電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析復習

電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析復習

陳拓編

第一章：電力系統(tǒng)的基本概念

概念：

1、電力系統(tǒng)就是由發(fā)電機、變壓器、電力線路和負荷按一定方式組成的生產(chǎn)、

傳輸、分配和消費電能的整體。

2、電力網(wǎng)由變壓器和線路組成。亦可說：由輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)組成

3、電力系統(tǒng)運行的基本要求有：可靠持續(xù)地供電、優(yōu)良的電能質量和運行的經(jīng)

濟性、（環(huán)境保護）?；蚍Q：可靠性、優(yōu)質性和經(jīng)濟性環(huán)保性。

4、電能質量指標包含：電壓（允許偏移±5%UN）、頻率（允許偏移±0.2Hz）

和波形（允許畸變率約為5%）。

5、電力系統(tǒng)中一級負荷、二級負荷和三級負荷是依據(jù)用戶對供電可靠性要求

來劃分的。

6、系統(tǒng)運行經(jīng)濟性的兩個考核指標是煤耗率和網(wǎng)損率。

7、電力網(wǎng)絡的接線方式可以分成無備用接線和有備用接線。

8、電力系統(tǒng)無備用接線方式包括單回路放射式、干線式、鏈式。

9、有備用電源接線的五種接線方式為：1）兩端供電；2）環(huán)形；3）雙回路放

射式；4）雙回路干線式；5）雙回路鏈式。

10、線路的額定電壓表示的是線電壓。

11、平均額定電壓約為電網(wǎng)額定電壓UN的1.05倍。

12、電力系統(tǒng)中性點的運行方式分為：

（1）大電流接地方式：中性點直接接地，發(fā)生單相接地立即切除故障，單相

接地時非故障相對地電壓不變，一般用于UOkV及以上電網(wǎng)。

（2）小接地電流方式：中性點不接地（及中性點經(jīng)消弧線圈接地），單相接地

時仍可運行2小時，非故障相對地電壓值由相電壓升至線電壓，中性點對地電壓

由零升至相電壓。接地電流等于正常運行時一相對地電容電流的三倍。

當網(wǎng)絡接地容性電流超過如下數(shù)值時，中性點應裝設消弧線圈進行補償。

3?6kV——30A：10kV——20A：35?60kV——1（）A

補償方式：過補償

13、我國電力系統(tǒng)的額定電壓等級有：3、6、10、35、110、220、500（kV）,

目前電力系統(tǒng)的最高電壓等級是：交流1000kV,直流±800kV

習題：

1、對于一級負荷比例較大的電力用戶，應采用的電力系統(tǒng)接線方式為（B）。

A單電源雙回路放射式B雙電源供電方式

C單回路放射式接線D單回路放射式或單電源雙回路放射式

2、簡單的閉式網(wǎng)絡可分為兩端供電式網(wǎng)絡和（A）

A.環(huán)式兩大類B.干線式兩大類

C.放射式兩大類D.鏈式兩大類

3、標出下圖中變壓潛T1-T4的額定變比和G的額定電壓。

答:

4、電力系統(tǒng)接線如下圖所示，試求:

（1）發(fā)電機及各變壓器高低側的額定電壓;

（2）設變壓器Ti工作于+2.5%抽頭，T2工作于主抽頭，T3工作于-5%抽頭，求這些

變壓器的實際變比。

G10小T1

C>K3CHllOkV

q

GT3OW>kV

M：(1)UGN=10.5RV,Ti：10.5/121kVT2：110/38.5kVT3：35/llkV

121(1+2.5%)

