電力系統(tǒng)分析大題總結(jié)

1、電力系統(tǒng)分析（大題部分）14年和15年考過(guò)的題應(yīng)該不會(huì)再考，今年考 調(diào)壓的可能性非常的大，其 次是潮流計(jì)算，最優(yōu)網(wǎng)損，最優(yōu)有功分配。不過(guò)每個(gè)專題的大題都應(yīng)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(yīng)試。 14年15年的考題的解答放在了相應(yīng)的板塊中。元件參數(shù)：本節(jié)本質(zhì)：只需要把公式記下來(lái)會(huì)算即可，知道算出來(lái)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(jì)算：如果考會(huì)給這些 已知量：電阻率p （鋁），導(dǎo)線截面積S （如LGJ-400,截 面積就是400）,導(dǎo)線長(zhǎng)度（km，直徑d或者半徑r （公式里是半徑），三相 導(dǎo)線的幾何平均距離Dm（Dm是三根導(dǎo)線

2、互相之間距離乘積，開個(gè)三次根號(hào)，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(dǎo)線的 等值電路。先算出每千米導(dǎo)線的電阻r，電抗X，電納b，最后乘以長(zhǎng)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(lái)的乘以長(zhǎng)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(jì)算:如果考會(huì)給這些已知量：額定容量Sn，短路損耗Pk，阻抗電壓百分?jǐn)?shù)U% 空載損耗Po,空載電流百分?jǐn)?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(jì)算：1000SNc I。BT = XT 100 u上述UN的選擇：高壓側(cè)低壓側(cè)都可，按高壓側(cè)電壓帶入，算出來(lái)的參數(shù)是 高壓側(cè)的，同理低壓側(cè)。比如 220KV/11KV的變壓器，如果末端電壓10KV。變 壓器參數(shù)計(jì)算時(shí)，UN帶入的是高壓側(cè)電壓220,那么整條線路進(jìn)行潮流計(jì)算的 時(shí)候電壓等級(jí)就是220,末端電壓需要?dú)w算，即乘以變壓器的變比（歸算只需 看從這頭到那頭 經(jīng)過(guò)多少變壓器,乘以變比即可），10 X 220/11=200，在計(jì)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(fù)的。簡(jiǎn)單電力網(wǎng)潮流

4、計(jì)算：大綱中只要求開式網(wǎng)計(jì)算，但是14年15年都考了超綱內(nèi)容，環(huán)網(wǎng)還是看 一下比較好，加了 *號(hào)，有精力要看一下，實(shí)在沒時(shí)間就舍棄吧。本節(jié)本質(zhì)：對(duì)于單電源線路運(yùn)用 三個(gè)公式求出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓，功率。對(duì)于環(huán) 網(wǎng)和雙電源網(wǎng)絡(luò)，還需掌握額外幾個(gè)公式。有可能結(jié)合第一節(jié)的內(nèi)容來(lái)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(diǎn)的功率（ 即電壓功率在一個(gè)節(jié)點(diǎn)）； 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(gè)節(jié)點(diǎn)）； 兩電源供電的網(wǎng)絡(luò)。（環(huán)網(wǎng)和這個(gè)一樣，后面會(huì)詳解。）1.電壓功率在一個(gè)節(jié)點(diǎn)如圖所示，功率流過(guò)會(huì)產(chǎn)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(diǎn)，功率和阻抗之間沒有別的分流，只流過(guò)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(jì)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(jìn)行1中的計(jì)算。并聯(lián)支路功率計(jì)算非常簡(jiǎn)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(diǎn)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(gè)節(jié)點(diǎn)這種情況，開始直接 設(shè)未知節(jié)點(diǎn)的電壓 都是額定電壓（10 35 110 220等等， 如圖110kV的電壓等級(jí)設(shè)成110kV即可）

