第一篇：电力局系统范文
电力系统短路计算电力系统分析课程设计
课
程
设
计(论文)
课程名称
电力系统分析
题目名称
电力系统短路计算
学生学部(系)
机械电气学部电气工程系
专业班级
电气工程及其自动化班
学
号
学生姓名
指导教师
2012年X
月X日
课程设计(论文)任务书
题目名称
电力系统短路计算
学生学部(系)
机械电气学部电气工程系
专业班级
电气工程及其自动化班
姓
名
学
号
一、课程设计（论文）的内容
1、掌握比较复杂的电网进行电力系统三相短路起始次暂态电流的计算，短路后指定时刻短路电流周期分量的计算。
2、给短路点处赋予平均额定电压及基准容量，求解等值网络数值并根据电力系统网络画出等值网络。
3、不对称短路时短路点故障相电流和非故障相电压的计算。
4、对称和不对称短路后任意支路故障电流和节点电压的计算。
5、书写课程设计说明书(电子版)，并打印纸质版上交。
二、课程设计（论文）的要求与数据
二、课程设计（论文）应完成的工作
1、按照规范的格式，独立完成课程设计说明书的撰写;
2、完成电力系统三相短路电流、对称短路电流、不对称短路电流的计算三相短路起始次暂态电流的计算，短路后指定时刻短路电流周期分量的计算。
3、完成计算的手算过程
4、运用计算机的计法。
四、课程设计（论文）进程安排
序号
设计(论文)各阶段内容
地点
起止日期
1
资料收集，完成电力系统三相短路电流计算
图书馆
2012.5.25-6.1
2
电力系统不对称短路电流计算
图书馆
6.2-6.3
3
课程设计说明书撰写
C8-323
6.12-6.18
4
课程设计上交
1-110
五、应收集的资料及主要参考文献
[1]
科技创新报导[J].武昌:华中科技大学出版社,2010年第9期
[2]
何仰赞.电力系统分析题解[M].武汉:华中科技大学出版社2008.7
[3]
蒋春敏.电力系统结构与分析计算[M].北京:中国水利水电出版社,2011.2
[4]
戈东方.电力工程电气设计手册[M].北京:中国电力出版社,1998.12
[5]
李梅兰、卢文鹏.
电力系统分析
[M]
北京:中国电力出版社,2010.12.
发出任务书日期：
2012
年
X
月
X
日
指导教师签名：
计划完成日期：
2012
年
X
月
X
日
教学单位责任人签章：
电力系统发生三相短路故障造成的危害性是最大的。作为电力系统三大计算之一，分析与计算三相短路故障的参数更为重要。设计示例是通过两种不同的方法进行分析与计算三相短路故障的各参数，进一步提高短路故障分析与计算的精度和速度，为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择、继电保护等提供重要依据。
一、基础资料
1.电力系统简单结构图
电力系统简单结构图如图1所示。
2.电力系统参数
如图1所示的系统中K(3)点发生三相短路故障，分析与计算产生最大可能的故障电流和功率。
(1)发电机参数如下：
发电机G1：额定的有功功率110MW，额定电压=10.5kV;次暂态电抗标幺值=0.264，功率因数=0.85。
发电机G2：火电厂共两台机组，每台机组参数为额定的有功功率25MW;额定电压UN=10.5kV;次暂态电抗标幺值=0.130;额定功率因数=0.80。
(2)变压器铭牌参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。
变压器T1：型号SF7-10/110-59-16.5-10.5-1.0，变压器额定容量10MV·A，一次电压110kV，短路损耗59kW，空载损耗16.5kW，阻抗电压百分值UK%=10.5，空载电流百分值I0%=1.0。
变压器T2：型号SFL7-31.5/110-148-38.5-10.5-0.8，变压器额定容量31.5MV·A，一次电压110kV，短路损耗148kW，空载损耗38.5kW，阻抗电压百分值UK%=10.5，空载电流百分值I0%=0.8。
变压器T3：型号SFL7-16/110-86-23.5-10.5-0.9，变压器额定容量16MV·A，一次电压110kV，短路损耗86kW，空载损耗23.5kW，阻抗电压百分值UK%=10.5，空载电流百分值I0%=0.9。
(3)线路参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。
线路1：钢芯铝绞线LGJ-120，截面积120㎜2，长度为100㎞，每条线路单位长度的正序电抗X0(1)=0.408Ω/㎞;每条线路单位长度的对地电容b0(1)=2.79×10﹣6S/㎞。
对下标的说明
X0(1)=X单位长度(正序);X0(2)=X单位长度(负序)。
线路2：钢芯铝绞线LGJ-150，截面积150㎜2，长度为100㎞，每条线路单位长度的正序电抗X0(1)=0.401Ω/㎞;每条线路单位长度的对地电容b0(1)=2.85×10﹣6S/㎞。
线路3：钢芯铝绞线LGJ-185，截面积185㎜2，长度为100㎞，每条线路单位长度的正序电抗X0(1)=0.394Ω/㎞;每条线路单位长度的对地电容b0(1)=2.90×10﹣6S/㎞。
(4)负载L：容量为8+j6(MV·A)，负载的电抗标幺值为;电动机为2MW，起动系数为6.5，额定功率因数为0.86。