Thk,=-----------=1n1.6R11

10.5

32.86

⑵T2:k=

238.5

35(T%)=3.02

T3:k、=

11

第二章電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學模型

概念：

聿

1、復功率：S=UI=S（cos^+jsin^9）=P+jQ

2、負荷以超前的功率為數(shù)運行時吸收容性無功功率（發(fā)出感性無功）。

3、決定發(fā)電機組運行極限的因素：

（1）定子繞組溫升約束。取決于發(fā)電機的視在功率。

（2）勵磁繞組溫升約束。取決于發(fā)電機的空載電勢。

（3）原動機功率約束。即發(fā)電機的額定功率。

（4）其他約束。當發(fā)電機以超前功率因數(shù)運行（進相運行）。

4、變壓器損耗由空載損耗和負載損耗兩部分構成。

5、擴徑導線：人為擴大導線直徑，但不增加載流部分截面積。不同之處在于支撐

層僅有6股，起支撐作用。

6、分裂導線：又稱復導線，其將每相導線分成若干根，相互間保持一定的電離。

采用分裂導線可減小電暈損耗和線路電抗，但會增加線路電容。

7、三相架空輸電線采用循環(huán)換位的目的是減少三相參數(shù)不平衡。

8、同一型號的架空三相輸電線，相間距離增大，其線路對地電容將減小。

9、長線路的等值電路要用分布參數(shù)表示。

10、標么值是指有名值和基準值的比值。

11、采用標么制計算時，只需要選擇兩個電氣量的基準值，其它基準值可根據(jù)它們

之間的關系導出，通常選擇的基準值是功率和電壓。

12、對多電壓等級的電網(wǎng)進行計算時，要作電壓等級的歸算。

13、年最大負荷曲線亦稱有功功率年負荷曲線，即表示一年內每月最大有*功功率負

荷變化的曲線。常用于制訂發(fā)電設備的檢修計劃。

3、根據(jù)凸極式發(fā)電機的向量圖(圖2-3或圖2-7a),求證圖2-7(b)中.

mOr=Ul)

解：由圖2-3可知，圖2-7(b)中，0B二&KUN/W)',OD=/xq(UN/w),而△mOB與AOOD

相似，故有mO/OO'=x^,所以，mO=OO'*(刈女前

mO=mO-00=00'?{x(i/x(r1)

第三章簡單電力網(wǎng)絡的計算和分析

概念：

1、線路功率分布的計算：，，，，

(1)阻抗支路的功率損耗人5=專產(chǎn)(R+jX)=與聲(R+jX)

(2)導納支路的功率損耗\S=-GU2-y-U1

222

2、有功功率流過電抗時，會產(chǎn)生無功損耗；無功功率通過線路電阻時會產(chǎn)生有功功

率損耗。

3、”"x3U」X二QR

UU

4、線路的電壓降落是指線路始末兩端電壓的向量差；線路的電壓損耗是指線路始

末兩端電壓的數(shù)量差。

5、線路空載的情況下線路末端的電壓會高于始端的電壓。

因為線路與大地之間存在對地電容，線路越長，電容越大，對線路補充大量

無功。當線路空載時，線路末端電納中的容性功率，功率值為與之對應的

2

電流為。該電流在線路流動時產(chǎn)生的電壓降落△〃=-也xX,此時末端電

22

壓高于始端電壓。

6、有功功率損耗最小時的功率分布按線段的電阻分布。

7、有功功率損耗最小時的功率分布按線段的阻抗分布。

8、在兩端供電網(wǎng)的最初功率分布中，由兩個供電點的電壓差引起的功率稱為循環(huán)

功率。

9、環(huán)網(wǎng)潮流的自然分布是按線路的阻抗分布。

習題：

1、已知一雙繞組變壓器的容量為31500kVA,額定電壓為

121/lO.5kV,Pk=2OkW,Uk%=lO.5,Po=lOkW,Io%=O.5。若變壓器二次側的功率為

5+jlOMVA,試求其一次側的輸入功率。

解：變壓器歸算到高壓側

號二磊IT部卷=

X_10.5xl2產(chǎn)

=48.8。

7

-100xSAr_100x31.5

10

GT==6.83x10-7$

IOOOXU：1000xl212

/%xS_0.5x31.5

『=0?v=1.076x105S

B100x(72-1Q0X1212

由題目可知，該變壓器為升壓變壓器，其等值電路如下:

0.295+j48.8

?^o>-

5+jlOMVA121/10.5kV

ASTO=AR)+j(:得丫=()()1+jS5]X3L5=()0[+川]575(M^4)

