電力系統(tǒng)分析習(xí)題集

1、電力系統(tǒng)分析習(xí)題集第一章：電力系統(tǒng)的基本概念一、主要知識(shí)點(diǎn)1、 電力系統(tǒng)的組成及各組成部分的作用；2、 電能生產(chǎn)的特點(diǎn)及對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求；3、 電力系統(tǒng)的接線方式及特點(diǎn)；4、 電力系統(tǒng)的額定電壓及適用范圍；5、 中性點(diǎn)運(yùn)行方式及特點(diǎn)；6、 聯(lián)合電力系統(tǒng)及其優(yōu)越性。二、思考題與習(xí)題1、電力系統(tǒng)由哪些主要部分組成？各部分的作用是什么？2、電能生產(chǎn)的主要特點(diǎn)有哪些？3、對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是什么？4、電力系統(tǒng)中負(fù)荷的分類（I、II、III類負(fù)荷）是根據(jù)什么原則進(jìn)行的？各類負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求是什么？5、衡量電能質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？6、電力系統(tǒng)的接線方式有哪兩種類型？各種接線方式的

2、主要特點(diǎn)是什么？7、電力系統(tǒng)的額定電壓是如何確定的？我國(guó)規(guī)定的電力系統(tǒng)額定電壓等級(jí)有哪些？各種電壓等級(jí)的適用范圍怎樣？8、電力系統(tǒng)中各元件的額定電壓為多少？什么叫電力系統(tǒng)的平均額定電壓？9、什么叫電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)？電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式有哪些？它們各有什么特點(diǎn)？我國(guó)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式如何？10、如何提高中性點(diǎn)直接接地電力系統(tǒng)的供電可靠性？11、消弧線圈的工作原理是什么？電力系統(tǒng)中為什么一般采用過(guò)補(bǔ)償方式？ 12、聯(lián)合電力系統(tǒng)的優(yōu)越性有哪些？第二章 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路一、 知識(shí)要點(diǎn)1、 電力線路的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及等值電路1.1架空線路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)1.1.1架空線路的結(jié)構(gòu)架空線路由導(dǎo)線

3、、桿塔、絕緣子、金具和避雷線（中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)）構(gòu)成。1.1.2架空輸電線路的參數(shù)：電阻是反映導(dǎo)線對(duì)電流阻礙作用的參數(shù)，輸電線路的電阻按下式計(jì)算，式中為計(jì)算導(dǎo)線電阻所采用的電阻率，鋁導(dǎo)線取，銅導(dǎo)線取，其值略小于導(dǎo)線材料的直流電阻率；導(dǎo)線的標(biāo)稱截面（mm2）。電抗是反映感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流的阻礙作用的參數(shù)，各種類型輸電線路的電抗按下式計(jì)算。單回輸電線路（對(duì)稱排列或經(jīng)完整換位）：式中：r為導(dǎo)線的計(jì)算半徑（cm或mm）；r為導(dǎo)線材料的相對(duì)導(dǎo)磁系數(shù)，對(duì)于非鐵磁物質(zhì)鋁和銅r1；f為交流電的頻率（Hz）；Dm為三相導(dǎo)線之間的幾何平均距離（與計(jì)算半徑同單位）。當(dāng)f=50Hz時(shí)，銅導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線的電抗計(jì)算公式為，

4、近似計(jì)算時(shí)取。同桿（塔）雙回輸電線路，一般不計(jì)兩回路之間的相互影響。分裂導(dǎo)線輸電線路：式中req為分裂導(dǎo)線的等值半徑，其值按式確定；n為分裂導(dǎo)線的分裂根數(shù)。電納是反映輸電線路的對(duì)地電容和線間電容的參數(shù)，單回輸電線路（對(duì)稱排列或經(jīng)完整換位）：；分裂導(dǎo)線線路：電導(dǎo)是反映輸電線路的泄漏損耗和電暈損耗的參數(shù)，泄漏損耗一般可以忽略不計(jì)，從而輸電線路的電導(dǎo)主要由電暈損耗決定。電暈發(fā)生的條件為線路運(yùn)行時(shí)的實(shí)際電壓U高于電暈臨界電壓Ucr，單回導(dǎo)線電暈臨界相電壓按下式計(jì)算分裂導(dǎo)線線路的電暈臨界相電壓按下式計(jì)算式中，m為導(dǎo)線表面光滑系數(shù)，對(duì)于表面光滑的單根導(dǎo)線m=1.0，對(duì)于絞線m=0.9；為空氣相對(duì)密度；p為

5、大氣壓力；t為空氣溫度（0C）。對(duì)于晴天，一般取1.0；為與分裂導(dǎo)線數(shù)有關(guān)的常數(shù)；r、Dm、req的意義同前所述，單位為cm。60KV以下線路不會(huì)出現(xiàn)電暈現(xiàn)象，110KV及以上線路以晴朗天氣下不發(fā)生電暈為設(shè)計(jì)原則,所以一般情況下,線路電導(dǎo)b1=0；當(dāng)電暈發(fā)生時(shí)，電暈損耗和線路電導(dǎo)按下式計(jì)算式中，為實(shí)測(cè)三相電力輸電線路電暈損耗的總有功功率（KW/km）；U為電力線路運(yùn)行的線電壓（kV）。1.2電纜線路的結(jié)構(gòu)與參數(shù)1.2.1電纜線路的結(jié)構(gòu)（略）1.2.2電線路的參數(shù)電纜參數(shù)也有電阻、電抗、電納和電導(dǎo)四個(gè)，所不同的是電纜線路的電導(dǎo)反映的是絕緣介質(zhì)的介質(zhì)損耗。電纜線路的參數(shù)計(jì)算較為復(fù)雜，一般從手冊(cè)查取

6、或通過(guò)試驗(yàn)確定。1.3電力線路的等值電路短線路：短線路指長(zhǎng)度不超過(guò)100km、電壓不超過(guò)60kV的架空輸電線路；或電壓10KV以下的電纜線路，短線路的等值電路用集中參數(shù)電路表示，并忽略導(dǎo)納支路的影響。中等長(zhǎng)度線路：中等長(zhǎng)度線路指長(zhǎng)度在100km300km的架空線路；或長(zhǎng)度不超過(guò)100km的電纜線路，中等長(zhǎng)度線路的等值電路也可忽略分布參數(shù)的影響，而用集中參數(shù)電路表示，其形式有形和形兩種，電力系統(tǒng)分析采用形等值電路。長(zhǎng)線路：長(zhǎng)線路指長(zhǎng)度超過(guò)300km的架空線路和長(zhǎng)度超過(guò)100km的電纜線路，對(duì)于長(zhǎng)線路必須考慮分布參數(shù)的影響，電力系統(tǒng)分析中長(zhǎng)線路的等值電路采用修正集中參數(shù)形等值電路。圖中、，修正系數(shù)