3.参数数据
设基准容量SB=100MV·A;基准电压UB=UavkV。
(1)SB的选取是为了计算元件参数标幺值计算方便，取SB-100MV·A，可任意设值但必须唯一值进行分析与计算。
(2)UB的选取是根据所设计的题目可知系统电压有110kV、6kV、10kV，而平均额定电压分别为115、6.3、10.5kV。平均电压Uav与线路额定电压相差5%的原则，故取UB=Uav。
(3)为次暂态短路电流有效值，短路电流周期分量的时间t等于初值(零)时的有效值。满足产生最大短路电流的三个条件下的最大次暂态短路电流作为计算依据。
(4)为冲击电流，即为短路电流的最大瞬时值(满足产生最大短路电流的三个条件及时间=0.01s)。一般取冲击电流=××=2.55。
(5)为短路电流冲击系数，主要取决于电路衰减时间常数和短路故障的时刻。其范围为1≤≤2，高压网络一般冲击系数=1.8。
二、电抗标幺值定义
(1)发电机电抗标幺值
公式①
式中
——发电机电抗百分数，由发电机铭牌参数的;
——已设定的基准容量(基值功率)，;
——发电机的额定有功功率，MW
——发电机额定有功功率因数。
(2)负载电抗标幺值
公式②
式中
U——元件所在网络的电压标幺值;
——负载容量标幺值;
——负载无功功率标幺值。
(3)变压器电抗标幺值
公式③
变压器中主要指电抗，因其电抗，即可忽略，由变压器电抗有名值推出变压器电抗标幺值为
公式④
式中
%——变压器阻抗电压百分数;
——基准容量，MVA
、——变压器铭牌参数给定额定容量，MVA、额定电压，kV;
——基准电压取平均电压，kV。
(4)线路电抗标幺值
公式⑤
式中
——线路单位长度电抗;
——线路长度，km;
——基准容量，MVA;
——输电线路额定平均电压，基准电压，kV。
输电线路的等值电路中有四个参数，一般电抗，故0。由于不做特殊说明，故电导、电纳一般不计，故而只求电抗标幺值。
(5)电动机电抗标幺值(近似值)
cos
公式⑥
式中
——设定的基准容量，MVA;
——电动机额定的有功功率，MW;
cos——电动机额定有功功率因数。
三、短路次暂态电流（功率）标幺值计算
(1)短路次暂态电流标幺值()
(取)
(kA)
公式⑦基准容量;基准电压(kV)。
(2)冲击电流()的计算
(kA)
公式⑧
(3)短路容量的计算
()
公式⑨
四、各元件电抗标幺值
1.电力系统等值电路如图2
2.各元件电抗标幺值的计算
设基准容量;
基准电压。
(1)发电机电抗标幺值由公式①得
;
(2)变压器电抗值标幺值由公式③得
;;
(3)线路电抗标幺值由公式④得
;;
(4)负载电抗标幺值由公式②得
(5)电动机电抗标幺值由公式⑥得
3.等值简化电路图
(1)
等值电路简化过程如图2和图3所示。
(2)
考虑电动机的影响后，短路点的等值电抗为
五、三相短路电流及短路功率
短路次暂态电流标幺值
短路次暂态电流有名值
冲击电流
短路功率
六、Y矩阵形成于计算
计算机编程计算中，考虑了对地电容标幺值和变压器实际变比标幺值。
(1)
导纳矩阵等值电路如图4所示，节点数为⑥，电抗标幺值参考图2。
(2)导纳计算公式为：
公式⑩
式中
(3)变压器变比的定义
式中
变压器变比标幺值
(4)Y矩阵的形成。
对地电纳
Y=
短路点的电抗标幺值为
短路点次暂态短路电流为
短路点次暂态短路电流有名值为(kA)
短路点冲击电流为(kA)
短路点短路功率为(MVA)
两种算法的次暂态短路电流比较误差为ΔI=10.08-9.22=0.86(kA)
七、结论
1.解析法
短路点的电抗标幺值为
短路点的次暂态短路电流为
2.Y矩阵
短路点的电抗标幺值为
短路点的导纳标幺值为
短路点的次暂态短路电流为
3.优缺点
(1)解析法误差大，每一短路处需要逐一分析与计算。
(2)Y矩阵计算时考虑对地电容，变压器实际变比，则误差小;Y矩阵对角元素将各节点的等值短路电抗(阻抗)均求出;使分析其他点的短路故障提供了更容易更直观的参数值;Y矩阵程序通用性强等特点。
(3)两种分析与计算三相短路故障的各参数结果如图5
心
得
体
会
通过这次课程设计,我发现自己有很多不足的地方,如基础知识掌握不牢固,很多知识点都忘记了,计算速度慢及准确性低,分析问题能力不够全面等等。同时，在设计的过程中遇到很多问题，如怎样使用WORD的工具,计算公式输入，画图等。明白了有些东西看起来很简单，但一旦做起来却需要很多心思，要注意到很多细节问题。要做到能好好理解课本的内容，一定要认认真真做一次计算。因此，完成课程设计使我对课本的内容加深了理解。总体来说，这次的课程设计不单在专业基础方面反映了我的学习还要加倍努力，还在对一些软件的应用需要加强。
由于一开始找的网络是开路的，列不出导纳矩阵，所以再找了一个环形网络作补充。但对C语言编程的计算机计法有待探究，只是基本上明白程序过程，还不能明白的彻底。随着科技发展及计算机计法的方便，简单，我将认真学好这种方法，以便以后工作的需要。
总体而言，这次的课程设计对我们运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题、锻炼实践能力的考察，使我们更清楚地知道不足之出，从而提高我们。
学生签名：
2012年X
月
X
