电力系统分析（下）考试复习资料（精简版）

1.综合负荷的定义答：系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和就是电力系统的负荷，亦称电力系统的综合用电负荷。它是把不同地区、不同性质的所有的用户的负荷总加起来而得到的。

2. 综合负荷、供电负荷和发电负荷的区别及关系答：综合用电负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统的供电负荷。供电负荷再加上发电厂厂用电消耗的功率就是各发电厂应该发出的功率，称为电力系统的发电负荷。

2.日负荷曲线和年负荷曲线的慨念答：负荷曲线按时间长短分，分为日负荷曲线和年负荷曲线。日负荷曲线描述了一天24小时负荷的变化情况；年负荷曲线描述了一年内负荷变化的情况。

习题9-1：某系统典型日负荷曲线如题图所示，试计算：日平均负荷；负荷率km，最小负荷系数a以及峰谷差?Pm。 解：（1）日平均负荷

pav?70?2?50?4?80?2?100?4?80?2?90?4?120?4?70?224MW?85MW

（2）负荷率 km?PavPmax?85120?0.7083

（3）最小负荷系数a?PminPmax?50120?0.4167

（4）峰谷差?Pm?Pmax?Pmin?(120?50)MW?70MW

9-3某工厂用电的年待续负荷曲线如题图9-3所示。试求：工厂全年平均负荷，全年耗电量及最大负荷利用小时数Tmax。 解：（1）全年平均负荷

pav(y)?100?2000?60?3000?40?37608760MW ?60.548MW

（2）全年耗电量 W??87600Pdt?(100?2000?60?3000?40?3760)?10kW?h83

?5.304?10kW?h（3）最大负荷利用小时数

Tmax?1Pmax?87600Pdt?WPmax?5.304?10100?1038h?5304h

题图9-3年持续负荷曲线

? 2.电压降落、电压损耗、电压偏移的定义有所不同

答：网络元件的电压降落是指元件首末端两点电压的相量差，即V?1?V?2?(R?jX)I?；把两点间电压绝对值之差称为电压损耗，用?V表示，?V?V1?V2；电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差，可以用KV表示，也可以用额定电压的百分数表示。若某点的实际电压为V，该处的额定电压为VN，则用百分数表示的电压偏移为，电压偏移（%）?V?VNVN?100

? 3.电压降落公式的分析（为何有功和相角密切相关，无功和电压密切相关？）；

答：从电压降落的公式可见，不论从元件的哪一端计算，电压降落的纵、横分量计算公式的结构都是一样的，元件两端的电压幅值差主要由电压降落的纵分量决定，电压的相角差则由横分量确定。高压输电线的参数中，电抗要比电阻大得多，作为极端情况，令R=0，便得?V?QX/V，?V?PX/V，上式说明，在纯电抗元件中，电压降落的纵分量是因传送无功功率而产生，电压降落的横分量则因传送有功功率产生。换句话说，元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件，存在电压相角差则是传送有功功率的条件。

5.输电线路何时作为无功电源、何时作为无功负荷

答：35KV及以下的架空线路的充电功率甚小，一般说，这种线路都是消耗无功功率的；110KV及以上的架空线路当传输功率较大时，电抗中消耗的无功功率将大于电纳中产生的无功功率，线路成为无功负载，当传输功率较小（小于自然功率）时，电纳中生产的无功功率，除了抵偿电抗中的损耗以外，还有多余，这时线路就成为无功电源。（??1800：无功电源；??1800，无功负荷）。

? 习题10-1：一条100KV架空输电线路，长100km，ro?0.1209?/km，xo?0.400?/km，忽略线路对地电容，

已知线路未端运行电压VLD=105kV，负荷PLD=42MW，cosφ=0.85。试计算：（1）输电线路的电压降落和电压损耗；（2）线路阻抗的功率损耗和输电效率；（3）线路首端和未端的电压偏移。 解：（1）R?12.09?100?12.09Ω，X?0.4?100?40Ω

