此過程不計功率損耗，即功率流過線路不會損失。S1=S b（Zbc*+Zca*+Za2*）+S c（Zca*+Za2*）+Sa（Za2*）/Z 總*S2=S a（Zca*+Z cb*+Z b1*）+S c（Zcb*+Z b1*）+S

7、b（Zb1*）/Z 總*“”弋表共軛，即虛數(shù)部分取相反數(shù),Z總是阻抗的總和。以上公式記起來很容易，S1方向上，各個功率乘以 右邊的阻抗共軛之和； S2方向上，各個功率乘以 左邊的阻抗共軛之和。第二步，算出S1和S2,通過Sb,S3,Sx，由于不計功率損耗，可以輕松計算 出Sbc,Sda，最后算上循環(huán)功率Sc,方向相同加，方向相反減， 可以得到初步功 率分布。在無功功率都流向（流向該節(jié)點方向，無功功率都是正的 ）的節(jié)點處, 把雙電源網(wǎng)絡打開，成為兩個單電源網(wǎng)絡。之后就開始進行1中的潮流計算。Sc=UNdU*/Z總* （Un是額定電壓，dU是相量之差，方向是 從被減數(shù)流向減 數(shù)）5*.含變壓器環(huán)網(wǎng)

8、的打開此題有可能會考，因為出現(xiàn)在了期末題中。當變比相同時，可以打開成為兩端都是 35kV電源的雙電源線路。如果變比不同， 需要進行一個歸算，然后計算出循環(huán)功率 Sc,如下圖。打開以后根據(jù)電壓高低，可以計算出循環(huán)功率 Sc （從電壓高流向電壓低）本節(jié)內容相關幾個題目請務必掌握，屬于核心和基礎。復雜電力網(wǎng)絡潮流計算原理：考綱里寫了復雜電力系統(tǒng)潮流計算的原理，但是計算應該不會考，太復雜,很有可能考填空題，至于大題有可能（不是太大）考以下內容。本節(jié)本質：需要掌握節(jié)點導納矩陣的列寫和修改，牛頓拉夫遜法直角形式 和極坐標形式功率方程的推導方法。1.節(jié)點導納矩陣的列寫和修改列寫方法：對角線元素稱為自導納，是

9、該節(jié)點連接的所有 導納之和，注意 是導納，題中有可能給阻抗，要取倒數(shù)。非對角元素成為互導納，比如第1行 第2列的元素Y12,指的是1節(jié)點和2節(jié)點之間導納的相反數(shù)。如果哪里出現(xiàn) 了改動，需要改動的只是與該改動之處相連的節(jié)點的元素，也可以重新列寫。2.牛頓拉夫遜法的直角形式和坐標形式的功率方程推導原理很簡單，本質是：?SbYbUb = r Ub左側是節(jié)點導納矩陣和節(jié)點電壓列矩陣 的乘積，右側是注入電流（標幺值 S=UI*，所以右側是共軛）。把YB中元素寫成Yj=Gj+jBij （即實部和虛部分開），電壓 UB中元素寫成 直角法Ui=ei+jfi，極坐標法Ui （相量）=Ui （模值）Z5。注入功率

10、Sb中元素 寫成S=Pi+jQi。帶入上式即可算出，Pi和Qi的表達式，也可以強行背下。推 導也并不麻煩，值得注意的是 S-ij用S j表示。結合上圖矩陣可以輕易推出i節(jié)點的注入功率表達式，如下。調頻和有功最優(yōu)分配:調頻15年剛剛考過， 大題今年再考的 概率幾乎為 0。填空題也許會涉及，頻率和有 功平衡相關，發(fā)出有功多于負荷有功，頻率會升高，反之降低；電壓和無功平 衡相關，這需要記住。調頻非常簡單，只需列出 功率平衡的方程 即可。上式中，Af為系統(tǒng)頻率下降量。發(fā)電機單位調節(jié)功率 K=PGNX100/（fNc %）, KL是負荷單位調節(jié)功率。如果發(fā)電機 滿載則不參與一次調頻 。有功最優(yōu)分配這部分