日
教
师
评
语
年
月
日
成
绩
及
签
名
指导教师签名：
年
月
日
第二篇：电力系统电压稳定性--现代电力系统分析课程报告
电力系统电压稳定性
现代电力系统分析课程结束后，我对于与本课程相关的电力系统电压稳定性较感兴趣，因而在本课程的报告中将围绕这方面的内容作相应论述。本报告中主要论述电力系统电压稳定性的研究背景，定义、分类，分析方法这几方面的内容。
1. 电压稳定性的研究背景
自20世纪20年代开始电力工作者就已经认识到电力系统稳定问题的重要性，并将其作为系统安全运行的重要方面进行研究。近几十年来，世界各地发生了多起由于电力系统失稳导致的电力系统大面积停电事故，这些事故造成了巨大的经济损失和严重的社会影响，同时也反映出当前电力系统稳定性的研究不能满足实际需要的严酷事实。电力系统电压稳定性的研究在整个电力系统稳定性的研究中是发展较慢的一个分支。上世纪40年代，苏联学者马尔柯维奇等人最早注意到电压稳定问题，并提出了电压稳定判据，但直到七十年代末至八十年代初，这个问题才开始作为一个专门的课题进行研究。其原因是当时世界上一些大的电网相继发生了以电压崩溃为特征的电网瓦解重大事故，包括1978年法国电网事故、1983年瑞典电网事故、1987年东京停电事故及1996年美国西部电网的大停电等。电力系统电压稳定性涉及到发电、输电以及配电在内的整个电力系统。在90年代以前，电压稳定的研究主要集中在静态电压稳定方面，随着对电压失稳问题研究的深入，人们逐步认识到电压稳定问题的实质是一个动态问题，它与电力系统稳态以及系统中各元件的动态特性等都有密切的关系。电压控制、无功补偿与管理、功角(同步)稳定、继电保护和控制中心操作等都将对电力系统的电压稳定性有直接的影响。
电力系统特别是现代电力系统的电压稳定性是一个相当复杂的问题，迄今为止，电压稳定性问题从概念到分析方法、从失稳机理解释到相关模型建立还处于发展阶段，各个研究者只是从不同的侧面对电压稳定的定义和分类、分析方法等进行了不同程度的研究。下面将对电力系统电压稳定的定义、分类和分析方法作简要阐述。 2. 电压稳定性的定义和分类
电力系统稳定是一个统一的整体，其稳定性问题当然也应该是一个整体的概念，即从稳定性的观点看，运行中的电力系统只有两种状态，稳定或不稳定，但依据系统的失稳特性、扰动大小和时间框架的不同，系统的失稳可能表现为多种不同的形式。为识别导致电力系统失稳的主要诱因，以便对特定的问题进行合理的简化以及采用恰当的数学模型和计算分析方法，从而安排合理的运行方式和采取有效的控制策略，以提高系统的安全运行水平、规划和优化电网结构，研究人员通常都将电力系统稳定细分为功角稳定、频率稳定和电压稳定等不同的类型。电力系统电压稳定的定义及分类是电力系统稳定性研究中的基础问题，清晰理解不同类型的稳定问题以及它们之间的相互关系对于电压稳定性的研究以及电力系统安全规划和运行非常必要。
电力系统的两大国际组织：国际电气与电子工程师学会电气工程分会(Institute of Electrical and Electronic Engineers，Power Engineering Society，IEEE PES)和国际大电网会议(Conseil International des Grands RéseauxElectriques，CIGRE)，曾分别给出过电力系统稳定性的定义，然而，随着电力系统的发展及电网规模的扩大，电力系统失稳的性态更加复杂。暂态稳定曾是早期电力系统稳定的主要问题，随着电网互联的发展、新技术和新控制手段的不断应用以及运行负荷水平越来越重，电压失稳、频率失稳和振荡失稳成为电力系统失稳的更常见现象。IEEE PES和CIGRE以前给出的定义已不完全准确，其分类也难以完全包含现在所有实际发生的电力系统失稳现象。深入理解电力系统不同稳定类型的定义、区分不同类型稳定性之间的相互关系以及理清国内外定义的区别和联系具有非常重要的意义。
2.1 电压稳定性的定义
电压稳定性的研究工作虽然己经持续了很多年，但对于电压稳定的确切定义，目前在国际学术界还没有一个统一的认识，下面就给出几种有影响力的定义。
Charles Concordia将电压稳定定义为：电力系统在合适的无功支持下维持负荷点电压在规定范围内的能力。它使得负荷导纳增加时，负荷功率也增加，功率和电压都是可控的。电压不稳定表示为负荷导纳增加时，负荷电压降低很多以致负荷功率降低或至少不增。 C.W Taylor将电压失稳定义为：电压稳定的丧失，导致电压逐步衰减的过程。而电压崩溃则为：故障或扰动后的节点电压值已超出了可按受的范围。
P. Kunder给出的电压稳定性定义为：电力系统在正常运行或经受扰动后维持所有节点电压为可接受值的能力。电压失稳指：扰动引起的持续且不可控制的电压下降过程。电压崩溃则是指：伴随着电压失稳的一系列事件导致系统的部分电压低到不可接受的过程。
CIGRETF38.02.10在1993年的报告中指出：电压稳定性是整个电力系统稳定性的一个子集。一个电力系统在给定运行状态下是小扰动电压稳定的，只要任何小扰动之后，负荷附近的电压等于或接近于扰动前的值。一个电力系统在给定运行下遭受一个扰动后是电压稳定的，只要扰动后负荷附近的电压达到扰动后的一个稳定的平衡点值。而电压崩溃是由电压不稳定(也可能是角度不稳定)导致系统的相当大一部分负荷点电压很低的系统失稳过程。一个电力系统在给定的运行状态下，遭受一个给定的扰动而经受电压崩溃，只要扰动后负荷点附近的电压低于可接受的限制值。
