第01章-電力系統(tǒng)的基本概念講解學(xué)習(xí)課件_第1頁(yè)
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第01章-電力系統(tǒng)的基本概念第01章-電力系統(tǒng)的基本概念中美1949-2011年發(fā)電裝機(jī)容量發(fā)展對(duì)比年度中國(guó)裝機(jī)容量(億kW)美國(guó)裝機(jī)容量(億kW)

年度中國(guó)裝機(jī)容量(億kW)美國(guó)裝機(jī)容量(億kW)19490.01850.6340

19810.69135.983019500.01870.6920

19820.72366.137019510.01880.7550

19830.76446.211019520.01960.8320

19840.80126.351019530.02350.9330

19850.87056.552019540.02601.0000

19860.93826.648019550.03001.1420

19871.02906.741019560.03831.1970

19881.15506.777019570.04631.3110

19891.26847.218019580.06291.4330

19901.57567.341219590.09541.5590

19911.69407.398719600.11921.6710

19921.81637.465119610.12861.7900

19931.96017.545819620.13041.9210

19942.11287.639719630.13332.0970

19952.25797.694619640.14062.2370

19962.41047.758919650.15082.3480

19972.58407.786519660.17022.4750

19982.76797.758719670.17992.6670

19992.95707.859319680.19062.8400

20003.15048.117219690.21043.0980

20013.30208.482519700.23773.3640

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20054.85669.780219740.38114.6850

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20098.741010.254019780.57125.5210

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201110.557610.548319800.65875.7860

中美1949-2011年發(fā)電裝機(jī)容量發(fā)展對(duì)比年度中國(guó)裝機(jī)容量中美1949-2011年發(fā)電裝機(jī)容量發(fā)展對(duì)比我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃:

2020年:13~15億kW2030年:17~20億kW2050年:24~26億kW1995年電力部電力科學(xué)院《2020年全國(guó)電力發(fā)展規(guī)劃研究報(bào)告》

2010年:低方案—5.65億kW,高方案—6.18億kW

2020年:低方案—8.66億kW,高方案—10.54億kW中美1949-2011年發(fā)電裝機(jī)容量發(fā)展對(duì)比我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求電力系統(tǒng)的接線方式電力系統(tǒng)分析課程的主要內(nèi)容第一章:電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的基本概念第一章:電力系統(tǒng)的基本概念輸電配電用電發(fā)電電力系統(tǒng)的基本概念—系統(tǒng)組成輸電配電用電發(fā)電電力系統(tǒng)的基本概念—系統(tǒng)組成電力系統(tǒng)的基本概念—系統(tǒng)組成電力系統(tǒng)的基本概念—系統(tǒng)組成電力系統(tǒng)的基本概念—系統(tǒng)組成(單線圖)輸電網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備發(fā)電廠及設(shè)備用電設(shè)備配電網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備電力網(wǎng)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的基本概念—系統(tǒng)組成(單線圖)輸電網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備發(fā)電廠及電力系統(tǒng)的基本概念—直流輸電交流系統(tǒng)換流站直流輸電線路換流站交流系統(tǒng)電壓等級(jí)(kV)額定電流(A)輸送容量(MW)經(jīng)濟(jì)輸送距離(km)±100045009000>2500±800450072001400~2500±660300040001000~1400±50030003000<1000電力系統(tǒng)的基本概念—直流輸電交流系統(tǒng)換流站直流輸電線路換流站電力系統(tǒng)的基本概念—電力網(wǎng)額定電壓等級(jí)單回架空輸電線路輸電能力1000kV2800MVA>600km750kV2000~2500MVA>500km500kV1000~1500MVA150~850km330kV200~800MVA200~600km220kV100~500MVA100~300km110kV10~50MVA50~150km35kV2~10MVA20~50km10kV0.2~2MVA6~20km6kV0.1~1.2MVA4~15km20kV近年開(kāi)始采用問(wèn)題:為什么采用不同電壓等級(jí)?電力系統(tǒng)的基本概念—電力網(wǎng)額定電壓等級(jí)單回架空輸電線路輸電能電力系統(tǒng)的基本概念—額定電壓受電設(shè)備與系統(tǒng)額定線電壓361035110220330500供電設(shè)備額定線電壓3.156.310.513.815.751820變壓器額定線電壓一次繞組33.1566.31010.513.815.75182035110220330500二次繞組3.33.156.66.31110.538.5121242363550單位:kV目前國(guó)內(nèi)交流電壓最高等級(jí):1000kV

