电力系统分析(第三版)于永源杨绮雯1章概述.pptxVIP

电力系统分析(第三版)于永源杨绮雯1章概述汇报人：AA2024-01-22电力系统基本概念电力系统元件模型及参数电力系统稳态分析电力系统故障分析电力系统稳定性分析电力系统优化运行与控制CONTENTS目录CHAPTER01电力系统基本概念电力系统定义与组成定义发电厂输电网配电网电力用户电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体，是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。将一次能源转换成电能的场所。由高压或超高压输电线路及相应电压等级的变电站组成，主要承担远距离输电任务。由中低压配电线路及相应电压等级的配电设备组成，负责将电能分配给最终用户。消耗电能的各类用户，包括工业、农业、交通、商业和居民等。电力系统运行特点同时性集中性电能的生产、输送、分配和使用是同时进行的，要求系统保持实时平衡。电力系统是一个高度集中的系统，任一元件的故障都可能影响整个系统的运行。复杂性广泛性电力系统涉及大量元件和复杂的技术问题，如暂态稳定、动态稳定等。电力系统覆盖地域广阔，涉及多个领域和部门，需要协调各方面的利益和关系。电力系统分析的目的和意义目的：通过对电力系统的分析，揭示其内在规律和本质特征，为电力系统的规划、设计、运行和管理提供科学依据。推动电力科技进步和产业升级，提升国家能源安全和竞争力。意义优化资源配置，提高能源利用效率，促进节能减排和可持续发展。保证电力系统的安全稳定运行，提高供电可靠性和经济性。CHAPTER02电力系统元件模型及参数发电机模型及参数发电机类型01同步发电机、异步发电机发电机参数02额定电压、额定电流、额定功率因数、额定频率、极数、转速等发电机模型03包括电气部分和机械部分，电气部分用电压源和阻抗表示，机械部分用原动机和调速器表示变压器模型及参数变压器类型1双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器变压器参数2额定电压、额定电流、额定容量、短路阻抗、空载电流、空载损耗等变压器模型3用等效电路表示，包括电阻、电感和电导等元件输电线路模型及参数输电线路类型架空线路、电缆线路输电线路参数导线截面积、导线材料、导线间距、绝缘子类型、杆塔类型等输电线路模型用分布参数电路表示，包括电阻、电感、电容和电导等元件负荷模型及参数负荷类型负荷参数负荷模型静态负荷、动态负荷有功功率、无功功率、电压等级、功率因数等用恒功率负荷模型、恒电流负荷模型或恒阻抗负荷模型表示，也可以考虑负荷的电压特性和频率特性CHAPTER03电力系统稳态分析潮流计算基本原理电力系统潮流计算的目的确定电力系统在给定运行方式下的稳态运行状态，包括系统中各母线上的电压、各支路中的功率分布以及功率损耗等。潮流计算的基本方程基于电路理论中的基尔霍夫定律，建立电力系统的节点电压方程，通过求解该方程得到各节点的电压和支路功率。潮流计算的约束条件包括节点电压约束、支路功率约束和系统平衡约束等，以确保计算结果的合理性和可行性。牛顿-拉夫逊法潮流计算牛顿-拉夫逊法的基本原理将非线性方程组转化为线性方程组进行迭代求解，通过不断更新迭代过程中的雅可比矩阵和残差向量，逐步逼近真实解。牛顿-拉夫逊法的计算步骤初始化系统参数和迭代初值，形成节点导纳矩阵和节点注入功率向量；根据当前迭代值计算残差向量和雅可比矩阵；求解修正方程得到电压修正量；更新电压值并判断是否满足收敛条件；若不满足则继续迭代，否则输出计算结果。牛顿-拉夫逊法的优缺点优点是具有较快的收敛速度和较高的计算精度，适用于大规模电力系统的潮流计算；缺点是对于病态系统或初值选择不当时可能出现收敛失败的情况。PQ分解法潮流计算PQ分解法的基本原理PQ分解法的计算步骤PQ分解法的优缺点将电力系统的有功功率和无功功率分开处理，将有功功率不平衡量作为修正电压幅值的依据，将无功功率不平衡量作为修正电压相角的依据。通过交替进行有功迭代和无功迭代，逐步逼近真实解。初始化系统参数和迭代初值，形成节点导纳矩阵和节点注入功率向量；根据当前迭代值计算有功功率和无功功率的不平衡量；分别求解有功迭代和无功迭代的修正方程得到电压幅值和相角的修正量；更新电压值并判断是否满足收敛条件；若不满足则继续迭代，否则输出计算结果。优点是计算速度较快且收敛性较好，适用于中等规模电力系统的潮流计算；缺点是在处理含有大量PV节点或病态系统时可能出现收敛失败的情况。电力系统稳态运行特性电压分布特性功率传输特性系统稳定性特性在稳态运行状态下，电力系统中各节点的电压应满足一定的分布规律，通常呈现从电源端向负荷端逐渐降低的趋势。同时，各节点的电压应保持在允许范围内以确保系统的安全稳定运行。在稳态运行状态下，电力系统中的功率传输应遵循一定的规律。有功功率的传输主要取决于电源与负荷之间的相位差和电压幅值差；而无功功率的传输则主要取决于电源与负荷之间的电压幅值差。合理的功率传输规划有