電力系統(tǒng)分析上知識總結(jié)

1、1.什么是電力系統(tǒng)？什么是電力網(wǎng)？動力系統(tǒng)？ P1生產(chǎn)、輸送、分配和消費電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體被稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中輸送和分配電能的部分稱為電力網(wǎng)，它包括升、降壓變壓器和各種電壓等級的輸電線路。 火電廠的汽輪機、鍋爐、供熱管道和熱用戶，水電廠的水輪機和水庫等則屬于電能生產(chǎn)相關(guān)的動力部分。2.電力系統(tǒng)運行的基本要求？（1）保證安全可靠的供電；（2）要有合乎要求的電能質(zhì)量；（3）有良好的經(jīng)濟性；（4）盡可能減小對生態(tài)環(huán)境的有害影響。3.衡量電能質(zhì)量的主要指標？ P5 電壓和頻率是很亮電能質(zhì)量的兩個基本指標，還有波形。4.電力系統(tǒng)的頻率和有功有什么關(guān)系？電壓和無功有么關(guān)系？頻率

2、主要決定于系統(tǒng)中的有功功率平衡，系統(tǒng)發(fā)出的有功功率不足，頻率就會偏低。電壓主要取決于系統(tǒng)中的無功功率平衡，無功不足時，電壓就偏低。5.什么是電壓降落？電壓損耗？電壓偏移？ （P10）電壓降落是指元件首末端兩點電壓的向量差。電壓損耗通常指的是兩點間電壓絕對值之差。電壓偏移是指電力網(wǎng)中任意點的實際電壓同該處網(wǎng)絡(luò)額定電壓的數(shù)值差。電壓偏移 6.閉式網(wǎng)絡(luò)的自然功率分布？經(jīng)濟功率分布？7.導(dǎo)納矩陣的特點？對角元素和非對角元素的物理意義？ （P72） （考自課件）特點：對稱性和稀疏性物理意義：節(jié)點導(dǎo)納矩陣的非對角元素等于連接節(jié)點i、j支路導(dǎo)納的負值；節(jié)點導(dǎo)納矩陣的對角元素等于與該節(jié)點所連接支路導(dǎo)納的總和。

3、8.負荷率？最小負荷系數(shù)？兩者為何越大越好？ （P5下）負荷率 最小負荷系數(shù) （其中 、 、 分別是日平均、日最大、日最小負荷）km、a值愈小，表明負荷波動愈大，發(fā)電機的利用率愈差。km和a愈大，負荷特性愈好。采用“削峰填谷”，盡量使得km、a趨近于1。全年的耗電量W 最大負荷利用時間Tmax 9.備用容量的類型？形式？ （9章）（1）分類：負荷備用：為滿足一日中計劃外的負荷增加和適應(yīng)系統(tǒng)中的短時負荷波動而留有的備用稱為負荷備用。負荷備用容量的大小應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)總負荷大小、運行經(jīng)驗以及系統(tǒng)中各類用戶的比重來確定，一般為最大負荷的2-5。檢修備用：當系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備計劃檢修時，為保證對用戶供電而留有的

4、備用稱為檢修備用。發(fā)電設(shè)備運轉(zhuǎn)一段時間后必須進行檢修。檢修分為大修和小修。大修一般安排在系統(tǒng)負荷的季節(jié)性低落期間，即年最大負荷曲線的凹下部分；小修一般在節(jié)假日進行，以盡量減少檢修備用容量。事故備用；當系統(tǒng)的發(fā)電機組由于偶然性事故退出運行時，為保證連續(xù)供電所需要的備用稱為事故備用。事故備用容量的大小可根據(jù)系統(tǒng)中機組的臺數(shù)、機組容量的大小、機組的故障率以及系統(tǒng)的可靠性指標等來確定，一船為最大負荷的5-10，但不應(yīng)小于運轉(zhuǎn)中最大一臺機組的容量。國民經(jīng)濟備用：為滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的超計劃增長對電力的需求而設(shè)置的備用稱為國民經(jīng)濟備用（2）備用形式 熱備用（或稱旋轉(zhuǎn)備用）、冷備用（或稱停機備用）10.什么是順

