电力系统分析课程总结.pptx

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目录02电力系统稳态分析01电力系统基础概念03电力系统故障分析04电力系统稳定性分析05电力系统经济性与优化06课程总结与拓展

01电力系统基础概念

电力系统组成与结构电力系统组成电力系统由发电、输电、配电、用电和储能五个环节组成，各个环节相互关联、相互制约。电力系统结构电力系统的特点电力系统结构包括电源结构、电网结构和负荷结构，其中电源结构决定了电力系统的供电能力和稳定性，电网结构决定了电能的传输和分配，负荷结构决定了电力的需求和分布。电能无法大规模储存，必须实时平衡；电力系统是一个高度复杂的系统，需要严格的控制和保护。123

电压等级根据电压等级和功能，电网可以分为输电电网和配电电网。输电电网主要用于电能的传输和分配，电压等级较高；配电电网主要用于将电能分配到各个用户，电压等级较低。电网分类电压等级与电能损耗电压等级越高，电能损耗越小，但设备的绝缘要求和造价也越高。电压等级是指电力系统中各个电力设备和电力线路所承受的电压级别，通常以千伏（kV）为单位进行划分。电压等级与电网分类

电力系统运行的基本要求安全可靠性电力系统必须保证对用户供电的可靠性，避免停电和电力事故的发生定性电力系统必须保持电压和频率的稳定，确保电能的质量和稳定性。经济性电力系统应该在保证安全可靠性的前提下，尽可能地降低建设和运行成本，提高经济效益。环保性电力系统应该尽可能地减少对环境的影响，减少排放和噪音等污染。

02电力系统稳态分析

潮流计算原理与方法牛顿-拉夫逊法基于节点电压和功率平衡的迭代算法，适用于大型电力系统。快速解耦法将潮流方程解耦为有功功率和无功功率两部分，分别进行迭代求解。直流潮流法忽略无功功率和线路电阻，适用于大规模电力系统快速计算。前推回代法适用于辐射状配电网络，通过逐步前推电压和电流来求解潮流。

节点电压与功率平衡节点电压方程描述节点电压与节点功率之间的关系，是潮流计算的基础。节点功率平衡在稳态条件下，每个节点的输入功率等于输出功率，保持平衡。节点类型与约束条件PQ节点、PV节点和Slack节点等不同类型节点的电压和功率约束条件。负荷功率因数与无功补偿通过负荷功率因数和无功补偿设备来调整节点功率平衡。

输电线路参数电阻、电感、电容等，影响线路的传输特性和电压损失。短路阻抗与电抗用于计算短路电流和电压损失，以及无功功率的分布。PI型等效模型将输电线路的电阻、电感、电容等参数集中在一个等效模型中，便于计算和分析。多段线路模型与分段参数对于长线路，可以将其分成多段，每段使用不同的参数进行建模，以提高精度。输电线路参数与等效模型

03电力系统故障分析

短路电流计算短路电流的最大瞬时值，用于校验电气设备的动稳定。短路电流峰值短路电流热效应短路电流通过设备时产生的热量，用于校验设备的热稳定。采用等效电路法，将短路后的电路化简为简单电路进行计算。对称短路计算（三相短路）

不对称短路分析（单相接地、相间短路）单相接地短路指中性点直接接地系统中，任一相与大地连接形成的短路。相间短路不对称短路计算方法指三相电路中任意两相之间的短路，包括两相短路和三相短路。采用对称分量法，将不对称短路分解为三组对称分量进行计算。123

故障电流的限制措施电抗器限流在电路中串联电抗器，增大短路阻抗，从而限制短路电流。母线分段运行将母线分段运行，减小每段母线上的短路电流。快速保护装置采用快速动作的继电器和断路器，尽快切除故障部分，减少短路电流对系统的危害。

04电力系统稳定性分析

静态稳定性与暂态稳定性电力系统在受到小扰动后，能够恢复到原来运行状态的能力。静态稳定性概念电力系统在受到大扰动（如短路、切机、切负荷等）后，能够过渡到新的稳定运行状态的能力。包括时域仿真、直接法（能量函数法）等。暂态稳定性概念包括潮流计算、灵敏度分析、小干扰稳定性分析等。静态稳定性分析方态稳定性分析方法

功角特性与摇摆方程功角特性概念发电机功角与电磁功率之间的关系曲线。摇摆方程描述描述发电机在扰动后的摇摆过程，包括机械摇摆和电磁摇摆。功角特性与稳定性的关系功角特性曲线越陡，系统静态稳定性越好；摇摆方程中阻尼项越大，系统暂态稳定性越好。摇摆方程的求解方法数值积分法、解析法等。

自动励磁调节通过自动调整发电机励磁电流，改善发电机功角特性，提高系统静态和暂态稳定性。切机、切负荷措施在严重故障情况下，通过切除部分发电机或负荷，减小系统惯量，提高系统稳定性。电力系统稳定器（PSS）一种附加于发电机励磁系统的控制装置，通过产生与发电机功角偏差成比例的附加控制信号，提高系统阻尼，改善系统暂态稳定性。一次调频通过调整发电机组的调速器，快速响应系统频率变化，提高系统暂态稳定性。提高稳定性的控制策略

05电力系统经济性与优化

经济调度的概念负