电力系统稳态分析作业题.docx

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1、第四章复杂电力系统的潮流计算一、基本要求掌握电力系统潮流计算的数学模型（节点电压方程）和解算方法；掌握电力网络的节点导纳矩阵；掌握电力系统潮流计算中的功率方程和变量、节点的分类；了解高斯-塞德尔法潮流计算；掌握牛顿-拉夫逊法潮流计算。二、重点内容1、节点导纳矩阵导纳矩阵中的对角元素称为自导纳，数值上等于与该节点相连的所有支路导纳的总和。导纳矩阵中的非对角元素称为互导纳，数值上等于相连节点、支路导纳的负值，而且，如果节点、之间无支路相连，则。节点导纳矩阵的特点:（1）节点导纳矩阵是一个阶方阵。为电网的节点数（不包括接地点）。（2）节点导纳矩阵是一个对称方

2、阵。（3）节点导纳矩阵具有对角优势，其对角元素绝对值大于非对角元素。（4）节点导纳矩阵是一个稀疏矩阵，即节点导纳矩阵中有零元素存在。2、电力网络功率方程电力网络方程采用节点电压方程：……………（3-1）根据节点注入电流和注入功率的关系：，得到以节点注入功率表示的节点电压方程：，将矩阵方程展开为：………………………（3-2）（n为电网节点数）展开通式为，其中i、j　=　1、2、……n　。将有功、无功功率分开，得到以节点注入功率表示的实数方程：　　……………（3-3）1、电力网络节点的分类（1）PQ节点：已知节点的注入功率，节点的电压向量（）为待求量；（

3、2）PV节点：已知节点的注入有功功率P和电压大小U，节点注入无功功率Q和电压相位为待求量；（3）平衡节点：已知节点的电压大小U和电压相位，节点注入有功功率P和无功功率Q为待求量。又称U节点。4、牛顿—拉夫逊法潮流计算运用牛顿—拉夫逊法进行潮流计算的核心问题是修正方程式的建立和修改。每次迭代时都要先求解修正方程式，然后用解得的各节点电压修正量求各节点电压的新值。这些修正方程式为：用直角坐标表示时用极坐标表示时用极坐标表示的牛顿—拉夫逊法潮流计算的基本步骤：（1）形成节点导纳矩阵；（2）设PQ节点电压的初值、=0O,　设PV节点电压的初值已知、=0O　；（

4、3）求解修正方程式中的不平衡量、；（4）求解修正方程式中系数矩阵的各个元素、、、；（5）解修正方程式：求出各点电压的相位、大小的修正量、；（6）修正各节点电压的相位、大小，得到各点电压的新值：；（1）运用各节点电压的新值返回第（3）步进入下一次迭代计算。这样重复迭代求解（3）~（6）步，每次迭代都要判断是否满足收敛条件：，当条件都满足时，迭代收敛，得到各节点电压的结果；否则迭代不收敛，继续迭代计算。（2）计算平衡节点的功率和PV节点的无功功率；（3）计算各支路功率。二、例题分析1.电力网络接线如图，写出节点导纳矩阵。2.电力系统的等值电路如图：网络各支

5、路导纳为0.1。试用矩阵分块法计算消去5、6两节点，简化网络的导纳矩阵。并计算节点2、3间支路阻抗。3.系统接线如图。线路，，，，。运行条件：，，，求潮流分布，画出潮流分布。第五章电力系统的有功功率和频率调整一、基本要求了解电力系统有功功率和频率之间的关系、电力系统的有功功率平衡及备用容量；掌握电力系统中各类电厂的运行特点及合理组合、电力系统中有功功率负荷的最优分布；了解负荷和发电机的功率-频率静特性，掌握电力系统频率的一次调整及二次调整。二、重点内容1、电力系统中有功功率电源的最优组合根据各类发电厂的运行特点可见：原子能电厂建设投资大，运行费用小，因

6、此原子能电厂应当尽可能的利用，让它满发。火力发电厂机组投入或者退出运行的时间较长（十几个小时），而且机组频繁的启停或增减负荷既消耗能量又易于损坏设备，因此一般火电厂承担基本不变的负荷。其中，高温高压火电厂效率高，应该优先投入；中温中压火电厂效率低一些，但它的负荷调节能力较强，可以承担一定的负荷变动。水力发电厂机组投入或者退出运行的时间短（几分钟），操作简单、灵活，具有快速启动、快速增减负荷的突出优点。因此水电厂调节能力强，可以承担急剧变动的负荷。综合考虑以上因素，得到结论：枯水季节，原子能电厂、火电厂承担基本不变的负荷，主要由带调节水库的水电厂调节负荷

7、的波峰和波谷的变动；洪水季节，为防止水资源的浪费，水电厂、原子能电厂、高温高压火电厂承担基本不变的负荷，由中温中压火电厂承担调节任务。2、电力系统中有功负荷的最优分配电力系统有功负荷的最优分配的目标是：在满足系统有功功率平衡的条件下，使系统一次能源的消耗量为最低，使系统经济性达到最优。　汽轮发电机组的耗量特性为：………………………………（5-1）其中F为燃料的消耗量（吨/小时），PG为发电机发出的功率。机组的耗量微增率：………………………………（5-2）要实现电力系统中各机组之间有功负荷的最优分配，必须遵守等耗量微增率准则；……………………………（5-

8、3）同时必须满足：等约束条件不等约束条件3、电力系统的频率调整电力系统负荷的变化引起系统频率的