11、也是 異常簡單 ，參考本節(jié)題目 即可，實質是每個式子求導，使相等，并 且滿足總共發(fā)出多少有功的約束條件即可，考到概率不是很大。五調壓措施和分接頭的選擇我認為這部分 應該會考 ，不是在填空就是在大題，應該是 重點。考 大題的 概率非常大 ，因為這一節(jié)既可以考到 潮流計算 和變壓器參數(shù)（會忽略并聯(lián)支路） 計算，又能考分接頭選擇， 綜合性較強，結合 1、2節(jié)可以出很好的題目。調壓措施見填空題整理部分。分接頭的選擇本節(jié)本質： 在最大負荷 和最小負荷 時，題中會 告訴一個節(jié)點的電壓 是多少， 在這兩種情況分別進行潮流計算， 算出電壓未知那個節(jié)點 的電壓（即有要求的 電壓），然后 此電壓歸算 到電壓已知節(jié)

12、點 上的，然后和調壓的 實際要求電壓 相 比，就可以 求出變比 （因為 實際電壓歸算到另一側 ，需要 乘以變壓器的變比 ）， 也就選出了分接頭 ?？赡苷f的比較亂，具體做兩個題就會明白。所謂的分接頭就是，形如110土 % 5%/10kV的變壓器，即變壓器低壓側額定電壓是10kV,但是高壓側有好幾個電壓可以選擇，110X（ 1-5%） 110X（ 1+5%）共 5 個電壓。選擇一個合適的電壓，滿足題目的要求，就是選擇分接 頭。這類題有時 會忽略功率損耗 ，有時 不會忽略功率損耗 。忽略了的話，線路 始端和末端的功率就相同，就化為了 電壓功率在同一節(jié)點 的問題；如果 不忽略 ， 不同于第 2 節(jié)的做

13、法，直接設末端電壓為未知數(shù)（如果已知首端電壓） ，帶入 壓降公式來 求解一個一元方程 。如下圖。如果變壓器參數(shù)歸算到U側，那么算出來的U2是歸算到U側的電壓，即實 際電壓U2乘以經(jīng)過的變壓器到U的電壓。那么選擇分接頭的過程，就是 求U2 除以U2的過程，兩者相除是 變比。這部分相關習題 請務必掌握 。六降低線損，即無功最優(yōu)分布 這部分也是有可能考的，類似于有功最有分布，也是相當于 求多項式極值 ， 求導使相等。掌握了第 2節(jié)的潮流計算，這一節(jié)很好做。所以說 第2節(jié)是基礎 和核心 。本節(jié)本質： 無功補償 總容量固定 ，不同節(jié)點補償不同，怎么樣補償 使線損 最小?？梢约俣ㄑa償以后各個節(jié)點的無功是多

14、少 Q1, Q2 Q3等，然后求出整體 的有功損耗 P,然后對每個節(jié)點補償以后的無功求偏導數(shù)，對Q1, Q2, Q3求 偏導，使相等，結合無功總容量確定，即 Q1+Q2+Q3=QQc這個約束條件,解 出來 每一個 Q。本部分習題請掌握。七三相短路實用計算本節(jié)大綱沒有要求 ，考到可能性比較小，做一個題即可。指的注意的地方 是用平均值的標幺值計算， 基準值Sb取100MVA UB=Uav （這個Uav是所在線路 段的倍U）,阻抗基準值就是U2/Sb。如果題中有“查運算曲線”計算有名值的 時候容量要用 發(fā)電機的額定電壓 ，記住即可 。題目做一個了解即可，沒時間可以不看。八 . 不對稱短路的計算本節(jié)大綱沒有要求，然而 1 4年考了大題， 1 5年考了填空 。我