6、，這樣相當(dāng)于電壓都知道了（雖然是 設(shè)的），然后從有功率的一側(cè)往電壓真正已知（圖中始端）的一側(cè)推，推出功率，然后就化為了電壓功率在同一個(gè)節(jié)點(diǎn) 的問(wèn)題了，可以算出電壓降落了， 推 出真正的U2和U3,此過(guò)程中功率用之前算出來(lái)過(guò)的。4*.雙電源網(wǎng)絡(luò)與環(huán)網(wǎng)如圖，環(huán)網(wǎng)實(shí)際就是一個(gè)兩端電壓相等的雙電源網(wǎng)絡(luò)。如果兩端電壓不相等，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)額外的循環(huán)功率Sco第一步，計(jì)算初步分布，此過(guò)程不計(jì)功率損耗，即功率流過(guò)線路不會(huì)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(lái)很容易，S1方向上，各個(gè)功率乘以 右邊的阻抗共軛之和； S2方向上，各個(gè)功率乘以 左邊的阻抗共軛之和。第二步，算出S1和S2,通過(guò)Sb,S3,Sx，由于不計(jì)功率損耗，可以輕松計(jì)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(wú)功功率都流向（流向該節(jié)點(diǎn)方向，無(wú)功功率都是正的 ）的節(jié)點(diǎn)處, 把雙電源網(wǎng)絡(luò)打開，成為兩個(gè)單電源網(wǎng)絡(luò)。之后就開始進(jìn)行1中的潮流計(jì)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(huì)考，因?yàn)槌霈F(xiàn)在了期末題中。當(dāng)變比相同時(shí)，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(jìn)行一個(gè)歸算，然后計(jì)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(jì)算出循環(huán)功率 Sc （從電壓高流向電壓低）本節(jié)內(nèi)容相關(guān)幾個(gè)題目請(qǐng)務(wù)必掌握，屬于核心和基礎(chǔ)。復(fù)雜電力網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算原理：考綱里寫了復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的原理，但是計(jì)算應(yīng)該不會(huì)考，太復(fù)雜,很有可能考填空題，至于大題有可能（不是太大）考以下內(nèi)容。本節(jié)本質(zhì)：需要掌握節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的列寫和修改，牛頓拉夫遜法直角形式 和極坐標(biāo)形式功率方程的推導(dǎo)方法。1.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的列寫和修改列寫方法：對(duì)角線元素稱為自導(dǎo)納，是

9、該節(jié)點(diǎn)連接的所有 導(dǎo)納之和，注意 是導(dǎo)納，題中有可能給阻抗，要取倒數(shù)。非對(duì)角元素成為互導(dǎo)納，比如第1行 第2列的元素Y12,指的是1節(jié)點(diǎn)和2節(jié)點(diǎn)之間導(dǎo)納的相反數(shù)。如果哪里出現(xiàn) 了改動(dòng)，需要改動(dòng)的只是與該改動(dòng)之處相連的節(jié)點(diǎn)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(biāo)形式的功率方程推導(dǎo)原理很簡(jiǎn)單，本質(zhì)是：?SbYbUb = r Ub左側(cè)是節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣和節(jié)點(diǎn)電壓列矩陣 的乘積，右側(cè)是注入電流（標(biāo)幺值 S=UI*，所以右側(cè)是共軛）。把YB中元素寫成Yj=Gj+jBij （即實(shí)部和虛部分開），電壓 UB中元素寫成 直角法Ui=ei+jfi，極坐標(biāo)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(dá)式，也可以強(qiáng)行背下。推 導(dǎo)也并不麻煩，值得注意的是 S-ij用S j表示。結(jié)合上圖矩陣可以輕易推出i節(jié)點(diǎn)的注入功率表達(dá)式，如下。調(diào)頻和有功最優(yōu)分配:調(diào)頻15年剛剛考過(guò)， 大題今年再考的 概率幾乎為 0。填空題也許會(huì)涉及，頻率和有 功平衡相關(guān)，發(fā)出有功多于負(fù)荷有功，頻率會(huì)升高，反之降低；電壓和無(wú)功平 衡相關(guān)，這需要記住。調(diào)頻非常簡(jiǎn)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(jī)單位調(diào)節(jié)功率 K=PGNX100/（fNc %）, KL是負(fù)荷單位調(diào)節(jié)功率。如果發(fā)電機(jī) 滿載則不參與一次調(diào)頻 。有功最優(yōu)分配這部分