根据我国《电力系统安全稳定导则》(DL 755-2001)给出的定义，电压稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后，系统电压能够保持或恢复到允许的范围内，不发生电压崩溃的能力。
从以上几种定义，可以发现一些共性的东西，电压稳定性实际上是电力系统中的电能量在传输中保持平衡的一种反映，电压稳定性在很大程度上体现了系统运行的可靠性，同时，在电力市场条件下，电压稳定性也是表征电能这一商品质量好坏的一个主要指标之一，而且，电压稳定性与电力系统的各个子系统的运行中状态都有紧密的关系，电力系统的任何子系统出现故障都可能导致电压稳定性的改变，换句话说，电压稳定性是判断整个电力系统是否正常、安全运行的一个重要指标。
2.2 电压稳定性的分类
文献中可以见到的与电压稳定有关的术语主要有：静态电压稳定;暂态电压稳定;动态电压稳定;中长期电压稳定等，对它们的含义和所包含的范围，至今还没有一个统一的定义。关于电压稳定/失稳的分类，目前主要根据研究时间范畴、扰动大小和分析方法的不同对电压稳定/失稳进行相关分类。 根据研究的时间范畴，将电压稳定分为暂态电压稳定、中期电压稳定和长期电压稳定：暂态电压稳定的时间范围为0-105，主要研究感应电动机和HVDC的快速负荷恢复特性引起的电压失稳，特别是短路后电动机由于加速引起的失稳或由于网络弱联系引起的异步机失步的电压失稳问题。中期电压稳定(又称扰动后或暂态后电压稳定)的时间范畴为1-5min，包括OLTC、电压调节器及发电机最大电流限制的作用。长期电压稳定的时间范畴为20-30min，其主要相关的因素为输电线过负荷时间极限、负荷恢复特性的作用、各种控制措施(如：甩负荷)等。
根据扰动大小的不同，参照功角稳定分类，P. Kunder和C.W Taylor将电压稳定分为小扰动电压稳定和大扰动电压稳定。小扰动电压稳定性指小扰动(如负荷的缓慢变化、传输线参数发生小的变化)之后系统控制电压的能力。小扰动电压稳定性可以用静态方法(在给定运行点系统动态方程线性化的方法)进行有效的研究。大扰动电压稳定性关心的是大扰动(如系统故障、失去负荷、失去发电机等)之后系统控制电压的能力。确定这种稳定形式需要检验一个充分长的时间周期内系统的动态行为，以便能捕捉到发电机磁场电流限制器等设备的相互作用。大扰动电压稳定性可以用包含合适模型的非线性时域仿真来研究。
根据研究的方法不同，有些学者将电压稳定向题分为三类，即静态电压失稳、动态电压失稳和暂态电压失稳。
静态电压失稳是指负荷的缓慢增加导致负荷端母线电压缓慢地下降，在达到电力系统承受负荷增加能力的临界值时导致的电压失稳，在电压突然下降之前的整个过程中发电机转子角度及母线电压相角并未发生明显的变化。
动态电压失稳是指系统发生故障后，为保证其功角暂态稳定及维持系统频率，除进行了网络操作外，也可能进行切机、切负荷等操作，由于系统结构变很脆弱或全系统(或局部)由于支持负荷的能力变弱，缓慢的负荷恢复过程导致的电压失稳。
暂态电压稳定问题是指电力系统发生故障或其他类型的大扰动后，伴随系统处理事故的过程中发电机之间的相对摇摆，某些负荷母线电压发生不可逆转的突然下降的失稳过程，而此时系统发电机间的相对摇摆可能并未超出使电力系统角度失稳的程度。 另外，还有学者给出了电压稳定性的参考分类方法。他将电压稳定问题分为如下四类：(1)动态稳定：系统用线性微分方程描述，计及元件动态及调节器的动态作用，判别系统在小扰动下的电压稳定性。(2)静态稳定：对动态系统作进一步简化，即假定发电机在理想的调节下(如励磁调节器的作用，用暂态电势后的不变电势表示)，负荷用静态电压特性表示，从而使系统可以用代数方程描述时，判断系统在平衡点处的电压稳定性。研究系统静态电压稳定的主要作用是确定系统正常运行和事故后运行方式下的电压静稳定储备情况。(3)暂态稳定：系统用非线性微分方程描述，计及元件的动态特性及调节器的动态作用，暂态稳定可以用来判别系统在大扰动下的电压稳定性。(4)电压崩溃：系统在遭受扰动(大干扰或小扰动)作用下，系统内无功功率平衡状态遭到破坏，依靠调节器和控制器的作用，仍不能使的功率平衡得到恢复，从而导致局部或者整个系统中各节点电压急剧下降的物理过程。
CIGRE 38研究委员会和IEEE电力系统动态行为委员会联合组成的工作组在2004年5月完成了一份报告中对电力系统稳定性进行了重新定义和分类。根据电力系统失稳的物理特性、受扰动的大小以及研究稳定问题必须考虑的设备、过程和时间框架，这份研究报告将电力系统稳定分为功角稳定、电压稳定和频率稳定三大类以及众多子类，所给出的电力系统稳定性分类框架如图1所示。
图1 电压稳定性分类
2.3 对电压稳定性定义和分类的评述
关于正确区分电压稳定和功角稳定问题，IEEE/CIGRE 给出的电力系统稳定性定和分类报告给出了如下的解释：功角稳定和电压稳定的区别并不是基于有功功率/功角和无功功率/电压幅值之间的弱耦合关系。事实上，对于重负荷状态下的电力系统，有功功率/功角和无功功率/电压幅值之间具有很强的耦合关系，功角稳定和电压稳定都受到扰动前有功和无功潮流的影响。区分这两种不同类别的稳定应当根据失稳发生时的系统主导变量类型来确定。