5、調(diào)壓？逆調(diào)壓？恒調(diào)壓？（并說明各種調(diào)壓的適用情況）（P91下）大負荷時，線路電壓損耗大，適當提高中樞點電壓就可以抵消掉部分電壓損耗，使負荷電壓不致過低。反之，小負荷時，線路電壓損耗小，適當降低中樞點電壓就可以使負荷點電壓不致過高，這種調(diào)壓方式稱為“逆調(diào)壓”。（一般采用該方式調(diào)壓）FROM（課件）順調(diào)壓：最大負荷運行方式時，中樞點的電壓不應(yīng)低于線路額定電壓的102.5%； 最小負荷運行方式時，中樞點的電壓不應(yīng)高于線路額定電壓的107.5%。 逆調(diào)壓：最大負荷運行方式時，中樞點的電壓 要比線路額定電壓高5% ；最小負荷運行方式時，中樞點的電壓要等于線路額定電壓。 恒調(diào)壓：最大和最小負荷方式時保持中

6、樞點電壓為線路額定電壓的1.021.05倍。11.升壓變壓器和降壓變壓器的一二次繞組的額定電壓如何確定？一次繞組：接受電能，相當于用電設(shè)備；二次繞組：輸出電能，相當于發(fā)電機。降壓變壓器一次繞組的額定電壓與用電設(shè)備的相同，等于電網(wǎng)的額定電壓；升壓變壓器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機的額定電壓相同。升、降壓變壓器二次繞組的額定電壓一般比同級電網(wǎng)的額定電壓高10；當變壓器二次側(cè)輸電距離較短，或變壓器阻抗較小（小于7）時，二次繞組的額定電壓可只比同級電網(wǎng)的額定電壓高5。12.PQ、PV和平衡節(jié)點的定義？（以及它們的選擇） PQ節(jié)點此類節(jié)點注入的有功功率P和無功功率Q為已知量，而節(jié)點電壓相量為待求量。由于沒

7、有發(fā)電機，故旗發(fā)電功率為零。系統(tǒng)中的降壓變電所母線以及某些固定出力的發(fā)電廠母線均屬于這類節(jié)點。由于系統(tǒng)中的降壓變電所為數(shù)眾多，所以這類節(jié)點的數(shù)目也最多。 PV節(jié)點這類節(jié)點的特點是注入的有功功率P為給定量，同時又規(guī)定了母線電壓V的數(shù)值，而無功功率和電壓的相位角則為待求量，需根據(jù)系統(tǒng)運行情況確定。由于這類節(jié)點電壓的數(shù)值應(yīng)在規(guī)定的范圍之類，因此此類節(jié)點必須具有充足的可調(diào)無功電源。一般按照給定有功功率曲線和電壓曲線運行的發(fā)電廠母線或裝有無功補償設(shè)備的變電所母線均可選為節(jié)點。節(jié)點的數(shù)目比PQ節(jié)點要少得多。 V節(jié)點即平衡節(jié)點這種節(jié)點的已知量為V和，有功功率和無功功率則為待求量。實際進行潮流計算時，總是把平

8、衡節(jié)點與電壓基準點合選成一個節(jié)點。一般選擇電力系統(tǒng)中主調(diào)頻電廠的母線作為平衡節(jié)點。有時為了提高導(dǎo)納矩陣算法的收斂性，也可以選擇出線數(shù)目最多的發(fā)電廠母線作為平衡節(jié)點或者按其它原則選擇平衡節(jié)點。13.電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的目標是什么？什么是網(wǎng)損率（或者叫線損率）目標：在保證整個系統(tǒng)安全可靠和電能質(zhì)量符合標準的前提下，盡可能提高電能生產(chǎn)和輸送的效率，降低供電的燃料消耗或供電成本。在給定的時間內(nèi)，系統(tǒng)中所有發(fā)電廠的總發(fā)電量同廠用電量之差，稱為供電量，所有送點、變電和配電環(huán)節(jié)所損耗的電量，稱為電力網(wǎng)的損耗電量（或損耗能量），在同一時間內(nèi)，電力網(wǎng)損耗電量占供電電量的百分比，稱為電力網(wǎng)的損耗率。 14.什么是標