7、？2、變壓器的等值電路和參數(shù)2.1雙繞組變壓器圖中 2.2三繞組變壓器2.2.1 電阻RT1、RT2、RT3的計(jì)算RT1、RT2、RT3為歸算到同一電壓等級(jí)的三個(gè)繞組電阻。對(duì)于容量比為100/100/100的三繞組變壓器按下式計(jì)算對(duì)于容量比不為100/100/100的三繞組變壓器，需要將短路試驗(yàn)所得的短路損耗先歸算到變壓器的額定容量之下，然后再利用上面的公式計(jì)算各繞組的短路損耗和電阻，例如對(duì)于容量比為100/100/50的三繞組變壓器由于繞組1、3和繞組2、3的短路試驗(yàn)是在50SN下進(jìn)行的，可以按下式計(jì)算變壓器在額定容量下的短路損耗2.2.2電抗XT1、XT2、XT3的計(jì)算XT1、XT2、XT

8、3是歸算到同一電壓等級(jí)的三個(gè)繞組的等效漏電抗，由于三繞組變壓器銘牌和手冊(cè)給出的短路電壓都已歸算到變壓器的額定容量之下，所以不管變壓器的容量比是否為100/100/100，其電抗豆都可以按下式計(jì)算由于XT1、XT2、XT3是三個(gè)繞組的等效漏電抗，計(jì)算中可能出現(xiàn)某個(gè)繞組的等效電抗為負(fù)值，由于其絕對(duì)值很小，近似計(jì)算時(shí)可以取為0。2.2.3電導(dǎo)GT和BT的計(jì)算電導(dǎo)GT和BT的計(jì)算與雙繞組相同。2.3自耦變壓器2.3.1電阻RT1、RT2、RT3的計(jì)算自耦變壓器RT1、RT2、RT3的計(jì)算方法與三繞組變壓器相同，所不同的是在三繞組變壓器等值電路中它們是各繞組的實(shí)際電阻歸算到同一電壓等級(jí)的數(shù)值，均為正值；

9、在自耦變壓器情況下它們是各繞組的等效電阻歸算到同一電壓等級(jí)的數(shù)值，計(jì)算中可能出現(xiàn)某個(gè)繞組的電阻為負(fù)值的情況，近似計(jì)算中可以取為0。2.3.2電抗XT1、XT2、XT3的計(jì)算對(duì)于容量比為100/100/100的自耦變壓器，電抗XT1、XT2、XT3的計(jì)算方法與三繞組變壓器相同，對(duì)于容量比不為100/100/100的自耦變壓器，銘牌或手冊(cè)給出的短路電壓可能未歸算到變壓器的額定容量，計(jì)算時(shí)需要先進(jìn)行歸算，對(duì)于容量為的自耦變壓器，短路電壓的歸算公式如下同三繞組變壓器一樣，自耦變壓器的電抗XT1、XT2、XT3也是各繞組的等值漏抗，其值也可能出現(xiàn)負(fù)值。2.3.3電導(dǎo)GT和BT的計(jì)算電導(dǎo)GT和BT的計(jì)算與

10、雙繞組相同。3、電抗器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型電抗器為單相式，電抗器銘牌通常給出額定電壓、額定電流和電抗百分?jǐn)?shù)XL(%)，其中電壓為線電壓值。由于電抗器的電阻相對(duì)電抗而言很小，所以通常將電抗器作為理想的電抗元件。電抗器的電抗有名值可由下式計(jì)算式中，為電抗器的電抗（），為電抗器的電抗百分?jǐn)?shù)，為電抗器的額定電壓（KV），為電抗器的額定電流（KA）。4、同步發(fā)電機(jī)的參數(shù)及等值電路4.1 同步發(fā)電機(jī)的等值電路發(fā)電機(jī)定子繞組的電阻相對(duì)較小，一般可以忽略不計(jì)。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下，發(fā)電機(jī)的等值電路如圖 所示。 4.2 同步發(fā)電機(jī)的參數(shù)4.2.1 同步發(fā)電機(jī)的電抗同步發(fā)電機(jī)的電抗有名值由式 計(jì)算式中，為發(fā)電機(jī)的額定電壓（

11、KV）；為發(fā)電機(jī)的額定視在功率（MVA）；為發(fā)電機(jī)的額定有功功率（MW）；為發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)。4.2.2 同步發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)式中，為發(fā)電機(jī)的相電動(dòng)勢(shì)（KV）；為發(fā)電機(jī)的相電壓（KV）；為發(fā)電機(jī)定子的相電流（KA）。5、負(fù)荷的參數(shù)和等值電路負(fù)荷可以用其阻抗表示，也可以用其導(dǎo)納表示，在認(rèn)為負(fù)荷端電壓不變的情況下，也可以用其消耗的復(fù)功率表示。用阻抗、導(dǎo)納和復(fù)功率表示的感性負(fù)荷和容性負(fù)荷的等值電路如圖 6、電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路6.1 電力網(wǎng)絡(luò)的有名制等值電路 電力網(wǎng)等值電路中各物理量采用有單位的有名制時(shí)，等值電路稱為有名制等值電路。在有名制等值電路中，電氣量為歸算到同一電壓等級(jí)（基本級(jí)）的數(shù)值。 基

12、本級(jí)可以根據(jù)分析計(jì)算的方便性確定，例如一個(gè)具有10KV、110KV和220KV電壓等級(jí)的電力網(wǎng)，如要求計(jì)算正常運(yùn)行時(shí)110KV某母線的實(shí)際電壓，則基本級(jí)選擇110KV電壓等級(jí)較為方便；如果需要計(jì)算系統(tǒng)各電壓等級(jí)中母線的電壓，則選擇哪一個(gè)電壓等級(jí)作為基本級(jí)都是一樣的，此時(shí)一般選擇系統(tǒng)中的最高電壓等級(jí)作為分析計(jì)算的基本級(jí)。 如果將變壓器的變比規(guī)定為則電網(wǎng)參數(shù)的歸算公式如下 式中，為電氣量在原電壓等級(jí)的數(shù)值；為歸算到基本級(jí)的數(shù)值； 為電氣量所在電壓等級(jí)與基本級(jí)之間的變壓器的變比。參數(shù)歸算中，如果變壓器變比采用實(shí)際變比，則計(jì)算為精確計(jì)算。參數(shù)歸算中，如果變壓器的變比采用平均額定變比，則為近似計(jì)算，此時(shí)