关于电力系统电压稳定性定义的理解一般没有太大的偏差。但对电压稳定分类的理解在学术界却存在较大的分歧，在北美的有关文献中，动态电压稳定的概念等同于小干扰电压稳定，指存在自动控制的情况下(特别是发电机励磁控制)的电压稳定性，以此与经典的没有励磁控制的静态稳定相区别;在欧洲的有关文献中，动态电压稳定常被用来指暂态电压稳定。结合我国的实际情况，作者以为“暂态电压稳定”在现有的文献中具有大扰动和短期限的确切语义，因而应当可以继续使用。在我国，电力行业标准DL 755-2001从数学计算方法和稳定预测的角度，将电压稳定分为静态电压稳定和大干扰电压稳定。对于大干扰电压稳定，既可以是由于快速动态负荷、HVDC 等引起的快速短期电压失稳，也可以是由慢动态设备如有载调压、恒温负荷和发电机励磁电流限制等引起的长过程电压失稳。因而，我国电力行业标准中关于大干扰电压稳定的分类IEEE/CIGRE的大干扰电压稳定分类是一致的。而我国电力行业标准中对于静态电压稳定的分类则与IEEE/CIGRE的小干扰电压稳定分类存在一定的差异。其实，人们对电压稳定分类认识的不统一，也从另一个侧面反应了对电压稳定性研究的不成熟性。
3. 电压稳定性的分析方法
电力系统电压稳定性的分析方法概括起来可以分为以下几类：静态电压稳定、动态电压稳定及时域仿真。
3.1 静态电压稳定分析方法
3.1.1 灵敏度分析法
灵敏度分析法是以潮流方程为基础，从定性物理概念出发，利用系统中某些变量间的关系，通过计算在某种扰动下系统变量对扰动量的灵敏度来判别系统的稳定性的一种分析方法。灵敏度方法将灵敏度系数定义为系统状态变量对控制变量的导数，灵敏度系数变大时，系统趋向于不稳定;在灵敏度系数趋于无穷大时，系统将发生电压崩溃。对于不同的研究对象，可采用不同的状态变量，如需要监视电压，则可以采用电压灵敏度系数判据。在使用灵敏度法时，一般将控制变量取为负荷的变化量，通常将电压崩溃点定义为负荷的极限点。在潮流计算的基础上，灵敏度分析法只需少量的额外计算，便能得到所需要的灵敏度指标信息。由于该方法物理概念明确，计算方便，易于实现，因而在静态电压稳定分析中得到了广泛的应用。灵敏度法常用来判断系统的电压稳定性、确定系统的薄弱母线及确定无功补偿装置的有效安装位置等。 3.1.2 潮流多解法
电力系统的潮流方程是一组二阶非线性方程，因而可能存在多个潮流解，理论上讲，对于一个N节点电力系统，系统的潮流方程组最多可能有 2n-1个解，并且这些解都是成对出现的。关于潮流多解数值计算的最初研究工作并不是始于电压稳定问题，而是产生于应用李雅普诺夫直接法判断功角暂态稳定性，直接法中一个重要的计算是确定与故障有关的临界不稳定平衡点的电力系统势能，因此除了正常条件下的潮流解外，还必须求出不稳定平衡点。通过电力系统潮流的多解性研究得出了许多有意义的结论，其中之一就是潮流方程解的个数随负荷水平的增加而成对减少，当系统的负荷增加到临近静态稳定极限时，潮流方程只存在两个解，这时潮流雅克比矩阵也接近于奇异，邻近的两个解关于奇异点对称，其中一个为正常高电压解，另一个为低电压解。进一步的研究表明，这两个潮流解对应的潮流雅克比矩阵行列式值的符号、电压无功控制灵敏度的符号、网络存储能量对频率变化灵敏度的符号正好相反，故而证明低电压解是不稳定解。当系统所能传送的功率到达极限时，这一对潮流解融合成一个解，此位置对应于PV曲线的鼻尖点，该处的潮流方程雅克比矩阵奇异，系统到达电压稳定极限状态。在重负荷情况下，如果某种干扰使系统由高电压解转移到低电压解，则电压失稳将会发生。该方法将潮流方程解的存在性与静态电压稳定性联系起来，通过研究潮流方程解的情况来判断系统的电压稳定性。在一定的假设条件下，用潮流多解法也能近似计算出最近的电压崩溃点。 3.1.3 最大功率法
最大功率法将电力网络向负荷母线输送功率的极限运行状态作为静态电压稳定的极限运行状态，这种方法认为，当负荷的需求超过电力网络的极限传输功率时，系统将失去电压稳定。最大功率法常将节点有功功率最大值、无功功率最大值、或总负荷量最大值作为系统的稳定性判据。实际上，这类方法就是基于PV或QV曲线定义电压稳定的方法，它们往往将电网中的某节点或母线作为研究对象，通过一系列潮流计算，确定其 PV 或 QV 特性曲线，并根据无功储备准则或电压储备准则，确定所需的无功功率，其最大功率对应于曲线的顶点。最大功率法在本质上与其他许多静态电压稳定分析方法是一致的。不同的研究人员采用不同的方法来计算最大功率点。 3.1.4 奇异值分解法
从物理概念上讲，电压稳定临界点是指系统到达最大功率传输的点，而从数学概念上讲，电压稳定临界点对应于系统潮流方程雅克比矩阵奇异的点。当系统的负荷接近其极限状态时，潮流雅可比矩阵接近奇异，因此，可以用潮流方程雅克比矩阵的最小奇异值反映雅可比矩阵奇异的程度，用作电压稳定性的衡量指标，反映当前工作状态接近临界状态的程度，并研究静态电压稳定问题。随着系统运行状态的变化，电压最易失稳模式可能随之改变，因此，必须计算出一定数目的最小特征值及其特征向量。特征值分析法就是通过计算降阶的潮流雅克比矩阵的少量最小特征值及特征向量来识别系统的电压稳定情况，进行优化调控，从而增强系统的电压稳定性的一种方法。特征值分析法、模式分析法以及奇异值分析法之间的关系比较密切，它们都是通过分析潮流方程雅克比矩阵，揭示某些系统特征、识别系统失稳模式，由于电压和无功的强相关性，这些方法往往可以通过分析降阶雅可比矩阵来突出重点。为了进一步发挥特征值分析法、奇异值分析法的作用，研究人员提出使用特征值和奇异值对系统变量的