AS〃二%2(R,+jx.「)=5；；；，(0.295+；48.8)=3.048xIO-3+,/0.5041(/WV<4)

一次側輸入功率為:

-3

S7=Ss+A5ZT+A5n)=(5+；10)+(3.048X10+；0.5041)+(0.01+J0.1575)

=5.013iy10.6616(

2、計算閉式網(wǎng)絡的初步功率時（A）

A.不必考慮電壓降落和功率損耗B.必須考慮電壓降落

C.必須考慮功率損耗D.視情況而定

3、為什么電力系統(tǒng)選擇高壓輸電？

答：由AS=/x（R+/X）可知'若輸送的功率相同'采用高壓輸電可降低網(wǎng)損,

提高運行的經(jīng)濟性；另外，由△€/=（尸R+QX）/U可知，輸送的功率相等時，采

用高電壓輸電可以減少電壓損耗，改善電壓質量。

4、輸電系統(tǒng)如題圖2所示。已知：每臺變壓器SN=100MVA,△<）=450kW,△

a；=3500kvar,A^=1000kW,匕=12.5%,工作在-5%的分接頭；每回線路長250km,

10.080/k〃，=0.4Q/to,4=2.8X10*5/版；負荷%=150MW,cos^=0.85<,

線路首端電壓匕=245kV,試分別計算：

輸電線路，變壓器以及輸電系統(tǒng)的電壓降落和電壓損耗；

輸電線路首端功率和輸電效率；

線路首端A,末端B以及變壓器低壓側C的電壓偏移。

圖2簡單輸電系統(tǒng)

答：

1）作出等值電路圖，并計算相應的參數(shù)（歸算到220kV側）

SAS；ZSBRZTSLD

A0—1——L

.B.nr

-Jy-JT

2丁2r3

等值電路

Z=-(/]+7^)/=-(0.08+70.4)x250=10+J50Q

輸電線路(雙回)：22

64

-B=2xl/?1/=2.8xl()-x250=7xl()-S

221

也緝」幽x當=2.42（Q）

變壓器（兩臺）：210002，000，0°

回分」戶目=30.25（Q）

'2100SN2100100

負荷：QLD=/^Dtg(arccos(cos0))=15()xtg(arccos(0.85))=92.96MVA

SLD=%+j2D=150+j92.96MVA

2)假設UA=UB=Uc=220kV,計算網(wǎng)絡的功率分布

AS2T=反沙(%+jXT)="嚼生(2.42+j30.25)

=1.56+j19.46MVA

2(M)+jAQ))=2(450+j3500)

AS、=0.9+j7MVA

1000~1000

“、152.46?+85.542八八

△ACSZL=^77^(%+JXL)=————(10+J50)

UNZZU

=6.3l+j31.57MVA

△QB/2=—|^/?=-7X10-4x22()2=一3388Mvar

輸電系統(tǒng)首端的功率為：

SA=++ASZT+AS、+ZAO*+AS%>

=150+j92.96+1.56+jl9.46+0.9+j7-2xj33.88+6.31+j31.57

=158.77+j83.23MVA

輸電效率為：-X103%=-^-x100%=94.48%

P}158.77

3)用求出的功率分布和已知的首端電壓計算網(wǎng)絡的電壓分布

S；=S158.77+j83.23+j33.88=158.77+jl17.11MVA

A-^QB/2=

158.77xl0+117.11x50=3()38kv

3245

158.77x50-117.11x10?