QLD?PLDtan??PLDPLDR?QLDXVLDPLDX?QLDRVLD??R?jX1?cos?cos?2VLD?105KVPLD?jQLD?42?1?0.850.852?26.029MW

输电线路等效电路 ?14.7512KV

?ΔV??42?12.09?26.029?4010542?40?26.029?12.09105V1?13.0031KV

?V???VLD?Vj?V电压降落：V1?VLD??V?j?V?14.7512?j13.0031

V1?(VLD?ΔV)2电压降落相量图

22??V2?(105?14.752)?13.003?120.4551KV

电压损耗：V1?VLD?120.4551?105?15.4551KV （2)功率损耗

?P?IR?2PLD?QLDVLDPLD?QLDVLD222222R?422?26.02910522?12.09?2.6767MW

?Q?IX?2X?42?26.029105222?40?8.8560MW

输电效率：??PLDPLD?ΔP?100%?4242?2.68?100%?94.01%

（3）未端电压偏移： 首端电压偏移：

105?110110110?100%??4.545%

?100%?9.505%

120.4551?110 ? 2.潮流方程中节点的分类及相应的定义；（填空或问答）答：（1）节点可分为：PQ节点、PV节点和平衡节点 三种类型。（2）各类节点介绍：①PQ节点的有功功率P和无功功率Q是给定的，节点电压（V，δ）是待求 量；②PV节点的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率Q和电压的相位δ是待求量；③平衡 节点在潮流分布算出以前，网络中的功率损失是未知的，因此，网络中至少有一个节点的有功功率P不能给 定，这个节点承担了系统的有功功率平衡。

答：已知供电点电压和负荷节点功率时的计算方法： ① 从节点d开始，利用VN，则

???Sd，?SL3?S32??2P3???Q3V2N??S3????SL3 (R3?jX3)，S322???Sc?S3?，?SL2?对于第二段线路S2??P2???Q2VN22??S2????SL2 (R2?jX2)，S2?，?SL1?第一段线路S1???Sb?S2P1???Q1??V2N2(R1?jX1)，S1??S1????SL1

??V?(P?R?Q?X)/V??V?(P?R?Q?X)/VAb1111Abc2222b?????R2)/Vb? ②知VA，算Vb??VAb?(P1?X1?Q1?R1)/VA算Vc，??Vbc?(P2?X2?Q2

??2222???Vb?(VA??VAb)?(?VAb)?Vc?(Vb??Vbc)?(?Vbc)??V?(P?R?Q?X)/Vcd3333c???R3)/Vc算Vd，??Vcd?(P3?X3?Q3

?22??Vd?(Vc??Vcd)?(?Vcd)4.功率自然分布和经济分布的慨念

答：功率在环形网络中是与阻抗成反比分布的，这种分布称为功率的自然分布。功率在环形网络中与电阻成反比分布

时，功率损耗为最小，这种功率分布为经济分布。

4.潮流计算的约束条件（问答必考） 答：（1）所有节点电压必须满足 V imin ? V i ? V imax ( i ? 1 , 2 ? ,n ) ；

（2）所有电源节点的有功功率和无功功率必须满足 P Gi min ? P Gi Gi max ， Gi min ? Q Gi ? Q Gi ； ? PQmax（3）某此节点之间电压的相位差应满足 ? i ? ? j ? ? i ? ? j 。 4.潮流计算的基本步骤（问答必考）

max答：（1）形成节点导纳矩阵。（2）设定节点电压的初值。（3）将各节点电压初值代入求得修正方程式中的不平衡量。 （4）将各节点电压初值代入求雅可比矩阵的各元素。（5）求解修正方程式，求得各节点电压的增量。 （6）计算各节点电压的新值，返回第3步进入下一次迭代，直到满足收敛判据为止。 （7）最后计算平衡节点功率和线路功率、损耗。

1.无功负荷的无功特性：分串联之路和并联之路（填空） 4.无功电源的种类（填空）

答：①发电机； ②同步调相机；③静电电容器；④静止无功补偿器； ⑤静止无功发生器

允许电压偏移的范围（填空）答：35kV及以上供电电压正、负偏移的绝对值之和不超过额定电压的 10% ； 10KV及以下三相供电电压允许偏移为额定电压的 ±7% ； 220V单相供电电压允许偏移为额定电压的 +7% 和 -10% 。 电力系统的四种常见调压措施。（问答必考） 答：（1）调节励磁电流以改变发电机端电压VG；（2）适当选择变压器的变比；