一、二阶灵敏度的计算方法，这在电压稳定裕度的近似计算、故障选择等方面有较好的应用。 3.1.5 崩溃点法
崩溃点法也称为直接法，是一种较好的能直接计算电压稳定临界点的方法。该方法用非线性方程组描述电压稳定临界点的特性，并从数学上保证该方程组在临界点处可解，通过解方程组得到电压稳定极限值。使用崩溃点法的好处是可以得到与潮流方程雅克比矩阵零特征值对应的左右特征向量这一副产品。这些特征向量在识别电压稳定的薄弱位置和确定有效的控制行为，以避免电压崩溃是非常有用的。
上述几种方法都是静态电压稳定分析中较多采用的方法，其共同点是基于潮流方程或经过修改的潮流方程，在当前运行点处线性化后进行分析计算，本质上都把电力网络的潮流极限作为静态电压稳定的临界点，所不同之处在于所采用的求取临界点的方法以及使用极限运行状态下的不同特征作为电压崩溃的判据。
3.2 动态电压稳定分析方法
3.2.1 小扰动分析法
小扰动分析是电力系统稳定性分析的一般性方法，同样适用于电压稳定分析。小扰动电压稳定实际上是一种李雅普诺夫意义下的渐近稳定，它可以计及与电压稳定问题有关的各元件的动态，其实质在于将所考虑的动态元件的微分方程在运行点处线性化，通过分析状态方程特征矩阵的特征根来判断系统的稳定性和各元件的作用。许多文献在电压稳定研究中考虑了发电机及励磁系统、OLTC、无功补偿设备及负荷的动态。
3.2.2 非线性动力系统的分岔理论分析法
高阶电力系统的动态特性可以用与系统参数有关的非线性微分-代数方程组描述，如式(1)所示：
(1)
式中： f 代表系统，如发电机、励磁器、负荷和控制系统的动态特性;g为系统的潮流方程;X为系统的状态变量，如发电机电势、转子变量、励磁调节器变量等;Y为除状态变量以外的其他变量，如母线电压的大小和角度;参数p为系统参(系统拓扑结构、电感、电容、变比等参数)和操作参数(如负荷功率、发电量等)。
对于每一组确定的系统参数值p，系统的平衡点X*是式(2)的解。
*ìïf(X,Y,p)=0(2) í*ïîg(X,Y,p)=0系统在该平衡点的稳定性由式(1)在平衡点的展开式决定。
(3)
对于系统的结构性稳定问题，有三种分岔点，分别是：(1)鞍结分岔SNB：在这个分岔点上，两个平衡点重合然后消失，此时雅可比矩阵有一个零特征值。(2)Hopf分岔：在该分岔点上，雅可比矩阵的一对共轭复特征值穿过虚轴。(3)奇异诱导分岔SIB：在该分岔点上，gy奇异。 3.2.3 使用本地测量数据的分析法
前面所讨论的方法都是属于全电网集中控制的方法，需要获得系统中所有节点的数据。由于任何集中控制的方法都会遇到数据传输的可靠性问题，近年来，一些使用局部直接测量量进行电压稳定分析的方法也得到了较多重视。可以利用单个节点的本地测量数据(母线电压和负荷电流)进行电压稳定性分析，它将与该节点相连的外部系统进行戴维南等效，由多次测量得到的本地数据通过曲线拟合求出外部戴维南等效电路，通过比较节点电压与戴维南等效电源电压的大小来判别电压稳定性。在考虑恒功率负荷时，发生电压崩溃的条件为节点电压在戴维南等效电压方向上的投影为电源等效电压的一半;在采用ZIP负荷模型时，电压失稳的条件为PV曲线与负荷曲线相切。
电压稳定问题本质上是一个动态问题，系统中的发电机及其励磁控制系统、OLTC、无功补偿设备等元件和负荷的动态特性对电压稳定都有重要影响。因而只有计及了这些因素的动态电压稳定分析才能准确反映系统的电压稳定状况。采用小扰动分析法进行研究时，由于电压稳定问题考虑的时间范围很大，从几秒钟至几十分钟，几乎涉及电力系统中所有机电和动力设备的动态，这给完全意义下的小扰动分析造成了困难。由于电力系统本质上是非线性动力系统，随着非线性科学理论研究的进展，研究人员逐步把能分析非线性作用的新方法引入电压稳定研究中，如中心流形理论、分岔理论和混沌理论等，其中使用最多的是分岔理论。当前的研究一般局限于低维、简单模型系统和周期性小扰动，并引入了很多假设。分岔理论在电压稳定中的进一步应用有待更多研究人员的努力和非线性动力学理论的新突破。基于本地测量数据进行电压稳定分析的方法，间接考虑了元件的动态特性，同时这些方法足够简单因而可以方便地实际应用。不过它们的使用范围有限，只能用于单个节点或母线上，在实际应用中可作为集中控制方案的补充。
姓名：于炎娟 现代电力系统分析课程报告
学号：2015102070028
第三篇：电力系统
电力系统概况
通过大学生文化素质课程的学习，身为电气专业的大学生，我对电力系统又加深了理解。 通过学习及查阅资料，可以了解到，电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。由于电力系统在社会生活上的应用，我们可以利用电能用来照明，取暖，交通工具代步，带动机器运转……因此，电力系统与我们的生活生产活动密切相关。