直流電壓最高等級(jí):±800kV電力系統(tǒng)的基本概念—額定電壓受電設(shè)備與系統(tǒng)額定線電壓3610電力系統(tǒng)的基本概念—設(shè)備額定電壓輸電線路1000kV750kV500kV330kV220kV發(fā)電機(jī)20kV18kV15.75kV13.8kV10.5kV6.3kV3.15kV用電設(shè)備:380/220V3kV,6kV,10kV配電線路110kV35kV10kV6kV20kV一次繞組:10.5kV二次繞組:121kV±2×2.5%一次繞組:35kV±2×2.5%二次繞組:6.6kV一次繞組:10kV±2×2.5%二次繞組:400V電力系統(tǒng)的基本概念—設(shè)備額定電壓輸電線路發(fā)電機(jī)用電設(shè)備:電力系統(tǒng)的基本概念—變壓器抽頭額定電壓中高壓側(cè)設(shè)置分抽頭,可通過(guò)變比調(diào)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行電壓調(diào)整;變壓器實(shí)際變比:分抽頭額定線電壓/低壓側(cè)額定線電壓電力系統(tǒng)的基本概念—變壓器抽頭額定電壓中高壓側(cè)設(shè)置分抽頭,可我國(guó)的額定頻率:50Hz電力系統(tǒng)的基本概念—額定頻率工業(yè)用電的標(biāo)準(zhǔn)頻率,簡(jiǎn)稱為工頻我國(guó)的額定頻率:50Hz電力系統(tǒng)的基本概念—額定頻率工業(yè)用電電力系統(tǒng)的基本概念—對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求安全:保證安全可靠供電優(yōu)質(zhì):合乎要求的電能質(zhì)量經(jīng)濟(jì):良好的經(jīng)濟(jì)性環(huán)保:盡可能減小對(duì)環(huán)境的有害影響電能不能大量存儲(chǔ),發(fā)輸配用實(shí)時(shí)平衡暫態(tài)過(guò)程短暫快速供電突然中斷后果嚴(yán)重系統(tǒng)頻率:50±0.2~0.5Hz用戶供電電壓允許偏差35kV及以上:±5%10kV及以下:±7%供電電壓波形畸變率6~10kV:4%;0.38kV:5%電力系統(tǒng)的基本概念—對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求安全:保證安全可靠供電力系統(tǒng)的基本概念—電力系統(tǒng)的接線方式發(fā)電廠主接線無(wú)備用:開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)變電所主接線有備用:環(huán)形網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)的基本概念—電力系統(tǒng)的接線方式發(fā)電廠主接線無(wú)備用:開(kāi)電力系統(tǒng)分析課程的主要內(nèi)容系統(tǒng)地講述電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析計(jì)算的原理和方法發(fā)電機(jī)變量功率:PG+jQG電壓:VG∠θG電流:IG磁鏈:Ψ電動(dòng)勢(shì):Е功角:δ電力網(wǎng)變量:Iij支路功率:Pij+jQij節(jié)點(diǎn)電壓:Vi∠θiPij+jQijVi∠θiPLD+jQLD負(fù)荷變量:PLD+jQLDVLD∠θLD;ILD短路計(jì)算潮流計(jì)算穩(wěn)定計(jì)算運(yùn)行變量系統(tǒng)參數(shù)額定參數(shù)電力系統(tǒng)分析課程的主要內(nèi)容系統(tǒng)地講述電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析計(jì)算電力系統(tǒng)分析(I)——短路計(jì)算基于電路分析方法(CH6,CH8)系統(tǒng)各元件采用等值電路表示;運(yùn)行變量:電流阻抗計(jì)算元件各序電抗的物理意義及計(jì)算方法標(biāo)幺參數(shù)的歸算系統(tǒng)輸入阻抗、轉(zhuǎn)移阻抗、計(jì)算電抗節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣或節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算(CH4)發(fā)電機(jī):基本方程式突然短路的物理過(guò)程等值電路及參數(shù)CH3,CH5輸電線路及變壓器等值電路及參數(shù)CH2,CH7負(fù)荷等值電路及參數(shù)CH6、CH7電力系統(tǒng)分析(I)——短路計(jì)算基于電路分析方法(CH6,CH電力系統(tǒng)分析(II)——潮流計(jì)算電力網(wǎng)各元件等值電路和Y陣發(fā)電機(jī)和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)注入功率潮流方程:節(jié)點(diǎn)注入功率與節(jié)點(diǎn)電壓之間的數(shù)學(xué)關(guān)系潮流方程求解非線性代數(shù)方程N(yùn)ewton法等關(guān)注運(yùn)行變量功率和電壓電壓無(wú)功優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、穩(wěn)定計(jì)算等的基礎(chǔ)發(fā)電機(jī):節(jié)點(diǎn)注入功率:PG+jQG電壓:VG∠θGPij+jQijVi∠θiPLD+jQLD負(fù)荷:節(jié)點(diǎn)注入功率:PLD+jQLD電壓:VLD∠θLD電力網(wǎng)變量:支路功率:Pij+jQij節(jié)點(diǎn)電壓:Vi∠θi電力系統(tǒng)分析(II)——潮流計(jì)算電力網(wǎng)各元件等值電路和Y陣發(fā)電力系統(tǒng)分析(II)——穩(wěn)定計(jì)算電力網(wǎng)各元件等值電路和Y陣發(fā)電機(jī):轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程和Park方程負(fù)荷:電動(dòng)機(jī)方程式和ZIP暫態(tài)穩(wěn)定:非線性微分?jǐn)?shù)值計(jì)算,分段計(jì)算法、改進(jìn)歐拉法等靜態(tài)穩(wěn)定:小擾動(dòng)線性化方程特征值分析運(yùn)行變量:發(fā)電機(jī)功角Pij+jQijVi∠θiPLD+jQLD電力網(wǎng)變量:Y陣支路功率:Pij+jQij節(jié)點(diǎn)電壓:Vi∠θi發(fā)電機(jī):功率:PG+jQG電壓:VG∠θG電流:IG磁鏈:Ψ電動(dòng)勢(shì):Е功角:δ負(fù)荷:轉(zhuǎn)差:s功率:PLD+jQLD電壓:VLD∠θLD電力系統(tǒng)分析(II)——穩(wěn)定計(jì)算電力網(wǎng)各元件等值電路和Y陣P電力系統(tǒng)分析——內(nèi)容1)電力系統(tǒng)的基本概念2)電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算3)同步發(fā)電機(jī)的基本方程4)電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型5)電力系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過(guò)程6)電力系統(tǒng)三相短路電流的實(shí)用計(jì)算7)電力系統(tǒng)各元件的序阻抗和等值電路8)電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障的分析和計(jì)算9)負(fù)荷10)電力傳輸?shù)幕靖拍?1)潮流計(jì)算12)無(wú)功功率平衡和電壓調(diào)整13)有功功率平衡和頻率調(diào)整14)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行15)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念16)電力系統(tǒng)電磁功率特性17)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性18)電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性19)提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施電力系統(tǒng)分析(I)電力系統(tǒng)分析(II)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析電力系統(tǒng)暫態(tài)分析電力系統(tǒng)分析——內(nèi)容1)電力系統(tǒng)的基本概念9)負(fù)荷電[1]陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析.北京:水利電力出版社,1995