13、系統(tǒng)中所有元件的額定電壓也都應(yīng)取其平均額定電壓，這時(shí)，電網(wǎng)參數(shù)的歸算公式簡(jiǎn)化為 即把參數(shù)所在電壓等級(jí)電網(wǎng)和基本級(jí)電網(wǎng)之間的所有變壓器看作一個(gè)等值升壓變壓器來(lái)進(jìn)行參數(shù)歸算。6.2 標(biāo)幺制等值電路電力網(wǎng)等值電路中各物理量采用相對(duì)值時(shí)，等值電路稱為有名制等值電路。在標(biāo)幺制等值電路中，電氣量為統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值。6.2.1 基準(zhǔn)值的選擇采用標(biāo)幺制計(jì)算時(shí)，必須首先選擇各電氣量的基準(zhǔn)值，然后才能利用選定的基準(zhǔn)值和有名值確定各電氣量的標(biāo)幺值?；鶞?zhǔn)值的選擇必須遵守兩條原則，一是電氣量的基準(zhǔn)值必須與有名值同單位；二是各電氣量的基準(zhǔn)值之間必須遵守電路的基本規(guī)律。電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析計(jì)算中的電氣量共有阻抗Z、導(dǎo)納Y、

14、電壓U、電流I和功率S五個(gè)，而電路的基本關(guān)系有、和三個(gè)，只要必須任意給定其中兩個(gè)，其它三個(gè)就可以由電路的基本關(guān)系確定。通常任意給定功率和電壓的基準(zhǔn)值SB和UB，而由此確定的阻抗、導(dǎo)納和電流的基準(zhǔn)值分別為、6.2.2 電力網(wǎng)參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算 電網(wǎng)參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算方法有兩種，一種是“先歸算，后取標(biāo)幺值”；另一種是“就地取標(biāo)幺值”?！跋葰w算，后取標(biāo)幺值”是指先利用變壓器的變比，將所有的參數(shù)有名值歸算到基本級(jí)，再利用選定的基本級(jí)的電氣量的基準(zhǔn)值求各個(gè)參數(shù)的標(biāo)幺制?！熬偷厝?biāo)幺值”則是指先利用選擇好的基本級(jí)的各電氣量的基準(zhǔn)值和變壓器的變比求出各其它電壓級(jí)的電氣量的基準(zhǔn)值，然后利用參數(shù)的有名值和所在電壓等

15、級(jí)的基準(zhǔn)值求其標(biāo)幺值。兩種方法的計(jì)算過(guò)程雖然不同，但結(jié)果是一致的。計(jì)算過(guò)程中，如果變壓器的變比取實(shí)際變比則為精確計(jì)算；如果變壓器的變比取平均額定變比，基本級(jí)的基準(zhǔn)電壓取其平均額定電壓，則其他電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓也就是其各自的平均額定電壓，而不必進(jìn)行計(jì)算，這種計(jì)算稱為近似計(jì)算。第三章 簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)的潮流的分析計(jì)算一、學(xué)習(xí)目的和要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，掌握電力線路和電力變壓器功率損耗和電壓降落的計(jì)算、電力線路和電力變壓器的電能損耗計(jì)算、運(yùn)算負(fù)荷和運(yùn)算電源的概念及電力網(wǎng)等值電路的簡(jiǎn)化、開(kāi)式電力網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算方法步驟、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計(jì)算的方法步驟；能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)潮流的分析計(jì)算二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)電力線路功率損

16、耗和電壓降落的計(jì)算公式及其使用注意事項(xiàng)；電力線路電壓偏移、電壓降落、電壓損耗和電壓調(diào)節(jié)的概念；高壓電網(wǎng)中有功功率和無(wú)功功率的傳輸規(guī)律。電力變壓器功率損耗和電壓降落的計(jì)算公式及其使用注意事項(xiàng)；電力線路和電力變壓器的電能損耗計(jì)算方法；電力網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)損率的概念；開(kāi)式網(wǎng)潮流分布的計(jì)算方法步驟；環(huán)形網(wǎng)潮流分布的計(jì)算方法步驟；環(huán)形網(wǎng)絡(luò)功率的經(jīng)濟(jì)功率分布與潮流調(diào)控的目的與方法。三、重點(diǎn)及難點(diǎn)提示1、電力線路的功率損耗和電壓降落功率計(jì)算阻抗支路的功率損耗計(jì)算： 導(dǎo)納支路的功率損耗計(jì)算：一般情況下，電力線路的電導(dǎo)，導(dǎo)納支路的有功損耗0；導(dǎo)納支路的無(wú)功損耗等于負(fù)值，意味著其吸收的是容性無(wú)功功率（即輸出感性無(wú)功功率）。

17、電力線路的功率平衡關(guān)系： ， ，電壓計(jì)算 電力線路電壓質(zhì)量及輸電效率技術(shù)指標(biāo)電壓降落、電壓損耗、電壓偏移（首端電壓偏移、末端電壓偏移）、電壓調(diào)整和輸電效率。2、電力變壓器功率損耗和電壓降落電力變壓器功率和電壓的計(jì)算與電力線路相似，不同之處主要有：變壓器等值電路為形，而電力線路等值電路為形；變壓器導(dǎo)納支路為電感性，電力線路的導(dǎo)納支路為電容性；近似計(jì)算中，取,變壓器導(dǎo)納可用不變的負(fù)荷功率代替，即 3、電源功率、等值電源功率、運(yùn)算功率的概念；負(fù)荷功率、等值負(fù)荷功率、運(yùn)算負(fù)荷的概念。4、電力網(wǎng)的電能損耗計(jì)算阻抗支路的電能損耗計(jì)算阻抗支路電能損耗的常用計(jì)算方法有年負(fù)荷損耗率法和最大負(fù)荷損耗時(shí)間法兩種，兩

18、種計(jì)算法所得結(jié)果往往有差異，這是由于兩者所依據(jù)的統(tǒng)計(jì)資料不同造成的。導(dǎo)納支路的電能損耗計(jì)算電力線路導(dǎo)納支路的電能損耗通常不作考慮，變壓器導(dǎo)納支路的電能損耗按下式計(jì)算電力網(wǎng)的網(wǎng)損率式中 為一定時(shí)期內(nèi)電力網(wǎng)的總電能損耗,為同一時(shí)期內(nèi)電力網(wǎng)的供電量。 輸電線路的線損率可以仿照上式計(jì)算。5、開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)潮流分布分析計(jì)算開(kāi)式網(wǎng)的潮流分布取決于負(fù)荷的分布。在通常情況下（已知電網(wǎng)首端電壓和各負(fù)荷點(diǎn)功率），可以采用迭代法和近似計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算。近似計(jì)算的方法步驟為繪制電網(wǎng)的等值電路并計(jì)算元件參數(shù)，采用有名制計(jì)算時(shí)，所有參數(shù)應(yīng)歸算到同一電壓等級(jí)；采用標(biāo)幺制計(jì)算時(shí)所有參數(shù)應(yīng)為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺制；利用運(yùn)算負(fù)荷和運(yùn)算電源對(duì)

