浅谈对电力系统稳态的认识
通过本学期的学习,通过老师耐心详细的教导,我对电力系统及其稳态分析有大致的认识,总结起来,有以下几点
一 电力系统分析的概念和本专业的地位及其作用
1831年法拉第发现了电磁感应定律,再次基础上,很出现了原始交流发电机,直流发电机和直流电动机,由于输电电压低,输送的距离不可能元,疏松的距离也不可能大。
第一次高压输电出现于1882年,法国人M 。
德波列茨将位于弥斯巴赫煤矿的蒸汽机发出的电能输送到57KM 外的慕尼黑,并用于驱动水泵,这个输电系统虽然规模很小,却可以认为是世界上第一个电力系统,因为他包括电力系统的各个重要的组成部分,即发电,输电,用电设备。
生产的发展对输送功率和输送距离提出了进一步的要求,以至于直流输电已不能适应。
于是,1885年在制成变压器的基础上,实现了单相交流输电;1981年在制成三相变压器和三相异步电动机的基础上是,实现了三相交流输电,1891年在法兰克福进行的国际电工技术展览会上,在德国人奥斯卡。
冯。
米勒主持下展出了输电系统,奠定了近代输电的基础。
显然,这已是近代电力系统的雏形,它的建成标志了电力系统去的了重大突破!
嗣后,三相交流制的的优越性很快显示出来,使用三相交流制的发电厂很快迅速发展,而直流制不久便被淘汰,在稍后,汽轮发电机组又取代了以蒸汽机为原动机的发电机组,发电厂之间出现了并列运行,输电电压,输送距离和输送功率不断增大,更大规模的电力系统不断涌现。
仅仅数十年,在一些国家甚至涌现了全国性和跨国性的电力系统!
二电力系统中变压器参数的求法及数学模型的构建
电压器在电力系统的应用和发展中中起到了支撑作用,在电力系统中变压器的阻抗,和导纳是作为衡量变压器的主要参数,下面仅以双绕组变压器的模型为例介绍变压器的的参数的求法,(1)阻抗,求取变压器的电阻的方法和电机学课程中介绍的一样,Rt=PkU 2
n /1000S
2 n .其中公式中Rt-变压器高低绕组的总电阻,Pk-变压器的短路损耗(kw )
;Sn-变压器的额定容量(MV A );UN-变压器的额定电压(KV )
由于大容器的变压器的阻抗以电抗为主课近似认为变压器的短路电压百分值Uk%与变压器之间的电抗有如下的关系X t ≈Uk%U 2
n /100Sn ,式中Xt-变压器高低绕组的总电抗,Sn-
变压器的额定容量(MV A );UN-变压器的额定电压(KV )。
(2)导纳 变压器的励磁支路有两种表达方式,即以阻抗表示和以导纳表示,变压器励磁支路以导纳表示时Gt=P
o /1000U 2 N 式中Gt-变压器的电导
(S );P O –变压器的空载损耗()kw ;U
N -变压器的额定电压(kv );B T =I O %S N /100U 2 N 式中B T -变压器的电纳(s )
;I O -变压器的空载电流百分值;Sn-变压器的额定容量(MV A );UN-变压器的额定电压(KV )
求得变压器的阻抗,导纳之后,即可作为变压器的等值电路,变压器的等值电路有两种,即∫形等值电路和T 形等值电路,从而就可以构建出数学模型!
三电力系统中电力线路的的参数求法及数学模型的构建
电力线路的参数对线路中阻抗,和导纳的求解,下面就以有色金属导线单相架空线路
的求解为例介绍阻抗和导纳的求法X
1=2∏f(4.6l g D m /r+0.5u r )x10-4 0式中X1-导线长度的电
抗;r-导线的半径;ur-导线材料的相对导磁系数,f-交流电的频率,Dm-几何均距;电力线路的导纳的求法;b1=7.58x10-6
0/(㏒D ab /r)式中b1为电纳,D ab 为a 线时b 线的绝对电位;
电力线路的数学模型:在电力系统稳态分析中的电力线路的数学模型就是以电阻,电抗,电纳,电导表示的他们的等值电路,这大大简化了对电力系统电力线路的复杂分析!
四电力系统中负荷特性的数学模型的构建
电力系统的总负荷就是系统中千万个用电设备消耗功率的综合,将工业,农业,邮单,交通,市政,商业以及城乡居民所消耗的功率相加就可得所谓的电力系统的综合用电负荷,综合用电负荷加网络中消耗的功率就是系统中各发电厂应供应的功率,因而称电力系统的供电负荷。
供电负荷再加各发电厂本身消耗的功率-厂用电,就是系统中各发电机应发的功率,称电力系统的发电负荷!,电力系统中的的负荷特性可以用负荷曲线形象的表现出来,负荷曲线反映了某一时间段内负荷随时间而变化的规律!在电力系统稳态分析中,负荷的数学模型最简单,就是以给定的有功功率和无功功率表示,从而架构负荷特性的数学模型!建立了电力系统中各元件的数学模型,就可以根据他们的连接方式或拓扑关系,建立电力网络乃至电力系统的数学模型。
五辐射性网络和环形网络潮流分布的计算思想
对于辐射性网络的计算原则上可以采用节点电压法,回路电流法等列出方程组,联立求解,但实践中,计算电力系统潮流分布时,已知的既不是电流也不是电压,而是功率-各节点注入的功率,这样只能用迭代法求解,,然而大部分的潮流分布都采用逐段推算都是将所有参数和变量归算至同一级电压等级后进行的,不难见到,这种反复推算,逐步逼近,其实已属迭代解算的范畴,在实践中,经过一次往返就可获得足够精确地结果,这种计算步骤适用于任意的辐射性网络。
环形网络中的潮流分布,应该先分别讨论网络中的功率分布,环网中的简化等值电路已相当复杂,需将其进一步简化,所谓进一步简化,即在全网电压都为额定电压的假设下计算各变电所的运算负荷和发电厂的规律运算,并将他们接在相应的节点上面,这时等值电路中就不再包含各变压器的阻抗支路和母线上并联的导纳支路,对于有些等值电路,原则上也可以采用节点电压法,回路交流法求解。
但是对于有些等值电路,仍无法避免迭代求解附属方程式。
六电力系统中有功功率的平衡问题
讨论电力系统中有功功率的平衡必须讨论讨论有功功率电源和备用容量,电力系统中的有功功率电源是各类发电厂发电机,但并非系统中的电源容量始终等于所有发电机电源容量之和,显然系统电源容量应不小于包括网络损耗和厂用电在内的系统发电综合负荷,而且为保证可靠供电和良好的电能质量,应大于系统发电负荷。
为了使国民生产中的电能供应供需合理,应注意电力系统中有功功率的最优分配,即有功功率电源的最优组合和有功功率负荷的最优分配,这牵涉到各个电厂之间的发电,线路中传输的稳定等等,只有做到有功功率的平衡,才能做到国民用电中的稳定和安全!
以上就是对本专业课的大致认识,通过对本专业的学习,深刻认识到本专业师是强电专业的主干学科,关系到国民用电的电能生产,输送,消费,本专业知识可用于保证可靠的持续供电,保证良好的电能质量,大大提高供电的可靠性,合理的调配用电,合理利用的系统中各种类型的电厂,从而提高运行的经济型。
鉴于此,电力系统及其稳态分析无疑在强电领域占有举足轻重的地位,所以我一定会深化课程理论,熟练掌握各种知识!。