现代电力系统分析.pptx

会计学;1.早期直流输电阶段 2.交流输电阶段 3.现代输电系统—超/特高压混合输电 4.智能电网;高度集成的智能化、网络化的自动化系统。 1976年英国的电力市场化运营使得电力网成为能源流、信息流、货币流的统一。;1.1 电力发展的阶段;新客户 电动汽车 友好智能电器，能够根据系统频率和实时电价自动运行 微网;新要求 用户对供电可靠性要求更高 要求不同供电质量 电力系统对电网设备的资产利用率要求更高。 更加透明的电力市场;新技术 储能技术 飞轮 超导 抽水蓄能 超级电容器 通信技术 FACTS技术;1.2 电力系统结构;1.2 电力系统结构;1.2 电力系统结构;1.2 电力系统结构;1.2 电力系统结构;电力系统的中性点接地方式有两大类：一类是中性点直接接地，另一类是中性点不接地或者经过大的阻抗接地。前者称为大电流接地系统，后者称为小电流接地系统，或中性点不直接接地系统。;1.3 电力系统运行要求;1.3 电力系统运行要求;电力系统运行要求 正常 安全 经济 高质量;正常 频率、电压在允许的范围内 没有任何支路过负荷 安全 在假象合理事故下，系统仍然正常，称为安全。 正常状态分为安全的和不安全的。 经济 电力系统经济运行的任务将由电力市场来进行资源的合理配置。 高质量 电能质量是对供电可靠性以及电压、频率、波形和幅值的要求，包括谐波含量、电压骤降、三相平衡度、电压闪变等方面。 ;第二章 电力系统数学模型;2.1 输电线路的模型与参数;2.1.1 输电线路的物理模型;根据电磁波在输电线路上的传播规律，输电线路可以等效为无穷多级串连电阻电感和并联电容电导的级联。假设线路参数是均匀分布的，单相线路可以等效为如图所示的电路。 ;单根无穷长导线单位长度的自感;三相导体的磁链;考虑到 以及对称运行时， 三相线路的磁链经过化减后写为矩阵形式可以表示为：;交链三相的磁链分别为（交链每一相的磁链是分裂导线的平均）：;同理推广到任意多分裂导线的输电线路的自感和互感。假设有m分裂导线，导线半径为r，任意两相之间的距离为Dkl，每一相任意两分裂导线之间的距离为 （下标n代表相，下标m代表分裂导线标号），那么任意一相分裂导线的自感和互感为：;表示成矩阵形式就可以很容易的看出各相的自感和互感： ;各相的单位长度的自感用 表示，互感可以用 表示，这样，整个三相输电线路就是平衡的：;当三相线路平衡时，即自感相同互感也相等，此时每一相的磁链只与本相电流有关，而与其他两相电流无关，这样就保证了系统的对称性。如果将电感转化为电抗，将单位长度每米转化为每公里，那么线路每公里长的正序电抗为：;2.1.3 输电线路的电容;三、单根导线的电容;四、三相导体的电容;在系统对称运行时， ，如果三相平衡，即三相间的几何平均间距相等： 因此有： ;分裂导线则取为每相分裂导线的几何平均半径。 ;三相换位（Dm为几何均距，Rm为几何均径）;在工程计算中，通常将自然对数转换为常用对数，将单位长度由米转换为公里，并将介电常数的值 F/m代入，在50Hz工频下，可得到每公里长的正序电钠为：;2.1.4 电阻和电导;电导通常是电晕放电导致的损耗 假设三相对称运行，已知每公里三相的电晕损耗为 ，那么其对地电导可以表示为：;2.2 变压器的模型与参数;（4）等效电路 变压器的原边和副边等效方程为： ;等效电路;进一步等效（消除磁路）;变压器的励磁阻抗比变压器漏抗大得多，因此变压器励磁支路电流较小，一般为额定电流0.5%~2%，在计算中为了简化，通常把励磁支路移到变压器的端部（通常移动到电源侧），并把原边和副边的铜耗以及漏电抗合并，形成如图所示的等效电路。这样简化的目的是减少变压器支路的节点，因为电力系统通常用节点电压方程来求解，减少节点将减少节点电压方程的个数。;2.2.3 试验参数;2.2.3 试验参数;空载试验测试内容 当 的单位用kW， 的单位用kV时，可以得到励磁电导(单位为S)：;短路试验内容 变压器的短路试验是将变压器的副边三相短接，在原边施加可调的三相对称电压，在试验中，逐步增加外施电压，使其相电流达到额定电流 ，此时的外施电压称 为短路电压。测量这个短路电压，并与额定电压相比，得到短路电压百分数 。然后测量三相的有功功率损耗，这个损耗称为短路损耗 。;短路试验内容 通过变压器的等值计算电路可以发现，当一侧短路时，变压器的短路电压比额定电压小的多，因此励磁电抗和铁心损耗可以