（3）改变线路的参数；（4）改变无功功率的分布 2.电力系统三种调压方式及含义（填空必考）答：逆调压、顺调压、恒/常调压 （1）逆调压：在大负荷时升高电压(1.05UN)，小负荷时降低电压(UN ) 。

（2）顺调压：大负荷时允许电压稍低(>1.025UN ) ；小负荷时允许稍高(<1.075UN ) 。 （3）常调压：保持为大约恒定的数值1.02~1.05UN。

例13-2 某电力系统中，40%的容量已完全利用，其余30%为火电厂，有15%的备用容量，其单位调节功率为16；30%为水电厂，有18%的备用容量，其单位调节功率为18；系统有功负荷的频率调节效应系数为KD*?2.0。试问：若负荷变化的范围是±10%，则系统频率变化的范围是多少？（计算必考）

解：（1）计算系统的单位调节功率，令系统中发电机组的总额定容量等1，即发电机组的等值单位调节功率为 K G * ? 0 .4 ? 0 ? 0 . 3 ? 16 ? 0 .3 ? ? 10 .2 ，系统负荷功率 P D ? 0 . . 3 ? ( 1 ? 0 . ) ? 0 .3 ? (1 ? 0 .18 ) ? 0 . 901 184 ? 015 系统备用系数 k r ? 1 / 0 .901 ? 1 于是 K*?krKG*?KD*?1.110?10.2?2.0?13.322.110

(2)系统负荷变化±10%时的频率偏移为： f*????P*K*13.322一次调整后的系统稳定频率变化的范围为 f?(50?0.007506?50)Hz?49.625Hz??0.1??7.506?10?313-2 某电力系统有4台额定功率为100MW的发电机，每台发电机的调速器的调差系数δ=4%，额定频率fN=50Hz，系统总负荷为PD=320MW，负荷的频率调节效应系数KD=0。在额定频率运行时，若系统增加负荷60MW，试计算下列两种情况下系统频率的变化值。（计算必考）

（1）40台机组原来平均承担负荷；（2）原来3台机组满载，1台带20MW。说明两种情况下频率变化不同的原因。 解：每一台发电机的单位调节功率

KG?1?PGNfN?10.04?10050MW/Hz?50MW/Hz

?*（1）4台发电机原来平均承担负荷 每台发电机承担PG1??PG1?6043204MW?80MW，因此，增加MW负荷后，每台发电机可承担

MW?15MW，?f??PG1KG1??1550Hz??0.3Hz或?f???PG?4?KG1??60200Hz??0.3Hz

（2）原来三台满载，一台带20MW负荷。此时，所有的负荷增量只能由一台发电机负担，即

?PG1?60MW，?f???PG1KG1??6050Hz??1.2Hz

（3）两种情况下频率变化不同是因为第一种情况下，?PG1?15MW，而第二种情况下变成?PG1?60MW，因而在相同的KG1下，?f变大4倍。

? 2.降低网损的技术措施（问答必考）

答：① 提高用户的功率因数，减少线路输送的无功功率；② 改善网络中的功率分布；③ 合理地确定电力网的运行电压水平；④ 组织变压器的经济运行；⑤ 对原有电网进行技术改造。

? 耗量特性曲线及相应微增率的概念；（必考）

答：（1）反映发电设备（或其组合）单位时间内能量输入和输出关系的曲线，称为耗量特性。

(2)耗量特性曲线上某点切线的斜率称为该点的耗量微增率λ，λ=dF/dP，发电效率η=P/F。

? 2.等微增率准则（分两台机组的情况）。 例14-3

答：负荷在两台机组间分配时，如它们的燃料消耗微增率相等，即dF1/dPG1=dF2/dPG2，则总的燃料消耗量将是最小的。这就是著名的等微增率准则。