《电力系统运行分析》课件.pptVIP

电力系统运行分析

课程介绍目标帮助学生掌握电力系统运行分析的基本理论和方法，能够分析和解决电力系统运行中常见的问题，并为今后的学习和工作打下坚实基础。内容本课程将涵盖电力系统运行分析的各个方面，包括电力系统概况、潮流计算、经济调度、状态估计、安全分析、故障分析、继电保护、电力系统控制等。考核

电力系统概况与运行特点电力系统是一个庞大而复杂的系统，由发电厂、变电站、输电线路、配电网络和用电设备组成。电力系统运行具有以下特点：非线性、动态性、随机性、多目标性。

电力系统基本元件参数发电机发电机的参数包括额定功率、电压、电流、频率、功率因数等。变压器变压器的参数包括额定容量、电压比、阻抗、损耗等。输电线路输电线路的参数包括电阻、电抗、电纳、长度、电压等级等。负荷负荷的参数包括功率、电压、电流、功率因数等。

发电机参数及其模型同步发电机同步发电机的参数包括同步电抗、励磁特性等，常用的模型包括经典模型、一阶模型和二阶模型。发电机功率调节发电机功率调节是电力系统运行控制的重要手段，通过调节发电机出力可以满足负荷变化的要求。

变压器参数及其模型1234额定容量变压器的额定容量是指其能够安全运行的最大功率。电压比变压器的电压比是指其输入电压与输出电压的比值。阻抗变压器的阻抗是指其内部阻抗，影响变压器的电压降落。损耗变压器的损耗包括铜损和铁损，影响变压器的效率。

线路参数及其模型1电阻线路的电阻是由于导线的材料和截面积造成的。2电抗线路的电抗是由于线路的几何形状和电流变化造成的。3电纳线路的电纳是由于线路的长度和电压变化造成的。

负荷模型常数功率模型假设负荷功率保持不变，适用于大型工业负荷。常数电流模型假设负荷电流保持不变，适用于照明负荷。常数阻抗模型假设负荷阻抗保持不变，适用于混合负荷。

导纳矩阵的形成节点划分将电力系统划分为多个节点，每个节点代表一个电气连接点。元件导纳计算每个元件的导纳，例如发电机、变压器和输电线路的导纳。导纳矩阵构建根据节点划分和元件导纳，构建导纳矩阵，表示节点之间的导纳关系。

节点导纳矩阵节点导纳矩阵是一个对称矩阵，其对角线元素为节点的自导纳，非对角线元素为节点之间的互导纳。

节点电压方程1节点电压方程节点电压方程描述了节点电压与节点电流之间的关系，是电力系统分析的基础方程。2电流方程节点电流方程描述了节点电流与节点电压之间的关系。3导纳矩阵节点导纳矩阵表示节点之间的导纳关系。

功率潮流概述1功率潮流是指电力系统中各节点之间的功率流动情况。2潮流计算是用来计算电力系统中各节点的电压、电流和功率的数值计算方法。3运行分析潮流计算结果可以用来分析电力系统的运行状况，评估电力系统的安全性和经济性。

功率潮流的目的与意义安全运行经济运行优化调度

功率潮流的数学模型1节点电压表示每个节点的电压幅值和相角。2节点功率表示每个节点的注入功率和消耗功率。3网络参数包括导纳矩阵、线路阻抗等。

功率潮流的迭代方法牛顿-拉夫逊法是一种常用的迭代方法，收敛速度快，但计算量较大。PQ分解法是一种简化的方法，计算量小，但收敛速度较慢。直流潮流是一种简化的方法，适用于快速潮流计算。

牛顿-拉夫逊法基本原理牛顿-拉夫逊法是一种基于梯度下降的迭代方法，通过不断修正节点电压，直到满足精度要求。优点收敛速度快，能够处理复杂的电力系统。缺点计算量较大，需要较高的计算资源。

PQ分解法1将节点功率分为PQ两种类型，并根据节点类型进行迭代计算。2该方法简化了潮流计算过程，但收敛速度较慢。3适用于简单电力系统或快速潮流计算。

直流潮流网络简化直流潮流将电力系统网络简化为线性网络，忽略线路电阻和电纳。快速计算直流潮流计算量小，适用于快速潮流计算和安全分析。

潮流计算结果分析1节点电压分析节点电压幅值和相角，判断电压是否在安全范围内。2线路潮流分析线路潮流大小和方向，判断线路是否过载。3功率平衡分析系统的功率平衡，判断发电量是否满足负荷需求。

电力系统潮流控制电压调整通过调节变压器变比、并联电容器或电抗器等设备来调整节点电压。无功功率优化通过优化无功功率补偿设备的配置，提高电压稳定性和功率传输效率。

电压调整手段变压器变比调整通过改变变压器变比，可以调整节点电压幅值。并联电容器补偿通过并联电容器，可以提高节点电压幅值。并联电抗器补偿通过并联电抗器，可以降低节点电压幅值。

无功功率优化目标函数最小化系统运行成本或损耗。1约束条件电压、电流、功率等约束条件。2优化算法采用线性规划或非线性规划等优化算法。3

经济调度概述经济调度是指在满足电力系统安全和可靠运行的前提下，合理安排发电机的出力，以达到最低发电成本的目标。调度目标经济调度旨在降低发电成本，提高电力系统经济运行效率。调度约束经济调度需要满足电力系统的安全和可靠运行约束，包括电压、频率、功率等约束条件。

经济调度的基