[2]李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析.北京:水利電力出版社,1995

[3]韓禎祥.電力系統(tǒng)分析.杭州:浙江大學(xué)出版社,2005

[4]J.DuncanGlover,Mulukutla.S.Sarma.PowerSystemAnalysisandDesign.北京:機(jī)械工業(yè)出版社(影印版),2004

[5]ArthurR.Burgen,VijayVittal.PowerSystemAnalysis.北京:機(jī)械工業(yè)出版社(影印版),2005國(guó)內(nèi)外同類參考教材[1]陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析.北京:水利電力出版習(xí)題HuazhongUniversityofScienceandTechnologyEx1-2,1-3習(xí)題HuazhongUniversityofEx1-HuazhongUniversityofScienceandTechnologyTo

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年度中國(guó)裝機(jī)容量(億kW)美國(guó)裝機(jī)容量(億kW)19490.01850.6340

19810.69135.983019500.01870.6920

19820.72366.137019510.01880.7550

19830.76446.211019520.01960.8320

19840.80126.351019530.02350.9330

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19942.11287.639719630.13332.0970

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19962.41047.758919650.15082.3480

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19992.95707.859319680.19062.8400

20003.15048.117219690.21043.0980

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20033.71859.484519720.29503.9600

20044.22409.629419730.33924.3980

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201110.557610.548319800.65875.7860