在电能应用的初期，由小容量发电机单独向灯塔、轮船、电力系统车间等的照明供电系统，可看作是简单的住户式供电系统。白炽灯发明后，出现了中心电站式供电系统，如1882年T.A.托马斯·阿尔瓦·爱迪生在纽约主持建造的珍珠街电站。它装有6台直流发电机(总容量约670千瓦)，用110伏电压供1300盏电灯照明。19世纪90年代，三相交流输电系统研制成功，并很快取代了直流输电，成为电力系统大发展的里程碑。20世纪以后，人们普遍认识到扩大电力系统的规模可以在能源开发、工业布局、负荷调整、系统安全与经济运行等方面带来显著的社会经济效益。于是，电力系统的规模迅速增长。到1991年底，电力系统装机容量为14600万千瓦，年发电量为6750亿千瓦时，均居世界第四位。输电线路以220千伏、330千伏和500千伏为网络骨干，形成4个装机容量超过1500万千瓦的大区电力系统和9个超过百万千瓦的省电力系统，大区之间的联网工作也已开始。
电力系统的主体结构有电源(水电站、火电厂、核电站等发电厂)，变电所(升压变电所、负荷中心变电所等)，输电、配电线路和负荷中心。各电源点还互相联接以实现不同地区之间的电能交换和调节，从而提高供电的安全性和经济性。输电线路与变电所构成的网络通常称电力网络。电力系统的信息与控制系统由各种检测设备、通信设备、安全保护装置、自动控制装置以及监控自动化、调度自动化系统组成。电力系统的结构应保证在先进的技术装备和高经济效益的基础上，实现电能生产与消费的合理协调。根据电力系统中装机容量与用电负荷的大小，以及电源点与负荷中心的相对位置，电力系统常采用不同电压等级输电(如高压输电或超高压输电)，以求得最佳的技术经济效益。根据电流的特征，电力系统的输电方式还分为交流输电和直流输电。交流输电应用最广。直流输电是将交流发电机发出的电能经过整流后采用直流电传输。
电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。
至于电力系统内部的各项技术原理，限于知识水平有限，尚不能清楚地理解，这里不做讨论，只对电力系统的概况进行如上总结。
第四篇：电力营销系统
电力营销的自动化
作者：詹老四
摘要：伴随着我国经济的快速发展，以及社会电气化程度的提高，如何对电力项目进行有效的管理显得日益重要。随着电力销售的硬件环境已经初步成型，怎样构建良好的销售软件系统，已经成为每家电力公司增供扩销的重点。电力企业迫切地希望利用信息化管理技术促进电力销售服务水平的提高和规范营销管理服务模式。
关键词：营销;信息化;自动化
前言:建立“以市场为导向、以客户为中心”的营销机制，积极推进营销自动化、信息化系统建设，通过对购电、供电、售电等环节电能信息的实时采集、统计和分析，有效整合电能数据，搭建高效、实时、准确地“分层”数据链平台，实现线损“四分”管理、电量电费实时监控、可靠性分析及电能质量监测、负荷管理及预测、客户档案管理、服务监控管理、客户服务网站等功能，是提高营销业务工作的信息化水平，创建“全国优秀供电企业”的重要技术保障。
一.自动化需求
电力系统自动化就是通过应用具有自动检测和控制功能的设备装置，通过信号系统以及数据传输系统，实现对电力系统中各个元件、局部系统或全系统进行本地和异地的监视以及调控，在保证电力系统的安全经济运行同时，同时具有合格的电能质量的电力技术。电力营销自动化是电力系统自动化的重要组成部分。
二.关键技术
系统的名称和构成:电力营销管理信息系统，缩写为SG186系统。SG 是国家电网英文的简拼。“SG186系统”中的“1”，指的是一体化企业级信息集成平台。“SG186系统”中的“8”，就是按照国家电网企业级信息系统建设思路，依托公司企业信息集成平台，在公司总部和公司系统，建设财务(资金)管理、营销管理、安全生产管理、协同办公管理、人力资源管理、物资管理、项目管理、综合管理等八大业务应用。“SG186系统”中的“6”，是建立健全六个信息化保障体系，分别是：信息化安全防护体系、标准规范体系、管理调控体系、评价考核体系、技术研究体系和人才队伍体系。
1.SG186系统现状描述
在SG186系统规划中所有应用系统的建设模式和典型设计都是以应用自身为主，即为每一个应用单独建设服务器、存储等硬件设备各套系统的硬件之间缺少联系。 如果我们把所有应用系统的硬件单独抽取出来，就会发现数量之多，投资之大令人惊诧。所以，必须对硬件系统进行整合，以达到节约投资降低维护成本，简化管理难度的目的。在各类服务器整合、存储设备整合中，存储整合是起始阶段最容易实施的部分，也是见效最快的部分。因此，以存储整合为切入点，首先建立统一的集中式存储，并搭建与之相关的管理和维护体制，就显得非常重要。
通常，只有最重要的营销和财务系统具有备份软件和带库，其它系统没有备份软件和备
份介质。需要建立统一的灾难恢复系统，但是各套应用系统还没有提出明确的灾难恢复级别。在SG186个应用系统的建设中，硬件整合的工作也应该同步展开，针对存储设备整合是应该优先考虑的，我们认为，其中对于存储设备整合最为关键的几个原则如下：建立一个具有