11、也是 異常簡(jiǎn)單 ，參考本節(jié)題目 即可，實(shí)質(zhì)是每個(gè)式子求導(dǎo)，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(diào)壓措施和分接頭的選擇我認(rèn)為這部分 應(yīng)該會(huì)考 ，不是在填空就是在大題，應(yīng)該是 重點(diǎn)?？?大題的 概率非常大 ，因?yàn)檫@一節(jié)既可以考到 潮流計(jì)算 和變壓器參數(shù)（會(huì)忽略并聯(lián)支路） 計(jì)算，又能考分接頭選擇， 綜合性較強(qiáng)，結(jié)合 1、2節(jié)可以出很好的題目。調(diào)壓措施見填空題整理部分。分接頭的選擇本節(jié)本質(zhì)： 在最大負(fù)荷 和最小負(fù)荷 時(shí)，題中會(huì) 告訴一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓 是多少， 在這兩種情況分別進(jìn)行潮流計(jì)算， 算出電壓未知那個(gè)節(jié)點(diǎn) 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(diǎn) 上的，然后和調(diào)壓的 實(shí)際要求電壓 相 比，就可以 求出變比 （因?yàn)?實(shí)際電壓歸算到另一側(cè) ，需要 乘以變壓器的變比 ）， 也就選出了分接頭 ?？赡苷f(shuō)的比較亂，具體做兩個(gè)題就會(huì)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(cè)額定電壓是10kV,但是高壓側(cè)有好幾個(gè)電壓可以選擇，110X（ 1-5%） 110X（ 1+5%）共 5 個(gè)電壓。選擇一個(gè)合適的電壓，滿足題目的要求，就是選擇分接 頭。這類題有時(shí) 會(huì)忽略功率損耗 ，有時(shí) 不會(huì)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(diǎn) 的問(wèn)題；如果 不忽略 ， 不同于第 2 節(jié)的做

13、法，直接設(shè)末端電壓為未知數(shù)（如果已知首端電壓） ，帶入 壓降公式來(lái) 求解一個(gè)一元方程 。如下圖。如果變壓器參數(shù)歸算到U側(cè)，那么算出來(lái)的U2是歸算到U側(cè)的電壓，即實(shí) 際電壓U2乘以經(jīng)過(guò)的變壓器到U的電壓。那么選擇分接頭的過(guò)程，就是 求U2 除以U2的過(guò)程，兩者相除是 變比。這部分相關(guān)習(xí)題 請(qǐng)務(wù)必掌握 。六降低線損，即無(wú)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(dāng)于 求多項(xiàng)式極值 ， 求導(dǎo)使相等。掌握了第 2節(jié)的潮流計(jì)算，這一節(jié)很好做。所以說(shuō) 第2節(jié)是基礎(chǔ) 和核心 。本節(jié)本質(zhì)： 無(wú)功補(bǔ)償 總?cè)萘抗潭?，不同節(jié)點(diǎn)補(bǔ)償不同，怎么樣補(bǔ)償 使線損 最小?？梢约俣ㄑa(bǔ)償以后各個(gè)節(jié)點(diǎn)的無(wú)功是多

14、少 Q1, Q2 Q3等，然后求出整體 的有功損耗 P,然后對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)補(bǔ)償以后的無(wú)功求偏導(dǎo)數(shù)，對(duì)Q1, Q2, Q3求 偏導(dǎo)，使相等，結(jié)合無(wú)功總?cè)萘看_定，即 Q1+Q2+Q3=QQc這個(gè)約束條件,解 出來(lái) 每一個(gè) Q。本部分習(xí)題請(qǐng)掌握。七三相短路實(shí)用計(jì)算本節(jié)大綱沒有要求 ，考到可能性比較小，做一個(gè)題即可。指的注意的地方 是用平均值的標(biāo)幺值計(jì)算， 基準(zhǔn)值Sb取100MVA UB=Uav （這個(gè)Uav是所在線路 段的倍U）,阻抗基準(zhǔn)值就是U2/Sb。如果題中有“查運(yùn)算曲線”計(jì)算有名值的 時(shí)候容量要用 發(fā)電機(jī)的額定電壓 ，記住即可 。題目做一個(gè)了解即可，沒時(shí)間可以不看。八 . 不對(duì)稱短路的計(jì)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