中美1949-2011年發(fā)電裝機(jī)容量發(fā)展對(duì)比年度中國(guó)裝機(jī)容量中美1949-2011年發(fā)電裝機(jī)容量發(fā)展對(duì)比我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃:

2020年:13~15億kW2030年:17~20億kW2050年:24~26億kW1995年電力部電力科學(xué)院《2020年全國(guó)電力發(fā)展規(guī)劃研究報(bào)告》

2010年:低方案—5.65億kW,高方案—6.18億kW

2020年:低方案—8.66億kW,高方案—10.54億kW中美1949-2011年發(fā)電裝機(jī)容量發(fā)展對(duì)比我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求電力系統(tǒng)的接線方式電力系統(tǒng)分析課程的主要內(nèi)容第一章:電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的基本概念第一章:電力系統(tǒng)的基本概念輸電配電用電發(fā)電電力系統(tǒng)的基本概念—系統(tǒng)組成輸電配電用電發(fā)電電力系統(tǒng)的基本概念—系統(tǒng)組成電力系統(tǒng)的基本概念—系統(tǒng)組成電力系統(tǒng)的基本概念—系統(tǒng)組成電力系統(tǒng)的基本概念—系統(tǒng)組成(單線圖)輸電網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備發(fā)電廠及設(shè)備用電設(shè)備配電網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備電力網(wǎng)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的基本概念—系統(tǒng)組成(單線圖)輸電網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備發(fā)電廠及電力系統(tǒng)的基本概念—直流輸電交流系統(tǒng)換流站直流輸電線路換流站交流系統(tǒng)電壓等級(jí)(kV)額定電流(A)輸送容量(MW)經(jīng)濟(jì)輸送距離(km)±100045009000>2500±800450072001400~2500±660300040001000~1400±50030003000<1000電力系統(tǒng)的基本概念—直流輸電交流系統(tǒng)換流站直流輸電線路換流站電力系統(tǒng)的基本概念—電力網(wǎng)額定電壓等級(jí)單回架空輸電線路輸電能力1000kV2800MVA>600km750kV2000~2500MVA>500km500kV1000~1500MVA150~850km330kV200~800MVA200~600km220kV100~500MVA100~300km110kV10~50MVA50~150km35kV2~10MVA20~50km10kV0.2~2MVA6~20km6kV0.1~1.2MVA4~15km20kV近年開(kāi)始采用問(wèn)題:為什么采用不同電壓等級(jí)?電力系統(tǒng)的基本概念—電力網(wǎng)額定電壓等級(jí)單回架空輸電線路輸電能電力系統(tǒng)的基本概念—額定電壓受電設(shè)備與系統(tǒng)額定線電壓361035110220330500供電設(shè)備額定線電壓3.156.310.513.815.751820變壓器額定線電壓一次繞組33.1566.31010.513.815.75182035110220330500二次繞組3.33.156.66.31110.538.5121242363550單位:kV目前國(guó)內(nèi)交流電壓最高等級(jí):1000kV