9、幺值？其特點？短路計算中基準值一般如何選擇？（P36上） 標幺制：采用物理量的標幺值進行分析計算的體制。是相對單位制的一種，在標幺值中個物理量都標幺值表示。標幺值的特點：能簡化計算公式和計算過程，便于判斷設(shè)備的性能。具有相對性。當給出某個量的標幺值時，必須同時給出它的基準值，否則，這個量的標幺值是無意義的。只要選擇合適的基準值，總可使得某物理量的標幺值為1。沒有量綱，物理意義沒有有名值明確。 基準值的選擇 （P36） 15.調(diào)頻和調(diào)壓有何特點？在頻率和電壓均較低的系統(tǒng)中，應(yīng)如何操作才能使系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常運行？為什么？（1）電力系統(tǒng)的有功功率和無功功率需求既同電壓有關(guān)，也和頻率有關(guān)。頻率或電壓的

10、變化都將通過系統(tǒng)的負荷特性同時影響到有功功率和無功功率的平衡。（2）當系統(tǒng)頻率下降時，發(fā)電機發(fā)出的無功功率將要減?。ㄒ驗榘l(fā)電機的電勢依勵磁界限的不同與頻率的平方或三次方成正比變化）；變壓器和異步電動機勵磁所需的無功功率將要增加，繞組漏抗的無功功率損耗將要減?。痪€路電容充電功率和電抗的無功損耗都要減小?？偟膩碚f，頻率下降時，系統(tǒng)無功需求略有增加。如果系統(tǒng)的無功電源不足，則在頻率下降時。將很難維持電壓的正常水平。通常頻率下降1%，電壓下降（0.82）%如果系統(tǒng)的無功電源充足，則在頻率下降時，為滿足正常點壓下的無功平衡，發(fā)電機將輸出更多的無功功率。當系統(tǒng)頻率增高時，發(fā)電機電勢將要增高，系統(tǒng)的無功需求

11、略有減少，因此系統(tǒng)的電壓將要上升。為維持電壓的正常水平，發(fā)電機的無功出力可以略為減少。 當電力網(wǎng)中電壓水平提高時，負荷所需的有功功率將要增加，電力網(wǎng)中的損耗略有減少，系統(tǒng)總的有功需求有所增加。如果有功電源不很充裕，將引起頻率的下降。當電壓水平降低時，系統(tǒng)總的有功需求將要減少，從而導(dǎo)致頻率的升高。在事故后的運行方式下，由于某些發(fā)電機(或電廠)退出運行，系統(tǒng)的有功和無功功率都感不足時，電壓的下降將減少有功的缺額，從而在一定程度上阻止頻率的急劇下降。（3）當系統(tǒng)由于有功不足和無功不足因而頻宰和電壓都偏低時，應(yīng)該首先解決有功功率平衡的問題，因為頻率的提高能減少無功功率的缺額，這對于調(diào)整電壓是有利的。如

12、果首先去提高電壓，就會擴大有功的缺額，導(dǎo)致頻率更加下降，因而無助于改善系統(tǒng)的運行條件。16.靜止元件的各序參數(shù)有何特點？旋轉(zhuǎn)元件各序參數(shù)有何特點？靜止元件各序參數(shù)的特點：正負序相等，零序較大旋轉(zhuǎn)元件各序參數(shù)的特點：各序都不相等17.中性點有幾種接地方式？它們分別適合于什么場合？兩種：（1）大接地（直接接地）方式，用于110KV及以上；（2）小接地（包括不接地和經(jīng)消弧線圈接地）方式，用于35KV及以下。18.何謂計算曲線？何謂計算電抗？用計算曲線解題的步驟是什么？在發(fā)電機（包括勵磁系統(tǒng)）的參數(shù)和運行初態(tài)給定之后，短路電流將只是短路點距離（用從機端到短路點的外接電抗Xe表示）和時間的函數(shù)。發(fā)電機的