19、等值電路進(jìn)行簡(jiǎn)化；設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓，從電網(wǎng)末端開(kāi)始，逐段計(jì)算功率分布；利用求得的功率分布和電網(wǎng)首端電壓，從電網(wǎng)末端開(kāi)始，逐段計(jì)算電壓分布；將和的計(jì)算結(jié)果結(jié)合起來(lái)即得電網(wǎng)的潮流分布。6、兩端供電網(wǎng)潮流分布的分析計(jì)算兩端供電網(wǎng)潮流分布計(jì)算的方法步驟繪制電網(wǎng)的等值電路并計(jì)算元件參數(shù)（有名制計(jì)算時(shí)，所有參數(shù)應(yīng)歸算到同一電壓等級(jí)；標(biāo)幺制計(jì)算時(shí)所有參數(shù)應(yīng)為統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺制）利用運(yùn)算負(fù)荷和運(yùn)算電源對(duì)等值電路進(jìn)行簡(jiǎn)化利用公式、計(jì)算兩端供電網(wǎng)的供載功率利用公式 計(jì)算循環(huán)功率計(jì)算初步功率分布 、 繪制初步功率分布圖，確定功率分點(diǎn)在功率分點(diǎn)將兩端供電網(wǎng)拆開(kāi)，得到兩個(gè)輻射形網(wǎng)絡(luò)，然后按輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算方法

20、計(jì)算兩端供電網(wǎng)的最終潮流分布。7、簡(jiǎn)單環(huán)網(wǎng)的潮流分布計(jì)算簡(jiǎn)單環(huán)網(wǎng)指由同一電壓等級(jí)的輸電線路組成的環(huán)形電力網(wǎng)。只要在電源點(diǎn)將環(huán)網(wǎng)拆開(kāi)，就得到一個(gè)兩端電壓相等的兩端供電網(wǎng)，然后按兩端供電網(wǎng)的潮流分布計(jì)算方法計(jì)算即可。8、多電壓等級(jí)環(huán)網(wǎng)的潮流分布計(jì)算多電壓等級(jí)環(huán)網(wǎng)的潮流分布計(jì)算方法步驟如下：繪制電網(wǎng)的等值電路并計(jì)算元件參數(shù)（有名制計(jì)算時(shí)，所有參數(shù)應(yīng)歸算到同一電壓等級(jí)；標(biāo)幺制計(jì)算時(shí)所有參數(shù)應(yīng)為統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺制）利用運(yùn)算負(fù)荷和運(yùn)算電源對(duì)等值電路進(jìn)行簡(jiǎn)化將電網(wǎng)在電源點(diǎn)拆開(kāi)，然后按兩端電壓相等的兩端供電網(wǎng)計(jì)算供載功率分布計(jì)算兩端供電網(wǎng)的供載功率利用公式 計(jì)算循環(huán)功率將供載功率和循環(huán)功率疊加計(jì)算初步功率分

21、布 供載功率與循環(huán)功率方向一致時(shí)相加，否則相減。繪制初步功率分布圖，確定功率分點(diǎn)在功率分點(diǎn)將兩端供電網(wǎng)拆開(kāi)，得到兩個(gè)輻射形網(wǎng)絡(luò)，然后按輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算方法計(jì)算兩端供電網(wǎng)的最終潮流分布。9、電力網(wǎng)的潮流調(diào)控電力網(wǎng)潮流調(diào)控的目的是使電網(wǎng)的有功損耗最小。電力網(wǎng)功率的自然分布電力網(wǎng)功率的自然分布指未采取任何措施時(shí)的功率分布。對(duì)于輻射形網(wǎng)絡(luò)其分布由負(fù)荷分布確定；對(duì)于兩端供電網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)在不計(jì)循環(huán)功率時(shí)，按各段電路的阻抗分布。電力網(wǎng)功率的經(jīng)濟(jì)分布電力網(wǎng)功率的經(jīng)濟(jì)分布指使電力網(wǎng)有功功率損耗最小的功率分布。電力網(wǎng)功率的經(jīng)濟(jì)分布是按各段電路的電阻分布的功率，兩端供電網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)功率的經(jīng)濟(jì)分布計(jì)算公式如下：、

22、 均一網(wǎng)功率的自然分布和經(jīng)濟(jì)分布均一網(wǎng)指由同一電壓等級(jí)、同型號(hào)和同樣布置方式的導(dǎo)線構(gòu)成的兩端供電網(wǎng)或環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)是各段路單位長(zhǎng)度的阻抗相等。均一網(wǎng)功率的自然分布就是經(jīng)濟(jì)分布，可以按下式計(jì)算、電力網(wǎng)的潮流調(diào)控輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布不可調(diào)控；兩端供電網(wǎng)或環(huán)網(wǎng)潮流調(diào)控的方法有A、在線路上串聯(lián)電抗或電容，使電網(wǎng)參數(shù)均一化，從而使電力網(wǎng)的功率分布成為經(jīng)濟(jì)分布；B、串聯(lián)附加加壓器，在電網(wǎng)中產(chǎn)生強(qiáng)迫循環(huán)功率，從而使電網(wǎng)的功率分布成為經(jīng)濟(jì)分布。有關(guān)的計(jì)算公式如下：確定所需強(qiáng)迫循環(huán)功率的數(shù)值：(為要求的經(jīng)濟(jì)分布功率；為潮流調(diào)控前的自然分布功率)確定所需的附加加壓器電動(dòng)勢(shì)，。稱為縱向附加電動(dòng)勢(shì)，縱向附加電動(dòng)勢(shì)主

23、要產(chǎn)生無(wú)功強(qiáng)迫循環(huán)功率，因而主要改變電力網(wǎng)的無(wú)功分布；稱為橫向附加電動(dòng)勢(shì)，橫向附加電動(dòng)勢(shì)主要產(chǎn)生有功強(qiáng)迫循環(huán)功率，因而主要改變電力網(wǎng)的有功分布；僅產(chǎn)生縱向附加電動(dòng)勢(shì)的串聯(lián)加壓器稱為縱向加壓器，僅產(chǎn)生橫向附加電動(dòng)勢(shì)的串聯(lián)加壓器稱為橫向加壓器，既可以產(chǎn)生縱向附加電動(dòng)勢(shì)又可以產(chǎn)生橫向附加電動(dòng)勢(shì)的串聯(lián)加壓器稱為縱、橫加壓器。第四章 復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法一、學(xué)習(xí)目的和要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，掌握復(fù)雜電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型節(jié)點(diǎn)電壓方程；掌握節(jié)點(diǎn)電壓方程的建立方法；掌握節(jié)點(diǎn)電壓方程的解算方法（高斯-塞德?tīng)柍绷饔?jì)算法、牛頓-拉夫遜潮流計(jì)算法和P-Q分解潮流計(jì)算法）；了解稀疏技術(shù)在線性方程組求解中的應(yīng)用。二、學(xué)