-----------------------=27.62kv

245

UK=J(°A-AUL)2+⑻1)2=1(245-30.38)2+27.622=216.39kV

輸電線路的電壓降落為：△0[=30.38+j27.62kV

輸電線路的電壓損耗為：x1(X)%=獨心,。,xI(X)%=13.()%

UN220

Si=SLD+ASZ|=150+j92.96+(1.56+ji9.46)

=151.56+jll2.42MVA

151.56x2.42+112.42x30.25…

----------------------------=17.41kV

4216.39

151.56x30.25-112.42x2.42_

—=IKV

LUp216.39

Uc=J(UB-AUT)2+(叫)2=J(216.39-17.41)2+19.932=19998kV

〃牛費鬻亍…

變壓器的電壓降落為：△&?=17.41+jl9.93kV

變壓器的電壓損耗為：%—￡*]()()%;216.39—199.98、m%;7.46%

5220

輸電系統(tǒng)的電壓降落為：

△U=△0/+=30.38+j27.62+17.41+j19.93=47.79+j47.55kV

輸電系統(tǒng)的電壓損耗為：

°Z‘cx100%=245-19998xl(X)%=20.46%

5220

A、B、C的電壓偏移分別為:

216.39-220

U「UNxl()()%=x100%=-1.64%

UN220

%如。0%=啥2-3%

第四章復雜電力系統(tǒng)潮流的計算機算法

概念：

1、電力系統(tǒng)潮流是指在某一時間斷面下，電力系統(tǒng)中節(jié)點電壓和支路功率的穩(wěn)態(tài)分

布。

2、電力系統(tǒng)的潮流分布是用各節(jié)點的電壓和線路功率（或電流）來表示。

3、電力系統(tǒng)導納矩陣的階數(shù)等于獨立節(jié)點數(shù)。

4、自導納等于該節(jié)點直接連接的所有支路導納的總和；互導納等于連接節(jié)點，，/支

路導納的負值。

5、節(jié)點導納矩陣的特點

1）對稱性；2）強對角性；3）高度稀疏。電網(wǎng)的節(jié)點越多，稀疏程度越高。

6、潮流計算常用的算法有：高斯?賽德爾迭代法、牛頓?拉夫遜法和P-Q分解法。

（1）高斯-賽德爾迭代法：對初值不敏感，收斂性較好。但為一階收斂，迭代次

數(shù)較多。

（2）牛頓-拉夫遜法：具有平方收斂性，對初值的選擇要求較高，需接近準確解,

否則可能不收斂，迭代很快，但穩(wěn)定性不高。

（3）P-Q分解法：由混合坐標形式的牛頓-拉夫遜法改進而來。與牛頓-江夫遜

法相比，其具有如下特點：

以一個n-1階和一個m-1階系數(shù)矩陣9和8〃代替原有的n+m-2階系數(shù)矩陣J,

提高了計算速度，降低了對存儲容量的要求;以迭代過程中保持不變的系數(shù)矩陣替代

起變化的系數(shù)矩陣J,能加快計算速度；以對稱的常數(shù)系數(shù)矩陣代替不對稱的系數(shù)矩

陣J,使求逆的運算量和所需的存儲容量均大為減少；具有線性收斂特性，與牛頓-

拉夫遜法相比，當收斂到同樣的精度時，需要迭代的次數(shù)較多；只適用于UOkV及

以上的電網(wǎng)計算。因為35kV及以下電壓等級線路的r/x比值較大，可能出現(xiàn)迭代計

算不收斂的情況。

7、潮流計算中，電壓相位角約束條件是由系統(tǒng)運行的強定理決定的，電壓數(shù)值約

束條件UiminWUiWUhnax是由電壓質量決定的,

8、在計算機潮流計算的三類節(jié)點(PQ、PV、平衡節(jié)點)中，數(shù)量最多的一類是PQ

節(jié)點。PQ節(jié)點的給定量為注入功率8、。，待求量是節(jié)點電壓大小U和相位角今;

PV節(jié)點的給定量為注入有功功率P,和節(jié)點電壓大小以待求量是注入無功功

率0和相位角而；

平衡節(jié)點的給定量為該節(jié)點電壓大小a和相位角及,待求量為該節(jié)點的注入

功率R、Qso平衡節(jié)點是電壓參考點，它的另一個角色是相角參考點。

9、當可調無功功率電源已經(jīng)達到上限或者下限時，PV節(jié)點將轉化為PQ節(jié)點。

10、解潮流方程的方法是迭代法(數(shù)值方法)