13、縱軸次暫態(tài)電抗和歸算到發(fā)電機額定容量的外接電抗的標幺值之和，就是計算電抗。短路電流周期分量的標幺值可表示為計算電抗和時間的函數(shù)，即 反映這一函數(shù)的關(guān)系的曲線稱為計算曲線。計算曲線法的具體計算步驟（1）繪制等值網(wǎng)絡(luò)。a.選取基準功率和基準電壓；b.發(fā)電機電抗用 ，略去網(wǎng)絡(luò)各元件的電阻、輸電線路的電容和變壓器的勵磁支路；C.無限大功率電源的內(nèi)電抗等于零；d.略去負荷。（2）進行網(wǎng)絡(luò)變換。a.將網(wǎng)絡(luò)中的電源合并成若干組；b.無限大功率電源（如果有的話）另成一組。c.求出各等值發(fā)電機對短路點的轉(zhuǎn)移電抗以及無限大功率電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗。（3）將前面求出的轉(zhuǎn)移電抗按各相應(yīng)的等值發(fā)電機的容量進行歸算，便

14、得到各等值發(fā)電機對短路點的計算電抗 ， 。（4）由 分別根據(jù)適當?shù)挠嬎闱€找出指定時刻t由各等值發(fā)電機提供的短路周期電流的標幺值；（5）網(wǎng)絡(luò)中無限大功率電源供給的短路周期電流是不衰減的，由下式確定 （6）計算短路電流周期分量的有名值。第i臺等值發(fā)電機提供的短路電流為： 無限大等值發(fā)電電源提供的短路電流為： 短路點周期電流的有名值為： 式中，Vav應(yīng)取短路處電壓級的平均額定電壓；Ini 為歸算到短路出電壓級的第i臺等值發(fā)電機的額定電流；Ib為對應(yīng)于所選基準功率Sb在短路處電壓級的基準電流。 19.什么是功率極限？什么是穩(wěn)定極限？什么是輸電效率？（P12&25上）功率極限輸電效率：線路末端

15、輸出有功功率 與受端輸入有功功率 之比。20.什么是閉式網(wǎng)？什么是開式網(wǎng)？開式網(wǎng)絡(luò)是電力網(wǎng)中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，一般是由一個電源點通過輻射狀網(wǎng)絡(luò)向若干個負荷節(jié)點供電。簡單閉式網(wǎng)絡(luò)通常是指兩端供電網(wǎng)絡(luò)和簡單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。21.什么是比耗量？什么是效率？什么是耗量微增率？反映發(fā)電設(shè)備（或其組合）單位時間內(nèi)能量輸入和輸出關(guān)系的曲線，稱為改設(shè)備的耗量特性，耗量特性曲線上某點的眾坐標和橫坐標之比，即輸入與輸出之比稱為比耗量 其倒數(shù) 表示發(fā)電廠的效率。耗量特性曲線上的某點切線的斜率稱為該點的耗量微增率 ，它表示在該點運行時輸入增量對輸出增量之比。22.什么是最大負荷使用時間？什么是功率損耗時間？如果負荷始終等于

16、最大值 ,經(jīng)過 小時后所消耗的電能恰好等于全年的實際耗電量，則稱 為最大負荷利用小時數(shù) 最大負荷損耗時間如果線路中輸送的功率一直保持為最大負荷功率Smax，在小時內(nèi)的能量損耗恰好等于線路全年的實際電能損耗，即 23.電力系統(tǒng)主要調(diào)壓措施是什么？實際中如何中和運用這些措施？為什么？如在無功功率不足的系統(tǒng)中，為什么不宜改變變壓器變比來調(diào)壓？（1）調(diào)節(jié)勵磁電流以改變發(fā)電機端電壓VG（2）適當選擇變壓器的變比（3）改變線路的參數(shù)4）改變無功功率的分布在無功功率不足的系統(tǒng)中，不宜改變變壓器變比來調(diào)壓，因為某一地區(qū)的電壓由于變壓器分接頭改變升高后，該地區(qū)所需無功功率也增大了，擴大了系統(tǒng)的無功缺額，導(dǎo)致整個