24、習(xí)重點(diǎn)復(fù)雜電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其特點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣和節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中各元素的意義及其求法；電力系統(tǒng)的變量及節(jié)點(diǎn)分類；高斯-塞德?tīng)柍绷饔?jì)算法及其特點(diǎn)； 牛頓-拉夫遜潮流計(jì)算法及其特點(diǎn)；P-Q分解潮流計(jì)算法及其特點(diǎn)。三、重點(diǎn)及難點(diǎn)提示1、復(fù)雜電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型復(fù)雜電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型通常采用節(jié)點(diǎn)電壓方程，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)中獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于其獨(dú)立回路的數(shù)量，采用節(jié)點(diǎn)電壓方程時(shí)，獨(dú)立方程的個(gè)數(shù)遠(yuǎn)少于回路電流方程的個(gè)數(shù)，有利于方程組的求解；此外節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣容易形成和修改、節(jié)點(diǎn)電壓方程可以用于非平面的電力網(wǎng)絡(luò)的分析計(jì)算。2、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中各元素的意義及節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的對(duì)角元素節(jié)點(diǎn)自導(dǎo)納節(jié)點(diǎn)自

25、導(dǎo)納為節(jié)點(diǎn)施加單位電壓，而其它節(jié)點(diǎn)全部接地情況下，節(jié)點(diǎn)的注入電流，即。實(shí)際上節(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)納就是接到該節(jié)點(diǎn)的所有支路的導(dǎo)納之和。節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的非對(duì)角元素節(jié)點(diǎn)之間的互導(dǎo)納節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的互導(dǎo)納為節(jié)點(diǎn)j施加單位電壓，而其它節(jié)點(diǎn)全部接地情況下，節(jié)點(diǎn)i注入電力系統(tǒng)的電流，即。實(shí)際上就是直接連接i、j節(jié)點(diǎn)的支路導(dǎo)納的負(fù)值。顯然，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間無(wú)直接聯(lián)系時(shí)，他們之間的互導(dǎo)納為零。節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的特點(diǎn)方陣，對(duì)于一個(gè)n個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的電力系統(tǒng)，其導(dǎo)納矩陣為n×n階；對(duì)稱矩陣，矩陣的上三角元素與下三角元素完全相同；稀疏矩陣，電力系統(tǒng)大多數(shù)節(jié)點(diǎn)之間無(wú)直接聯(lián)系，所以矩陣的非對(duì)角元素多數(shù)為零；導(dǎo)納矩陣的形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)

26、納矩陣通常按自導(dǎo)納和互導(dǎo)納的定義形成，即，。3、電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓方程的特點(diǎn)由于電力系統(tǒng)已知的不是節(jié)點(diǎn)注入電流，而是節(jié)點(diǎn)注入功率，所以電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓方程為,為關(guān)于節(jié)點(diǎn)電壓的非線性方程組，其解法為迭代法。4、電力系統(tǒng)的變量和節(jié)點(diǎn)分類電力系統(tǒng)的變量分為不可控變量、可控變量和狀態(tài)變量三種?？煽刈兞浚喊l(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率、無(wú)功功率，共2n個(gè)，對(duì)于負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，、。不可控變量：負(fù)荷的有功功率、無(wú)功功率,共2n個(gè)，對(duì)于無(wú)負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)，、。狀態(tài)變量：節(jié)點(diǎn)的電壓大小和初相角，共2n個(gè)。電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的分類PQ節(jié)點(diǎn)，此種節(jié)點(diǎn)已知量為、，待求量為和。由于節(jié)點(diǎn)注入系統(tǒng)的有功功率、無(wú)功功率一定，故稱為PQ節(jié)點(diǎn)；PV節(jié)點(diǎn)：此

27、種節(jié)點(diǎn)已知量為、，待求量為和。由于節(jié)點(diǎn)注入系統(tǒng)的有功功率、節(jié)點(diǎn)電壓大小一定，故稱為PV節(jié)點(diǎn)；平衡節(jié)點(diǎn)：此種節(jié)點(diǎn)已知量為、（0），待求量為、，由于該節(jié)點(diǎn)在電力系統(tǒng)中起維持系統(tǒng)功率平衡的作用，故稱為平衡節(jié)點(diǎn)。電力系統(tǒng)中，PQ節(jié)點(diǎn)是大量的，變電所的母線、定出力發(fā)電廠的母線都是PQ節(jié)點(diǎn)；PV節(jié)點(diǎn)是少量的，裝有無(wú)功補(bǔ)償，并能在運(yùn)行中維持母線電壓恒定的變電所母線、恒壓方式運(yùn)行的按定有功出力的發(fā)電廠的機(jī)端電壓母線是PV節(jié)點(diǎn)；平衡節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)只有一個(gè)，并且只有一個(gè)，就是電力系統(tǒng)擔(dān)負(fù)調(diào)頻任務(wù)的發(fā)電廠的機(jī)端電壓母線。5、高斯塞德?tīng)柍绷饔?jì)算法高斯塞德?tīng)柍绷饔?jì)算法的標(biāo)準(zhǔn)書(shū)寫(xiě)模式為由于迭代計(jì)算中所用的電壓為第K次和第（K

28、1）次的迭代結(jié)果，所以高斯塞德?tīng)柍绷饔?jì)算法又稱為異步迭代法。高斯塞德?tīng)柍绷饔?jì)算法的特點(diǎn)是對(duì)電壓初值的要求低，缺點(diǎn)是迭代收斂速度慢，所以現(xiàn)在很少單獨(dú)使用，通常都是作為其它潮流計(jì)算方法的前置運(yùn)算。6、牛頓拉夫遜潮流計(jì)算法牛頓拉夫遜潮流計(jì)算法是將電力系統(tǒng)的節(jié)電電壓方程展開(kāi)為功率平衡方式，然后在將其線性化，得到修正方程式（線性方程組），然后利用解線性方程組的方法計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓的修正量，并求節(jié)點(diǎn)電壓的新值，然后利用節(jié)點(diǎn)電壓的新值重新計(jì)算雅可比矩陣的各個(gè)元素，重解修正方程式，求新的節(jié)點(diǎn)電壓修正量，再求節(jié)點(diǎn)電壓新值，.直到求得的節(jié)點(diǎn)電壓修正量小于規(guī)定值（即收斂判據(jù)），則最后一次求得的電壓（大小和相角）即為節(jié)點(diǎn)