弹性的IT架构“SG186”工程是结合各个公司的实际情况，统一规划、统一组织分步实施。各种应用系统共存，应该按照不同的业务模式，选择存储设备的连接方式和数据保护模式。存储设备的分区域、分级建设“SG186”工程是在国家电网公司严格的等级保护制度下开始实行的，存储设备也要符合硬件分区的制度。也就是按照内外网的建设要求，分别采购存储设备，建设内外网的存储平台。其中，外网的应用相对简单，只有邮件、招投标系统等存储设备。相比之下，内网的应用需求就复杂的多，大量业务系统存在着不同的应用要求，必须分别予以考虑。
2.数据库系统
数据库系统包括数据库系统和数据库管理系统，该系统引进了数据库技术，还包括了计算机系统在内的整个系统。数据库服务器系统,数据库服务器系统主要由数据库服务器(硬件)、数据库管理系统(系统软件)组成。
3.调度自动化系统
调度自动化系统应用具备电力系统、高级可视调度等功能。电量、电流、负荷等信息可以有调度自动化系统调控。
4.用电现场服务与管理系统
用电现场服务与管理系统通过建设地级的电力负荷管理系统来对用电大户的负荷进行监测。
5.客户服务技术支持系统
客户服务技术支持系统是使用数据大集中模式，其中包含电力营销管理信息系统、电力呼叫中心系统和营销服务网站三个系统，功能覆盖：电费、检查、计量等模块。
6.电能量采集系统
电能量采集系统就是采集各表的电量数据的系统。通过电量销售日报表数据，可以帮助市场营销部门随时监控每一天的供售电进度，每天各类别的用电情况以及用电是否正常，及时发现销售异常势头，跟进弱势区域、弱势类别。
7.营销辅助决策管理系统
营销辅助决策管理系统采用线性规划方法对数据进行了进行统计以及分析。能够准去实时的对数据进行分析，有利于营销自动化的实施。
8.低压载波集抄系统
低压载波集抄系统由采集集中器对低压用户表上数据进行抄收，然后反馈到总系统上。
三.用电营销自动化发展建议
1.转变观念，敢于创新。市场如赛场，要懂得适者生存。缺乏创新意识是难以占有市场应有份额的。因此，要努力转变观念，打破旧的用电营销思维方式和旧的用电营销观念，用市场经济的原则规划企业的管理行为，重新审时度势并且确定市场在用电营销的系统经营活动中的地位。
2.成立职工教育培训系统，培养高素质的经营的管理人才，多培养高水平的专业技术人才和高技能操作能手，逐渐实现人才资源由数量型向素质型的转变;建立自主培养和引进相互结合，市场配置与组织配置相互结合的人才培训机制。
3.要形成完整的用工制度，大胆选用人才，依照“公平竞争，能适其职，能上能下，合理流动，有效激励，严格管理”的原则，落实用人单位的自主权力，增强企业自身的吸纳人才的主体地位，完善用工制度。
参考文献
[1] 胡键.电力市场营销管理:中国电力出版社 .2008 年 1 月.第 14 页
[2] 韦群，熊璋，赵芳.软件体系结构开发方法及其应用[J] 计算机工程与设计.2003 年.
第五篇：电力应急指挥系统
电力应急指挥系统的作用
2014年8月3日16时30分在云南省昭通市鲁甸县(北纬27.1度，东经103.3度)发生6.5级地震，震源深度12千米。地震未对当地通信造成严重影响，震区通信网络运行正常，未出现本地网和县、乡镇级通信全阻。这其中电力应急指挥系统发挥重要作用。以下重点介绍电力应急指挥系统的作用。
用途：根据临时施工现场的视频监控和指挥、发生重大自然灾害、输电线路出现紧急情况都需要一种灵活多变的监控指挥系统。
解决问题：使用电力应急指挥系统专门针对指挥人员来不及到达现场，却可以异地迅速实现监控、分析、决策和指挥现场的情况;或者是在指挥点利用3G无线网络功能实时联系和沟通，实现一片区域的抢险救灾的指挥工作，以赢得更多时间来保障人们的生命财产安全。
提供的服务：可为用户提供包括语音、视频以及数据的采集、处理、储存、传输等功能的一种全新的3G移动视频指挥和管理平台。能实现在救援指挥中心对突发事件现场的快速、实时处理和指挥，而且就像指挥人在现场一样;充分体现了本系统不受时间、地点、空间限制的优点。
原理简介
电力应急指挥系统通过对现场视频进行编码和压缩，然后经过3G无线网络把数据上传至网络后台,应急指挥中心就可以在网络上监视和通话。应急指挥中心人员可在网络上对现场摄像机进行全方位的无线云控制，还可直接和现场进行双向语音通话。
性能特点
1、将中心管理服务器和中心认证服务器等系统核心设备也配置在应急指挥中心，以实现统一的设备管理，并负责系统部分数据的集中存储、管理，保障信息安全。
2、具有灵活的供电解决方案。既可以采用太阳能和锂电池组合供电方式，也可以使用220V电源充电。
3、通过3G无线网络将视频传到监控中心服务器，后台可以通过电脑PC机、平板电脑、手机查看图像。
4、电源是聚合物锂铁电池，具有稳定的充放电过压，过流保护。
5、伸缩杆三节，可伸缩。
6、客户端监控软件采用人性化用户界面，可支持多站点登录、连接;能同时支持16个在线站点。
7、具有360度旋转的智能云台摄像机;可通过电脑PC机上下左右旋转、拉近推远，
1调节摄像机。
8、前端具有大容量SD卡(16G)循环存储。
9、可组织最高级别的视频会议，视频会议系统无缝连接等工作。
技术参数
案例
3G视频综合调度指挥管理系统软件界面图示
结语
如今无线网络的快速发展，正在改变人们的生活，其不受时间和空间的影响的特点使很多艰难的甚至无法实现的指挥管理工作得以实现，无线网络还具有即时双向传输的特点，
电力应急指挥管理系统的投入使用能使指挥和管理得到快速反应，有效而及时地应对紧急事件。