17、系統(tǒng)的電壓水平更加下降。24.什么是一次調(diào)頻？什么是二次調(diào)頻？它們各有何特點？ （P115）一次調(diào)頻：依靠發(fā)電機組調(diào)速器自動調(diào)節(jié)發(fā)電機組有功功率的輸出來調(diào)整調(diào)率的過程。一次調(diào)頻的特點：只能實現(xiàn)有差調(diào)頻；系統(tǒng)中的所有機組都參與。 二次調(diào)頻：在一次調(diào)頻的基礎(chǔ)上，手動或電動發(fā)電機組的同步器來調(diào)節(jié)其有功功率輸出的過程。二次調(diào)頻的特點： 可以實現(xiàn)頻率的無差調(diào)節(jié)。由一個或數(shù)個發(fā)電廠來承擔。25.電力系統(tǒng)中發(fā)電廠按調(diào)頻作用分為幾類？一般按什么條件選擇主調(diào)頻廠？電廠的分類：主調(diào)頻廠:負責全系統(tǒng)的頻率調(diào)整工作，一般由一個發(fā)電廠擔任；輔助調(diào)頻廠:協(xié)助主調(diào)頻廠調(diào)頻，一般由12個電廠承擔；非調(diào)頻廠：一般按負荷曲線發(fā)電

18、，不參與調(diào)頻。 各電廠的調(diào)頻職責: 我國300萬以上大系統(tǒng)的調(diào)度規(guī)程規(guī)定 ：頻率偏移不超過±0.2Hz時由主調(diào)頻廠調(diào)頻；頻率偏移超過±0.2Hz時，輔助調(diào)頻廠參加調(diào)頻；頻率偏移超過±0.5Hz時，系統(tǒng)內(nèi)所有電廠參與調(diào)頻。 主調(diào)頻廠的選擇條件: 具有足夠的調(diào)節(jié)容量和范圍 ；具有較快的調(diào)節(jié)速度；具有安全性與經(jīng)濟性 此外還應(yīng)注意：電源聯(lián)絡(luò)線上的交換功率； 調(diào)頻引起的電壓波動是否在允許偏移范圍之內(nèi)。26.交流電網(wǎng)功率傳輸?shù)幕疽?guī)律是什么？元件兩端存在電壓幅值差是傳送無功功率的條件，存在電壓相角差則是傳送有功功率的條件。感性無功功率將從電壓較高的一端流向電壓較低的一端；有功

19、功率則從電壓相位越前的一端流向電壓相位落后的一端，這是交流電網(wǎng)中關(guān)于功率傳送的重要概念。27.什么是功率分點？什么是初步功率分布？什么是最終功率分布？功率分點：在電力網(wǎng)中功率由兩個方向流入的節(jié)點稱為功率分點。初步功率分布不計網(wǎng)損，最終功率分布計網(wǎng)損。（P73下）28.電力系統(tǒng)的主要無功電源有哪些？它們在調(diào)壓方面各有何特點？電力系統(tǒng)的無功功率電源，除了發(fā)電機外，還有同步調(diào)相機、靜電電容器、靜止無功補償器和近年來發(fā)展起來的靜止無功發(fā)生器，這四種裝置又稱無功補償裝置。(1) 靜電電容器只能吸收容性無功功率(即發(fā)出感性無功功率)，其余幾類補償裝置既能吸收容性無功，亦能吸收感性無功。電力電容器提供的無功