29、電壓方程的解。牛頓拉夫遜潮流計(jì)算法的修正方程式為用直角坐標(biāo)表示時(shí) 用極坐標(biāo)表示時(shí) 牛頓拉夫遜潮流計(jì)算法的特點(diǎn)是迭代收斂速度快，但對(duì)初值要求較嚴(yán)，如初值選擇不當(dāng)，可能導(dǎo)致迭代不收斂的情況發(fā)生，這是因?yàn)楣β势胶夥匠叹€性化是在狀態(tài)變量的修正量很小的情況下進(jìn)行的。牛頓拉夫遜潮流計(jì)算法是當(dāng)前廣泛采用的潮流計(jì)算方法。7、PQ分解潮流計(jì)算方法PQ分解法派生于牛頓拉夫遜潮流計(jì)算法，是根據(jù)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)對(duì)牛頓拉夫遜潮流計(jì)算法的簡(jiǎn)化。第一個(gè)簡(jiǎn)化是：在忽略電力元件電阻的情況下，節(jié)點(diǎn)電壓的相角的改變主要影響電力系統(tǒng)的有功功率潮流從而各節(jié)點(diǎn)的注入有功功率；各節(jié)點(diǎn)電壓大小的改變主要影響各元件中的無(wú)功功率潮流從而各節(jié)點(diǎn)的注

30、入無(wú)功功率；并據(jù)此將中的N、J略去，而將修正方式簡(jiǎn)化為。第二個(gè)簡(jiǎn)化為：根據(jù)正常運(yùn)行時(shí)不易過(guò)大，；;的特點(diǎn)，將雅可比矩陣中的H、L進(jìn)行簡(jiǎn)化。從而得到簡(jiǎn)化的修正方程式。PQ分解法的特點(diǎn)為占據(jù)計(jì)算機(jī)內(nèi)存小、計(jì)算中不需對(duì)系數(shù)矩陣進(jìn)行修改、均為對(duì)稱矩陣求逆運(yùn)算的運(yùn)算量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于非對(duì)稱矩陣的求逆運(yùn)算量，從而提高了計(jì)算速度。一般地說(shuō)，在同樣的計(jì)算精度要求情況下，PQ分解法迭代次數(shù)多于牛頓拉夫遜法，但每次迭代計(jì)算時(shí)間少于牛頓拉夫遜法，以致PQ分解法總的計(jì)算速度仍快于牛頓拉夫遜法。8、PV節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率越限的處理不管采用那種計(jì)算方法，都可能出現(xiàn)PV節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率越限的情況，這時(shí)，這些節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率應(yīng)相應(yīng)地取其上限、或

31、下限，即這些節(jié)點(diǎn)由PV節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為PQ節(jié)點(diǎn)。9、平衡節(jié)點(diǎn)功率與線路功率的計(jì)算不管采用那種方法，當(dāng)?shù)諗壳蟮霉?jié)點(diǎn)電壓后，就可以利用下面的計(jì)算公式計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)的功率和線路功率。平衡節(jié)點(diǎn)功率計(jì)算公式：線路功率計(jì)算公式：線路中的功率損耗為第五章 電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整一、學(xué)習(xí)目的及要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí)掌握電力系統(tǒng)的有功功率平衡關(guān)系和電力系統(tǒng)有功功率平衡與系統(tǒng)頻率的關(guān)系、電力系統(tǒng)頻率調(diào)整控制的方法和電力系統(tǒng)負(fù)荷變化及頻率調(diào)整的分類、有功負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)方法、電力系統(tǒng)電源容量和備用容量；掌握各類發(fā)電廠的特點(diǎn)和合理組合；掌握電力系統(tǒng)有功負(fù)荷的最優(yōu)分配原則和最優(yōu)分配計(jì)算；掌握發(fā)電機(jī)的有功功率-靜態(tài)頻率特性和

32、電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷的有功功率-靜態(tài)頻率特性；掌握電力系統(tǒng)頻率調(diào)整的方法；掌握對(duì)調(diào)頻廠的要求和調(diào)頻廠的選擇。二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)1、電力系統(tǒng)有功率平衡及電力系統(tǒng)運(yùn)行頻率與有功功率平衡之間的關(guān)系；2、電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整控制方法，電力系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)的分類與頻率調(diào)整的分類；3、電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)方法；4、電力系統(tǒng)的電源容量和備用容量；5、各類發(fā)電廠的特點(diǎn)及其合理組合；6、發(fā)電機(jī)組的耗量特性、電力系統(tǒng)有功負(fù)荷的最優(yōu)分配（頻率的三次調(diào)整）準(zhǔn)則及其計(jì)算；7、發(fā)電機(jī)組的有功功率靜態(tài)頻率特性、電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷的有功功率靜態(tài)頻率特性；8、電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整及其特點(diǎn)；9、電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整及其特點(diǎn)；10、對(duì)調(diào)頻電廠

33、的基本要求與調(diào)頻廠的選擇。三、重點(diǎn)及難點(diǎn)提示1、電力系統(tǒng)的有功功率平衡及電力系統(tǒng)頻率與有功功率平衡之間的關(guān)系電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，任意時(shí)刻有功電源所發(fā)出的有功功率一定等于電力系統(tǒng)所消耗的有功功率，即。要維持電力系統(tǒng)在某一頻率下運(yùn)行，就必須保證在該頻率下的有功功率平衡，如不能保證在該頻率下的有功功率平衡，系統(tǒng)的頻率就會(huì)發(fā)生變化。有功功率不足，系統(tǒng)頻率下降；有功功率過(guò)剩時(shí)，系統(tǒng)頻率上升。2、電力系統(tǒng)頻率調(diào)整控制方法及頻率調(diào)整的分類電力系統(tǒng)頻率調(diào)整控制的方法是唯一的，就是根據(jù)負(fù)荷的變化改變發(fā)電機(jī)的有功出力，恢復(fù)在要求頻率下的有功功率平衡。電力系統(tǒng)有功負(fù)荷的變化分為第一類負(fù)荷變化、第二類負(fù)荷變化和第三類