11＞牛頓法潮流方程是由節(jié)點電壓方程推導出來的，

12、用牛頓.拉夫遜法進行潮流計算，修正方程求解的是節(jié)點電壓修正量。

13、n個節(jié)點的電力系統(tǒng)，其中平衡節(jié)點1個，PQ節(jié)點(m-1)個，PV節(jié)點n-m個。

(1)用直角坐標表示的牛頓法的修正方程的維數(shù)(J矩陣的階數(shù))是(2n-2);

(2)用極坐標表示的牛頓法的修正方程的維數(shù)是2n-2-(n-m戶n-2+m。

(3)用混合坐標表示的牛頓法的修正方程的維數(shù)是n2+mo

14、P-Q分解法：由混合坐標形式的牛頓?拉夫遜法改進而來。與牛頓?拉夫遜法相比,

其具有如下特點：

(1)以一個n-1階系數(shù)矩陣8,和一個m-1階系數(shù)矩陣8〃代替原有的n+m-2階系

數(shù)矩陣J；

(2)系數(shù)矩陣為對稱的常數(shù)矩陣；

(3)系數(shù)矩陣在迭代過程中保持不變；

(4)與牛頓-拉夫遜法相比，迭代一次所需的時間較短，當收斂到同樣的精度時,

需要迭代的次數(shù)較多.總的計算速度仍快于牛頓-拉夫遜法。

習題：

1、1000節(jié)點的電力系統(tǒng)，其中平衡節(jié)點1個，PV節(jié)點150個，用極坐標表示的

牛頓法的修正方程的維數(shù)是iw；用直角坐標表示的牛頓法的修正方程的維數(shù)

是1998。

2、電力系統(tǒng)有400個節(jié)點，其中平衡節(jié)點1個，PV節(jié)點80個，用混合坐標表示

的牛頓法求解潮流時，其修正方程有718階。

3、關于節(jié)點導納矩陣Y,以下說法錯誤的是（B）o

A是復數(shù)方陣B一定存在與其對應的阻抗矩陣

C是稀疏陣D既包含元件特性約束，又包含網(wǎng)絡拓撲約束

4、對于存在R2X的電力網(wǎng)絡，是否可以采用P-Q分解法進行潮流計算？為什么？

答：一般不行。因為在P-Q分解法中，簡化的依據(jù)是RVVX,從而Bij>>Gij,

以致與cos%>>,sin%,則可將G/in%略去。若存在R2X的情況，則不滿

足簡化條件，將導致潮流不收斂。

5、P-Q分解法是由什么方法改進發(fā)展而來的？它進行了哪幾方面的改進？簡化的條

件是什么？修正方程是什么？

答：

（1）P-Q分解法是在混合坐標形式N-R迭代法基礎上的改進形式，該方法

利用電力系統(tǒng)的一些特有的運行特性，對牛頓?拉夫遜法進行簡化。

1）考慮到電力系統(tǒng)中有功功率分布主要受節(jié)點電壓相角的影響，無功功率分布主

要受節(jié)點電壓幅值的影響，所以忽略了電壓幅值變化對有功功率的影響以及電

壓相位變化對無功功率分布的影響，即認為雅克比矩陣中：N=0,J=0,

4P=HgAQ=LU-MU

2）電力系統(tǒng)正常運行時線路兩端的電壓相位角一般變化不大（不超過

3）架空線路的電抗遠大于電阻；

4）節(jié)點無功功率相應的導納Q/U遠小于該節(jié)點的自導納的虛部。

（2）修正方程

\P!U=-BrU\8

\Q（U=-Bn\U

6、網(wǎng)絡結構如下圖所示。各參數(shù)單位均為S,求：（1）網(wǎng)絡的導納矩陣；（2）如果

2-3支路的導納由j5變?yōu)閖lO,導納矩陣如何修改？

解：

(1)變壓器冗型等值電路參數(shù)為

=-J0.2479

X。~L?~

%=?='=必7273

K1.1

(攵一1)彩

=J0.2727

1.1

(2)網(wǎng)絡的節(jié)點導納矩陣為

)4.4794-J2.727303

-J2.7273-75T50

Y=

0-J5750

_-J20072_

(3)修改后的節(jié)點導納矩陣

Jl4.4794-_/2.72730-J2

-72.72730-J100

Yr=

0-jioJ100

.7200J2_

7、網(wǎng)絡結構如下圖所示。各參數(shù)單位均為S,求網(wǎng)絡的導納矩陣。(10分)