直流電壓最高等級(jí):±800kV電力系統(tǒng)的基本概念—額定電壓受電設(shè)備與系統(tǒng)額定線電壓3610電力系統(tǒng)的基本概念—設(shè)備額定電壓輸電線路1000kV750kV500kV330kV220kV發(fā)電機(jī)20kV18kV15.75kV13.8kV10.5kV6.3kV3.15kV用電設(shè)備:380/220V3kV,6kV,10kV配電線路110kV35kV10kV6kV20kV一次繞組:10.5kV二次繞組:121kV±2×2.5%一次繞組:35kV±2×2.5%二次繞組:6.6kV一次繞組:10kV±2×2.5%二次繞組:400V電力系統(tǒng)的基本概念—設(shè)備額定電壓輸電線路發(fā)電機(jī)用電設(shè)備:電力系統(tǒng)的基本概念—變壓器抽頭額定電壓中高壓側(cè)設(shè)置分抽頭,可通過(guò)變比調(diào)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行電壓調(diào)整;變壓器實(shí)際變比:分抽頭額定線電壓/低壓側(cè)額定線電壓電力系統(tǒng)的基本概念—變壓器抽頭額定電壓中高壓側(cè)設(shè)置分抽頭,可我國(guó)的額定頻率:50Hz電力系統(tǒng)的基本概念—額定頻率工業(yè)用電的標(biāo)準(zhǔn)頻率,簡(jiǎn)稱為工頻我國(guó)的額定頻率:50Hz電力系統(tǒng)的基本概念—額定頻率工業(yè)用電電力系統(tǒng)的基本概念—對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求安全:保證安全可靠供電優(yōu)質(zhì):合乎要求的電能質(zhì)量經(jīng)濟(jì):良好的經(jīng)濟(jì)性環(huán)保:盡可能減小對(duì)環(huán)境的有害影響電能不能大量存儲(chǔ),發(fā)輸配用實(shí)時(shí)平衡暫態(tài)過(guò)程短暫快速供電突然中斷后果嚴(yán)重系統(tǒng)頻率:50±0.2~0.5Hz用戶供電電壓允許偏差35kV及以上:±5%10kV及以下:±7%供電電壓波形畸變率6~10kV:4%;0.38kV:5%電力系統(tǒng)的基本概念—對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求安全:保證安全可靠供電力系統(tǒng)的基本概念—電力系統(tǒng)的接線方式發(fā)電廠主接線無(wú)備用:開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)變電所主接線有備用:環(huán)形網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)的基本概念—電力系統(tǒng)的接線方式發(fā)電廠主接線無(wú)備用:開(kāi)電力系統(tǒng)分析課程的主要內(nèi)容系統(tǒng)地講述電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析計(jì)算的原理和方法發(fā)電機(jī)變量功率:PG+jQG電壓:VG∠θG電流:IG磁鏈:Ψ電動(dòng)勢(shì):Е功角:δ電力網(wǎng)變量:Iij支路功率:Pij+jQij節(jié)點(diǎn)電壓:Vi∠θiPij+jQijVi∠θiPLD+jQLD負(fù)荷變量:PLD+jQLDVLD∠θLD;ILD短路計(jì)算潮流計(jì)算穩(wěn)定計(jì)算運(yùn)行變量系統(tǒng)參數(shù)額定參數(shù)電力系統(tǒng)分析課程的主要內(nèi)容系統(tǒng)地講述電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析計(jì)算電力系統(tǒng)分析(I)——短路計(jì)算基于電路分析方法(CH6,CH8)系統(tǒng)各元件采用等值電路表示;運(yùn)行變量:電流阻抗計(jì)算元件各序電抗的物理意義及計(jì)算方法標(biāo)幺參數(shù)的歸算系統(tǒng)輸入阻抗、轉(zhuǎn)移阻抗、計(jì)算電抗節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣或節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算(CH4)發(fā)電機(jī):基本方程式突然短路的物理過(guò)程等值電路及參數(shù)CH3,CH5輸電線路及變壓器等值電路及參數(shù)CH2,CH7負(fù)荷等值電路及參數(shù)CH6、CH7電力系統(tǒng)分析(I)——短路計(jì)算基于電路分析方法(CH6,CH電力系統(tǒng)分析(II)——潮流計(jì)算電力網(wǎng)各元件等值電路和Y陣發(fā)電機(jī)和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)注入功率潮流方程:節(jié)點(diǎn)注入功率與節(jié)點(diǎn)電壓之間的數(shù)學(xué)關(guān)系潮流方程求解非線性代數(shù)方程N(yùn)ewton法等關(guān)注運(yùn)行變量功率和電壓電壓無(wú)功優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、穩(wěn)定計(jì)算等的基礎(chǔ)發(fā)電機(jī):節(jié)點(diǎn)注入功率:PG+jQG電壓:VG∠θGPij+jQijVi∠θiPLD+jQLD負(fù)荷:節(jié)點(diǎn)注入功率:PLD+jQLD電壓:VLD∠θLD電力網(wǎng)變量:支路功率:Pij+jQij節(jié)點(diǎn)電壓:Vi∠θi電力系統(tǒng)分析(II)——潮流計(jì)算電力網(wǎng)各元件等值電路和Y陣發(fā)電力系統(tǒng)分析(II)——穩(wěn)定計(jì)算電力網(wǎng)各元件等值電路和Y陣發(fā)電機(jī):轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程和Park方程負(fù)荷:電動(dòng)機(jī)方程式和ZIP暫態(tài)穩(wěn)定:非線性微分?jǐn)?shù)值計(jì)算,分段計(jì)算法、改進(jìn)歐拉法等靜態(tài)穩(wěn)定:小擾動(dòng)線性化方程特征值分析運(yùn)行變量:發(fā)電機(jī)功角Pij

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