34、負(fù)荷變化，這些負(fù)荷變化所引起的系統(tǒng)有功功率平衡關(guān)系破壞，將導(dǎo)致系統(tǒng)頻率的波動(dòng)。要將系統(tǒng)頻率的波動(dòng)就必須根據(jù)負(fù)荷的變化對(duì)發(fā)電機(jī)的有功出力進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而將頻率的變化限制在允許的范圍內(nèi)。針對(duì)第一類負(fù)荷波動(dòng)所引起的頻率波動(dòng)所進(jìn)行的調(diào)整稱為頻率的一次調(diào)整；針對(duì)第二類負(fù)荷波動(dòng)所引起的頻率波動(dòng)所進(jìn)行的調(diào)整稱為頻率的二次調(diào)整；針對(duì)第三類負(fù)荷變化所進(jìn)行的調(diào)整稱為頻率的三次調(diào)整。由于電力系統(tǒng)的第三類負(fù)荷變化可以預(yù)測(cè)，并且第三類負(fù)荷變化的周期長(zhǎng)，針對(duì)第三類負(fù)荷變化所進(jìn)行的三次調(diào)整實(shí)際上是由電力系統(tǒng)調(diào)度人員將已知的第三類負(fù)荷按最優(yōu)分配原則分給各個(gè)發(fā)電廠（發(fā)電機(jī)組），所以頻率的三次調(diào)整又稱為負(fù)荷的最優(yōu)分配。3、電

35、力系統(tǒng)有功負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)要實(shí)現(xiàn)第三類負(fù)荷在各發(fā)電機(jī)組之間的最優(yōu)分配，必須準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)第三類有功負(fù)荷曲線。有功負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)方法有經(jīng)驗(yàn)法、回歸分析法、時(shí)間序列法等。經(jīng)驗(yàn)法根據(jù)過(guò)去的運(yùn)行資料和氣象條件的變化憑過(guò)去的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，這種方法的測(cè)量誤差一般可以控制在2%3%以內(nèi)；回歸分析法和時(shí)間序列法則是通過(guò)計(jì)算機(jī)程序，利用過(guò)去的運(yùn)行記錄推算未來(lái)的負(fù)荷，是比經(jīng)驗(yàn)法更為科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析方法，是負(fù)荷預(yù)測(cè)的發(fā)展方向。4、電力系統(tǒng)的有功功率電源和備用容量電力系統(tǒng)的有功功率電源是唯一的，即各種類型的發(fā)電機(jī)組。電力系統(tǒng)有功電源容量分為：電源額定容量系統(tǒng)裝機(jī)的額定容量之和；系統(tǒng)電源容量系統(tǒng)中可運(yùn)行機(jī)組的可發(fā)容量

36、之和。系統(tǒng)負(fù)荷分為：系統(tǒng)綜合負(fù)荷系統(tǒng)所有電設(shè)備所消耗的有功功率之和；系統(tǒng)供電負(fù)荷系統(tǒng)綜合負(fù)荷和電網(wǎng)的有功損耗之和（也就是系統(tǒng)中發(fā)電廠送入系統(tǒng)的有功功率之和）；系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷系統(tǒng)供電負(fù)荷和同期的廠用負(fù)荷功率之和（即系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)所發(fā)有功功率之和）。系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷是根據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，考慮到系統(tǒng)預(yù)測(cè)負(fù)荷的誤差和短時(shí)的負(fù)荷波動(dòng)，以及電力系統(tǒng)故障等造成的有功電源退出運(yùn)行，系統(tǒng)地電源容量必須大于系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷。系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分稱為電力系統(tǒng)的備用容量。備用容量的設(shè)置是保證供電可靠性和良好電能質(zhì)量，以及實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提。備用容量按備用的形式有冷備用和熱備用之分；按備用容量的用途有負(fù)荷

37、備用、事故備用、國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用和檢修備用之分。負(fù)荷備用和部分事故備用采用熱備用（事故備用采用熱備用的多少，根據(jù)最嚴(yán)重事故后，系統(tǒng)頻率維持在規(guī)定值的需要確定），國(guó)名經(jīng)濟(jì)備用、檢修備用和部分事故備用采用冷備用方式。5、有功電源的最優(yōu)組合有功電源的最優(yōu)組合是電力系統(tǒng)有功功率最優(yōu)分布的內(nèi)容之一，它實(shí)際上考慮的是電力系統(tǒng)冷備用最優(yōu)設(shè)置問(wèn)題。有功功率最優(yōu)分布的另一內(nèi)容是有功負(fù)荷在運(yùn)行機(jī)組之間的最優(yōu)分配，有功負(fù)荷的最優(yōu)分配考慮的實(shí)際上是電力系統(tǒng)熱備用的分布問(wèn)題。有功電源的最優(yōu)組合包括機(jī)組的最優(yōu)組合順序、機(jī)組的最優(yōu)組合數(shù)量、和機(jī)組的最優(yōu)開(kāi)停時(shí)間三方面的問(wèn)題。本課程僅涉及發(fā)電廠的合理組合順序問(wèn)題。發(fā)電廠的合理組合

38、取決于發(fā)電廠的特性，合理組合的原則是優(yōu)先滿足熱電廠、徑流式水電廠和其他水電廠強(qiáng)迫功率的供電，然后按照發(fā)電廠的效率高低依次安排其組合順序，效率高、經(jīng)濟(jì)性好的發(fā)電廠應(yīng)優(yōu)先安排發(fā)電，同時(shí)注意能源的充分利用?？菟竟?jié)的發(fā)電廠的合理組合順序?yàn)椋簾犭姀S、徑流式水電廠、水電廠的強(qiáng)迫功率，核電廠，燃燒當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)燃料的火力發(fā)電廠，高溫高壓火力發(fā)電廠，水電廠的可調(diào)節(jié)功率；洪水季節(jié)的發(fā)電廠的合理組合順序?yàn)椋簾犭姀S、水電廠，核電廠，燃燒當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)燃料的火力發(fā)電廠，高溫高壓火力發(fā)電廠，中溫中壓火力發(fā)電廠。6、有功負(fù)荷的最優(yōu)分配有功負(fù)荷的最優(yōu)分配目的是在滿足功率平衡條件（等約束條件）和發(fā)電機(jī)的有功出力、無(wú)功出力和機(jī)端電壓等約

39、束條件(不等約束條件)的前提下，使系統(tǒng)總的能源消耗最少。能源消耗不受限制、不計(jì)不等約束時(shí)，有功負(fù)荷的最優(yōu)分配原則為在滿足功率平衡的條件下，按各臺(tái)機(jī)組耗量微增率相等的原則分配。能源消耗不受限制，如需計(jì)及有功不等約束條件時(shí)，有功負(fù)荷的最優(yōu)分配可先不考慮不等約束條件，按最優(yōu)分配原則進(jìn)行分配，對(duì)于有功出力超出不等約束條件范圍的發(fā)電機(jī)組，超過(guò)上限的按上限發(fā)電，低于下限的按下限發(fā)電，然后從總負(fù)荷中減去這部分發(fā)電機(jī)的有功功率，剩余的負(fù)荷再按等耗量微增率準(zhǔn)則在剩余機(jī)組之間重新分配。發(fā)電機(jī)組的無(wú)功不等約束條件和電壓不等約束條件，由于和有功負(fù)荷的最優(yōu)分配無(wú)直接關(guān)系，通常在確定了有功負(fù)荷的最優(yōu)分配后，計(jì)算電力系統(tǒng)潮