解:

（1）變壓器n型等值電路參數(shù)為

A普-64

(1——川5

=-71.2397

k2

(A-1)刀(1.1一l)x/15

=兒3636

1.1

等值電路如下:

①j5②

jio

-CD

-j20

（2）網(wǎng)絡的節(jié)點導納矩陣為

j5T500

T5732,3967一刀3.63640

Y=

0-jl3.6364j5-jio

00-7,10jio

8、寫出用牛頓-拉夫遜法求解潮流的計算步驟。

解：a、形成節(jié)點導納矩陣;

b、設各節(jié)點電壓的初值U?、

c^將各節(jié)點電壓的初，直代入極坐標下的潮流方程中，求修正方程式中的不平衡量

△匕⑼、⑴、△U/2；

將各節(jié)點電壓的初值代入，求解雅克比矩陣中的H、N、J、L,形成J矩陣;

e、解修正方程式，求各節(jié)點電壓的變化量;

f、計算各節(jié)點電壓的新值

邛=邛+AU：°），靖〉=4⑹+八4⑼；

g、運用各節(jié)點電壓的新值自第三步開始進入下一次的迭代;

h、計算平衡節(jié)點的功率和線路功率。在

第五章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調整

概念：

1、電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調整大體上可分為一次、二次、三次調整。所謂一次

調整指由發(fā)電機的調速器進行的頻率調整，二次調整指由發(fā)電機的調頻器進

行的頻率調整，三次調整其實是指按最優(yōu)化準則分配發(fā)電負荷。

2、電力系統(tǒng)頻率的一次調整是有差調整，頻率的一次調頻可實現(xiàn)無差調整。

3、電力系統(tǒng)按存在形式可分為冷備用和熱備用。按備用容量的用途可分為負荷備用、

事故備用、檢修備用和國民經(jīng)濟備用。

4、編制預計負荷曲線時，網(wǎng)絡損耗和廠用電是兩個重要指標。

5、在豐水季節(jié)，一般宜選用中溫中壓火電廠為調頻廠；在枯水季節(jié)，一般宜選用水

電廠為調頻廠。

6、有功負荷在運行的火電機組間最優(yōu)分配的原則是等微增率準則。

7、電力系統(tǒng)的頻率主要與有功功率有關，電壓主要與無功功率有關。

8、負荷波動是頻率偏差的根本原因。

9、發(fā)電機的單位調節(jié)功率：發(fā)電機組原動機或電源頻率特性的斜率。其標志著隨頻

率的升降發(fā)電機組發(fā)出功率減少或增加的多寡。

(Mw/Hz)

=KG/N1PGN

PG內

10、發(fā)電機的調差系數(shù)：單位調節(jié)功率的倒數(shù)。

0=v_九一人=/j)一￡v

△生PGN一。PGN

o%=--即xioo/1一人'x]00

f^GNZv

習題：

1、電力系統(tǒng)有功功率電源是（A）。

A發(fā)電機B變壓器C調相機D電容器

2、為了能在實際負荷超過預測值時及時地向增加的負荷供電而設置的備用容量稱為

(B)<)

A國民經(jīng)濟備用B負荷備用C檢修備用D事故備用

3、下列電力系統(tǒng)負荷波動中，可以預測的是(C)。

A設備投入或退出運行所引起的第一類負荷變化

B大容量用電設備投入或退出所引起的第二類負荷變化

C生產(chǎn)、生活規(guī)律及氣象變化所引起的第三類負荷變化

D第一、第二類負荷變化

4、同步發(fā)電機的轉速與系統(tǒng)頻率之間是否有嚴格的關系(A)?

