电力系统分析学习指导与习题集
先计算D?1：
D?1?1???0.3?0?CD?1CT??0.1??00??1 ， CD???1??0.1??0.3???0.10???0.1??0.1?1?0????0.1??0.3??0.1?0.1??0???0.1?0.1??0?1??0.1?0.3?????0.1??0??0.1???0?1?C 1?0.3?0.3??0.1?0.1??0.1?0.1?0.1??
000.010.01??0.01?0.010.010.01?1?0??0.3?0.010.010.020.02????0.010.010.020.02?0?0.067?00.067?1T??B?CDC?? YB??0.033?0.033???0.033?0.033?0.033?0.033???0.033?0.033? ?0.133?0.067??0.0670133?Z23?
1?30 y23例4-4： 系统接线如图。线路Xl?0.1，Xc?10，??0.1，PD1?PD2?20，Q运行条件：U1?U2?1，?1?0，PG1?15，求潮流分布，画出潮流分布。
G1D1?QD2?10。
G2U1U2SG1?SG2?SD1解：?是阻抗角，其定义为：
?1tgR???SD2? X
36
??0.01 ?sin????0.01 cos?1第一部分 电力系统稳态分析
代入教材中的公式：
?121?1?0.01?sin(???2)?0?pD1?20?0.10.1??121?115?20??0.01?sin(???2)?0? ?0.10.1?12121?1??10???1?cos(???2)?0Q?G1100.10.1?12121?1??10???1?cos(???2)?0Q?G2100.10.1??PG2?10sin(?2??)?20.1?0? 10sin(?2??)?5.1?0 解方程：????10cos(?2??)?19.9?0?QG1??10cos(?2??)?19.9?0??QG2由方程（2）解得：?2????30.67 ??0.01弧度?0.57 ?2??31.24
???代入方程（1）解得：PG1?20.1?10?sin30.67??25.20 代入方程（3）,(4)解得：Q潮流分布如图：
G1G1?11.24?Q
G21?005.2+j1.241??31.240-5.0+j1.24?G2SG1?25.2?j11.24SD1?20?j10???SG2?15?j11.24SD2?20?j10
分析此系统得潮流分布可知： （1） 由于Rl?0 ???2 线路中不产生有功损耗。
oo（2） 有功从母线1流向母线2，???1??2?0?(?40.95)?40.95
（3） 由于线路电抗较大，母线得电压损耗为0.237标幺值，无功损耗也相当可观。由
于在正常运行时线路电压偏移值一般不允许超过10%，故母线2的电压偏移值低。
提高U2的措施有减小线路的电抗值；提高母线1的电压；在母线2设置无功补偿装置，改变线路无功分布等等。
37
电力系统分析学习指导与习题集
（4） 现若要求将电压U2的值提高到1，可将U2?1作为已知条件给定，但必须放开与之关系密切的QG2，将它作为未知量待求。
38
第一部分 电力系统稳态分析
第五章 电力系统的有功功率和频率调整
一、 基本要求
了解电力系统有功功率和频率之间的关系、电力系统的有功功率平衡及备用容量；掌握电力系统中各类电厂的运行特点及合理组合、电力系统中有功功率负荷的最优分布；了解负荷和发电机的功率-频率静特性，掌握电力系统频率的一次调整及二次调整。 二、 重点内容
1、电力系统中有功功率电源的最优组合 根据各类发电厂的运行特点可见：
原子能电厂建设投资大，运行费用小，因此原子能电厂应当尽可能的利用，让它满发。 火力发电厂机组投入或者退出运行的时间较长（十几个小时），而且机组频繁的启停
或增减负荷既消耗能量又易于损坏设备，因此一般火电厂承担基本不变的负荷。其中，高温高压火电厂效率高，应该优先投入；中温中压火电厂效率低一些，但它的负荷调节能力较强，可以承担一定的负荷变动。
水力发电厂机组投入或者退出运行的时间短（几分钟），操作简单、灵活，具有快速启动、快速增减负荷的突出优点。因此水电厂调节能力强，可以承担急剧变动的负荷。 综合考虑以上因素，得到结论：枯水季节，原子能电厂、火电厂承担基本不变的负荷，主要由带调节水库的水电厂调节负荷的波峰和波谷的变动；洪水季节，为防止水资源的浪费，水电厂、原子能电厂、高温高压火电厂承担基本不变的负荷，由中温中压火电厂承担调节任务。
2、电力系统中有功负荷的最优分配
电力系统有功负荷的最优分配的目标是：在满足系统有功功率平衡的条件下，使系统一次能源的消耗量为最低，使系统经济性达到最优。 汽轮发电机组的耗量特性为：
F?a?bPG?cPG ………………………………（5-1） 其中F 为燃料的消耗量（吨/小时），PG为发电机发出的功率。 机组的耗量微增率：
dF ?? ………………………………（5-2）
dP 要实现电力系统中各机组之间有功负荷的最优分配，必须遵守等耗量微增率准则；
?1??2?????n?? ……………………………（5-3）
39
2电力系统分析学习指导与习题集
同时必须满足： 等约束条件 PL?PG1?PG2????PGn
不等约束条件
PGmin?PG?PGmax
3、电力系统的频率调整
电力系统负荷的变化引起系统频率的变动，而频率变动对系统中的用户会产生不利影响，所以必须保持频率在额定值50Hz±0.2Hz范围之内。对于负荷变化引起的系统频率的波动，系统采用“一次调整”、“二次调整”、“三次调整”进行调频。 （1）系统的频率特性
负荷的频率特性反映的是：系统负荷所消耗的有功功率与系统频率之间的关系。如图5-1所示，系统负荷所消耗的有功功率随着系统频率的增大而增大；如果系统频率降低，则负荷消耗的有功功率也降低。
发电机的频率特性反映的是：在调速器的作用下，发电机发出的有功功率与系统频率之间的关系。如图5-2所示，发电机发出的有功功率随着系统频率的增大而减小；如果系统频率降低，则发电机发出的有功功率反而增大。
PLPLNfn
（2）频率的一次调整
PGPGNffnf图5-1 负荷频率特性图5-2 发电机频率特性
针对第一种负荷变动所引起的频率偏移，由发电机组的调速器进行的频率调整称为频率的一次调整。频率的一次调整是在发电机的调速器和负荷自身调节特性的共同作用下完成的，只能做到有差调节。 （3）频率的二次调整
针对第二种负荷变动所引起的频率偏移，由发电机组的调频器进行的频率调整称为频率的二次调整。频率的二次调整是在发电机的调频器、调速器和负荷自身调节特性三者共同作用下完成的，能够达到无差调节。 （4）频率的三次调整
三次调整的名词不常用，它其实就是指：将第三种负荷变动按照最优化原则在各发电厂之间进行分配。
三、 例题分析
例 5-1: 两台发电机共同承担负荷，他们的耗量特性分别为：
40