40、流分布時(shí)再予以考慮。7、電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性電力系統(tǒng)中不同類型的用電設(shè)備所消耗的有功功率隨頻率變化的情況不同，對(duì)于線性純電阻性負(fù)荷其所消耗的有功功率與電壓的平方成正比，與頻率無(wú)關(guān)；對(duì)于帶恒定機(jī)械負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)（如起重設(shè)備用的電動(dòng)機(jī)），其所消耗的有功功率則與頻率的平方成正比，而水泵和風(fēng)機(jī)所用的電動(dòng)機(jī)其所消耗的有功功率則與頻率的高次方成正比。電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷的有功功率與頻率的關(guān)系用數(shù)學(xué)式表示為式中，為電力系統(tǒng)頻率為時(shí)，整個(gè)電力系統(tǒng)的有功負(fù)荷；為電力系統(tǒng)頻率為時(shí)，整個(gè)電力系統(tǒng)的有功負(fù)荷；為各類性質(zhì)的負(fù)荷占的比例。電力系統(tǒng)中與頻率三次方以上成正比的有功負(fù)荷所占的比例很小，可以忽略，所以，一

41、般情況下，取到三次方項(xiàng)即可。電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)頻率特性曲線如圖 所示。由于電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下允許頻率的變化很小，在較小的頻率變化范圍內(nèi)，電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性曲線可以用圖中的直線表示。 負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性曲線或 稱為有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)，簡(jiǎn)稱為負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。的數(shù)值決定于電力系統(tǒng)各類有功負(fù)荷的比重，不同的電力系統(tǒng)或同一電力系統(tǒng)不同時(shí)刻的值都可能不相同，其值一般在13之間，它是不能控制的。8、發(fā)電機(jī)的有功功率頻率靜態(tài)特性 無(wú)調(diào)速器時(shí)圖為無(wú)調(diào)速器發(fā)電機(jī)有功功率、轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)矩的靜態(tài)頻率特性曲線，在無(wú)調(diào)速器情況下，原動(dòng)機(jī)的進(jìn)汽量（汽輪發(fā)電機(jī)組）或進(jìn)水量（水

42、輪發(fā)電機(jī)組）保持不變，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，即發(fā)電機(jī)頻率時(shí)，轉(zhuǎn)子所受到的機(jī)械轉(zhuǎn)矩最大，但由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零，所以原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率為零，發(fā)電機(jī)輸出的有功功率為零；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高時(shí)機(jī)械轉(zhuǎn)矩減小，在某一轉(zhuǎn)速下原動(dòng)機(jī)輸送到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械功率達(dá)到最大，發(fā)電機(jī)輸出有功功率達(dá)到最大；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高到與汽流或水流的速度相等時(shí)，作用在轉(zhuǎn)輪上的機(jī)械轉(zhuǎn)矩為零，原動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率為零，發(fā)電機(jī)輸出有功功率為零。 有調(diào)速器時(shí)圖為裝有調(diào)速器，但未裝設(shè)調(diào)頻器的發(fā)電機(jī)的有功功率頻率靜態(tài)特性曲線。在發(fā)電機(jī)裝有調(diào)速器的情況下，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，調(diào)速器動(dòng)作，增大進(jìn)汽閥門(mén)（汽輪發(fā)電機(jī)組）或進(jìn)水閥門(mén)（水輪發(fā)電機(jī)組）的開(kāi)度，使汽輪機(jī)或水輪機(jī)

43、的進(jìn)汽量或進(jìn)水量增加，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降越多，進(jìn)水量或進(jìn)水量越大，發(fā)電機(jī)工作點(diǎn)從從進(jìn)水量小的特性曲線向進(jìn)水量大的曲線轉(zhuǎn)移，如圖中的曲線ab，當(dāng)調(diào)速器動(dòng)作使其進(jìn)汽閥門(mén)或進(jìn)水閥門(mén)開(kāi)度達(dá)到最大時(shí)，進(jìn)汽量和進(jìn)水量不能再隨發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的下降而增加，運(yùn)行點(diǎn)將隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的下降，沿曲線bc轉(zhuǎn)移，即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化時(shí)，發(fā)電機(jī)的有功功率頻率靜態(tài)特性曲線為abc，通常用圖中的折線代替曲線，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化不大的情況下，這種近似所產(chǎn)生的誤差并不很大。 既有調(diào)速器，又有調(diào)頻器時(shí)當(dāng)負(fù)荷變化較大，雖經(jīng)調(diào)速器調(diào)整發(fā)電機(jī)的有功出力，但系統(tǒng)頻率仍超出允許范圍時(shí)，裝有調(diào)頻器的發(fā)電機(jī)在調(diào)頻器作用下，進(jìn)一步增大（或減?。┢啓C(jī)的進(jìn)汽量或水

44、輪機(jī)的進(jìn)水量，使發(fā)電機(jī)所發(fā)有功功率進(jìn)一步增大（或減?。?，減小發(fā)電機(jī)所發(fā)有功功率和系統(tǒng)有功負(fù)荷的差額，將系統(tǒng)的頻率變化限制在允許的范圍，或使系統(tǒng)頻率恢復(fù)到額定值。裝有調(diào)頻器發(fā)電機(jī)的有功功率頻率靜態(tài)特性曲線如圖所示。如果調(diào)整結(jié)束時(shí)，運(yùn)行點(diǎn)停在a點(diǎn)，則為有差調(diào)節(jié)；停在b點(diǎn)，則為無(wú)差調(diào)解。9、發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率（）與調(diào)差系數(shù)具有調(diào)速器的發(fā)電機(jī)有功功率頻率靜態(tài)特性曲線的斜率稱為發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率，它反映在一定范圍內(nèi)，發(fā)電頻率升高或降低單位頻率時(shí)發(fā)電機(jī)減發(fā)或增發(fā)的有功功率的多寡。（MW/Hz或MW/0.1Hz）用標(biāo)么值表示為 發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)的頻率與額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)頻率的差值與額定頻率的比值的百分?jǐn)?shù)。 發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率與調(diào)差系數(shù)之間的關(guān)系為 當(dāng)取時(shí)， 發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)或相應(yīng)的單位調(diào)節(jié)功率是可以調(diào)整的，受機(jī)組調(diào)速機(jī)構(gòu)的限制，其調(diào)節(jié)范圍有限，一般，