20、功率與其安裝處的電壓平方成正比，即 電力電容器的特點：運行維護方便； 有功功率損耗小； 單位容量投資小且與總?cè)萘康拇笮缀鯚o關(guān)；既可集中安裝，也可分散布置； 無功功率調(diào)節(jié)性能差，輸出無功功率受端電壓影響較大； 只能階躍式的調(diào)壓。 (2)發(fā)電機既是唯一的有功功率電源，又是最基本的無功功率電源。發(fā)電機在額定狀態(tài)下運行時，可發(fā)出無功功率：發(fā)電機的特點：發(fā)電機正常運行時以滯后功率因數(shù)運行為主，必要時也可以減小勵磁電流在超前功率因數(shù)下運行，即所謂進相運行，以吸收系統(tǒng)中多余的無功功率。(當系統(tǒng)低負荷運行時，輸電線路電抗中的無功功率損耗明顯減少，線路電容產(chǎn)生的無功功率將有大量剩余，引起系統(tǒng)電壓升高。在這種情

21、況下有選擇地安排部分發(fā)電機進相運行將有助于緩解電壓調(diào)整的困難。進相運行時，發(fā)電機的角增大，為保證靜態(tài)穩(wěn)定，發(fā)電機的有功功率輸出應(yīng)隨著電勢的下降(即發(fā)電機吸收無功功率的增加)逐漸減小。說明：在有功備用較充裕時，可利用靠近負荷中心的發(fā)電機降低功率因數(shù)運行，多發(fā)無功功率以提高電力網(wǎng)的運行電壓水平； 遠離負荷中心的發(fā)電廠不宜降低功率因數(shù)運行。因為無功功率大量的、遠距離傳輸，會引起網(wǎng)絡(luò)較大的有功和無功功率以及電壓損耗。(3) 同步調(diào)相機同步調(diào)相機是只輸出無功功率的發(fā)電機；輸出的無功功率Qcs與電壓V之間的關(guān)系和同步發(fā)電機類似。 同步調(diào)相機的特點: 過勵磁運行可作無功電源運行；欠勵磁運行可作無功負荷運行；

22、可平滑無級地改變無功功率的大小和方向，達到調(diào)整系統(tǒng)運行電壓的目的；無功功率的輸出受端電壓的影響不大。運行維護較復(fù)雜，有功功率損耗較大；單位容量的投資費用較大；只宜集中安裝。20世紀70年代以來已逐漸被靜止無功補償裝置所取代。（4）靜止無功補償器靜止無功補償器(SVC)，簡稱靜止補償器，由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，兩者結(jié)合起來，再配以適當?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就成為能夠平滑地改變輸出(或吸收)無功功率的靜止補償器。它可以迅速地按負荷的變化改變無功功率輸出的大小和方向，調(diào)節(jié)或穩(wěn)定系統(tǒng)的運行電壓，尤其適用于作沖擊性負荷的無功補償裝置。參與組成靜止補償器的部件主要有

23、飽和電抗器，固定電容器，晶閘管控制電抗器和晶閘管投切電容器。 實際上應(yīng)用的靜止補償器大多是由上述部件組成的混合型靜止補償器29.從調(diào)頻技術(shù)要求，結(jié)合系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性來考慮，枯水何豐水季節(jié)如何安排調(diào)頻廠？枯水季節(jié)：水電廠為主調(diào)頻廠；（或者水電廠中效率較低的機組）豐水季節(jié)：選擇裝有中溫中壓凝汽式火電廠作為主調(diào)頻廠。（此時為了充分利用水力資源，水電廠宜帶穩(wěn)定的負荷）30.無功功率負荷經(jīng)濟分配的前提是什么？目標是什么？無功補償?shù)目偨?jīng)濟效益最優(yōu)的條件是什么？無功功率負荷經(jīng)濟分布的前提為： （式中： 是網(wǎng)絡(luò)有功損耗對于第i個無功電源的微增率； 是無功網(wǎng)損對于第i個無功電源功率的微增率；第二個乘數(shù)為無功網(wǎng)損修正系數(shù)。目標：在有功負荷分配已確定的前提下，調(diào)整各無