A.是B.否C.不一定D.根據(jù)發(fā)電機的形式而定

5、電力系統(tǒng)的一次、二次、三次調頻有何區(qū)別？

答：一次調頻對第一類負荷變動引起的頻率偏移的調整,是由發(fā)電機的調速器進行

的調頻，不能做到無差調頻；二次調頻是針對第二類負荷變動引起的頻率偏差

的調整，由發(fā)電機的調頻器進行調頻，可以實現(xiàn)無差調頻；三次調頻是針對第

三類負荷變動引起的頻率偏差的調整，由系統(tǒng)中所有按給定曲線發(fā)電的發(fā)電機

組分擔，與前兩種調頻方式不同，三次調頻是事前的調整。

6、某電力系統(tǒng)綜合負荷的單位調節(jié)功率為400MW/HZ,系統(tǒng)負荷增大800MW時，

調頻電廠經(jīng)二次調頻增發(fā)4(X)MW,系統(tǒng)頻率變化為0.2Hz,計算系統(tǒng)等值發(fā)電機

的單位調節(jié)功率。

解：(APLO-APGO)=(KG+KL)V

KG=(APLO-APGO)/Af-KL

=(800-400)/0.2-400

=1600(MW/Hz)

答：系統(tǒng)等值發(fā)電機的單位調節(jié)功率為1600MW/Hz。

7、某電廠有兩臺機組，其耗量特性分別為：FI=0.02PI2+2P>+10(t/h),20MWPi

60MW;F2=0.03P22+3P2+16(l/h),2OMWWP2W6OMW。求當負荷分別為80MW及

65MW的功率經(jīng)濟分配。

解：兩機組的耗量微增率分別為:

4=以二0.046+2辦=外=0.06只+3

?端1.吹2

(1)當負荷為80MW時，根據(jù)等耗量微增率準則，有

0.04/]+2=0.06A+3J4=58MW

6+匕=80=[6=22MW

(2)當負荷為65MW時，根據(jù)等耗量微增率準則，有

().04片+2=().06鳥+3\PX=49MVV

[+g=650[鳥=飾用卬

由于約束條件，要求20MWWP2W60MW

故，只能取P2=20MW,P/=65-20=45MW

7、在某A、R聯(lián)合系統(tǒng)中，A系統(tǒng)有：發(fā)電機KAGI=500MW/HZ,KAG2=400MW/HZ,

負荷KAD=100MW/HZ,B系統(tǒng)有：KB=800MW/HZO正常運行時A系統(tǒng)G1滿載，

G2未滿載，戶49.8Hz,聯(lián)絡線功率PAB=100MWO聯(lián)絡線突然斷開后，A系統(tǒng)G1

二次調頻減少25MW出力，問：△=?，介二？

解：當聯(lián)絡線突然斷開，相當于A系統(tǒng)的負荷減少100MW,而B系統(tǒng)的電源功率

減少lOOMWo

/PA=/PDAPGA=lOO(MW)/PB=/PDB/PGB=lOO(MW)

一--25

=0.05(4/)/t=49.8+0.05=49.85(Hz)

“500

\P_100

H—0.125(%)力=49.8-0.125=49.675(Hz)

