电力系统分析与保护-分析课程-第一章.pptx

电力系统分析与保护 研究生专业课 主讲：夏经德914787663@ 所用教材和主要参考书 所用教材 [1]现代电力系统分析，王锡凡等，科学出版社，2003年 [2]新型继电保护和故障测距的原理与技术（第二版），葛耀中等，西安交通大学出版社，2007年 所用主要参考书 [1]电力系统分析 上册，诸俊伟等，1998年 [2]电力系统分析 下册，夏道止等，1998年 所用教材和主要参考书 所用主要参考书 [3]Modern Power System Analysis（第三版），D P Kothari等，清华大学出版社，2009年 [4]电力系统继电保护（第2版），张保会等，中国电力出版社，2010年 [5] Power System Protection, John B. Anderson等, IEEE Press Editorial Board, 1999年 [6] 风力发电与电力系统，周双喜，鲁宗相，中国电力出版社，2011年 本科知识补偿内容主要参考书 [1] 电力系统分析（第二版），夏道止等，中国电力 出版社，2011年版 [2] 电力系统计算，五所高校和水利电力部合编，水 利电力出版社，1978年版 [3] 高压电网继电保护原理与技术，朱声石，中国电 力出版社，2005年版 [4] 电机学，陈世元，中国电力出版社，2015年版 现代电力系统分析 主编：王锡凡 副主编：方万良，杜正春 1 电力网络的数学模型及求解方法 本章包含以下内容： 1-1基本概念 1-2导纳矩阵 1-3网络方程解法 1-4阻抗矩阵 思考问题 1-1基本概念 是现代电力系统分析的基础 潮流和优化潮流、短路电流计算、静态安全分析和动态稳定评估 包括线路、变压器、并(串)联电容等 等值电路、交流电路理论、集中参数 工频状态和分布参数的分析 1.1.1 节点方程及回路方程 节点电压法和回路电流法 普遍采用节点方程，回路方程为辅 一个两个电源和一个等值负荷系统 基尔霍夫第一定律 节点电压 左端流出电流，右端注入电流，规范化形式 节点方程反映节点电压与注入电流的关系 矩阵形式可以表示为： 关联矩阵的概念：不同程度反映网络接线图形 含有0、+1、－1三种元素，不含具体参数 行号与节点号相对应，列号与支路号相对应 为－1时，电流向节点；为+1时，电流离开节点 节点关联矩阵反过来唯一地确定网络的接线图 节点关联矩阵和网络节点方程之间有密切的关系 n个节点， b条支路。每条支路都列如下方程式 有电压源支路，转化为电流源的形式： 看作为向电力网络节点的注入电流 b条支路基本方程式集中用矩阵表示 霍夫第一定律，注入电流与支路电流有下关系 流向节点 反之 节点电流列向量与支路电流列向量应有以下关系 网络的节点关联矩阵（图1-1） 整个电力网络消耗的功率为 式中所反映相应向量的共轭值，向量的标量积 从节点输入总功率来看可以得到 可知 得到 推得 电力网络的节点导纳矩阵 利用回路电流法时，用阻抗表示参数比较方便，基尔霍夫第二定律，列出三个回路的电压方程式 当回路电势已知，可求回路电流和节点电压 如果电力网络有m 个独立回路，矩阵的形式 根据三个独立环路写出它的“环路关联矩阵” 为+1时环路电流方向与支路的一致， -1相反 并得到回路阻抗矩阵 移相器改变两侧相位，因此变比是一复数，如图中1-7所示 有以下关系 根据功率守恒原理 最终得到  导纳矩阵是不对称的 1.2 节点导纳矩阵 1.2.1 节点导纳矩阵的基本概念 节点i 加单位电压而其余节点接地 不含移相器时导纳矩阵为对称矩阵 导纳矩阵为（高度）稀疏矩阵 1.2.2节点导纳矩阵的形成与修改 导纳矩阵形成、特殊元件处理与矩阵修改 ( 1 ) 导纳矩阵的阶数等于电力网络的节点数； ( 2 ) 导纳矩阵各行非对角元素中非零元素的个数等于对应节点所连的不接地支路数； ( 3 ) 导纳矩阵各对角元素，即各节点的自导纳等于相应节点所连支路的导纳之和； ( 4 ) 导纳矩阵非对角元素 等于节点 i与节点 j间支路的导纳并取负号。 当节点i 、 j之间为变压器支路时， 增加非零非对角元素 改变i节点 自导纳改变量 改变j节点 自导纳改变量 当节点i 、 j之间为移相器支路时， 增加非零非对角元素 其它不变 从原网络引一新支路，同时增一个新节点 在原有节点 i和 j间增加一条支路 在原有节点 i和 j间切除一条支路 在原有节点 i和 j间修改一条支路 【例1-1】在下图