KB800

第六章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調整

概念：

1、電力系統(tǒng)的電壓水平主要決定于無功功率的平衡。

2、電力系統(tǒng)無功平衡的原則是分層控制、就地平衡。

3、電力系統(tǒng)的無功電源有：發(fā)電機、電容器、調相機、靜止補償器。

4、電壓中樞點：指某些可反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電所的母線。

5、電力系統(tǒng)中樞點調壓方式可分為三類：順調壓、逆調壓、常調壓。

6、在任何負荷下，中樞點的電壓保持為大約恒定的數(shù)值(102%?105%UN),這種調

壓方式稱為常調壓。

7、高峰負荷時允許中樞點電壓略低，低谷負荷時允許中樞點電壓略高的中樞點電壓

調整方式稱為順調壓。

8、高峰負荷時升高電壓，低谷負荷時降低電壓的中樞點電壓調整方式稱為逆調壓。

9、雙繞組變壓器的分接頭位于高壓側；三繞組變壓器的分接頭，一般裝在高壓和中

壓繞組。

習題：

1、什么是電力系統(tǒng)的電壓中樞點？它一般選在何處？

電力系統(tǒng)中少數(shù)能代表系統(tǒng)電壓水平的節(jié)點稱為電壓中樞點。

一般選在區(qū)域性發(fā)電廠的高壓母線、樞紐變電站的二次母線及有大量地

方負荷的發(fā)電廠母線。

2、電力系統(tǒng)調壓的基本原理是什么？當電力系統(tǒng)無功不足時，是否可以通過改變變

壓器的變比調壓？為什么？

答：發(fā)電機的機端電壓UG經(jīng)過升壓變壓器和降壓變壓器進行電壓轉換，最后到

負荷點，故負荷點的電壓“可以用下式表示

UM片等

uf=------匕J%、近分別為升、降壓變壓器的變比

k2

調壓原理就是通過改變公式中的各個參數(shù)以改變負荷點電壓，使之滿足要求。

因而，調壓方法有：(1)調節(jié)勵磁電流以改變發(fā)電機電壓；(2)改變變壓器的變比;

(3)改變線路參數(shù)R、X;(4)進行無功功率補償。

當電力系統(tǒng)無功功率不足時，不可以通過改變變壓器的變比調壓。因為，調節(jié)

變壓器的變比只能改變無功功率的分布，不能改變無功功率的大小，即不能進行無

功補償。

3、電力系統(tǒng)的調壓措施主要有哪些？它們各有什么特點？

答：調壓措施有：

(1)發(fā)電機調壓：簡單靈活，無需投資，應充分利用，但調壓幅度有限。

（2）改變變壓器的變比調壓：利用改變節(jié)點電壓的高低來改變無功功率的流向和分

布；不能發(fā)出或吸收無功功率，只能作細微調節(jié)，當無功缺乏時無效。

（3）并聯(lián)補償調壓：是無功功率分層分區(qū)平衡的主要手段；靈活方便，可減小網(wǎng)損。

（4）串聯(lián)補償調壓:調節(jié)功率因數(shù)；不能減少網(wǎng)損；運行維護要求較高，調節(jié)不太靈

活。

4、電力系統(tǒng)中無功電源有哪些？其工作原理和特點分別是什么？

答：

1）發(fā)電機：是基本的無功電源。它通過調節(jié)發(fā)電機的勵磁電流來改變發(fā)電機發(fā)出

的無功功率。增加勵磁電流，無功輸出增加；減小勵磁電流，無功輸出減少。

2）調相機：相當于空載運行的同步電動機。過質磁運行，提供感性無功；欠勵磁

運行，吸收感性無功。

3）并聯(lián)電容器：只能向系統(tǒng)提供感性無功.其特點為，所供應的感性無功與其端

電壓的平方成正比，電容器分組切投。非連續(xù)可投。

4）靜止補償器和靜止調相機：分別與電容器和調相機相對應而同屬“靈活交流輸

電系統(tǒng)”范疇的兩種無功電源。

5）并聯(lián)電抗器：就感性無功而言，其并非電源，而是負荷，但在某些電力系統(tǒng)中

的確裝有這些設備，用以吸取輕載或空載線路過剩的感性無功功率。而對高壓長距

離輸電線路而言，它還有提高輸送能力，降低過電壓的作用。

5、簡單電力系統(tǒng)如圖所示，保持線路首段電壓為113kV不變，變壓器二次側電壓要

求保持常調壓10.5kV,試確定并聯(lián)電容補償容量。

U0±2X2.5%/11

-H3D~~~|Smax=28+jl4MVA

-?

Smin=10+j6MVA

2.44+j40Q-------------------1

解：由竺產(chǎn)得

U3—U，128x2,44+14x40

,=2+X求得f=107.1846匹

’…〃，10x2.44+6x40I^in=H0.6096A:V

113二%