电力系统分析——电力系统概述

文章参考：电力系统分析 - 清华大学 - 孙宏斌

一、基本引入

1-什么是电力系统？

电力系统：完成电能生产、输送、分配、消费的统一整医药代表工作总结体。通常由发电两个路由器怎么连接机、变压器、电力线路和负荷等电力设备组成的三相交流系统。

2-电力系统的结构是什么？

电力福州旅游系统由一次系统（高电压），二次系统（低电压）：保证一次系统安全/可靠/经济运行的信息系统及其操作机构，组成。

3-一次系统如何组成？

发电机：电能生产，一次能源转换成二次能源(电能)，火/水/核/风/太阳/地热等。

电力网络（输配电系统）：电能输送和分配，包括：输电网（输电系统）和配电网（配电系统）电池修复仪。

负荷（用户）：电能消费，将电能转换成其他形式能量，电动机/照明/电炉等。

4-东方玛雅电力系统通常如何表示？

单线图，用单线表示电力系统设备之间的联系。

5-电力系统为什么要互相连接？

减少总装机容量（错峰效应），减少备用容量（同时故障和检修概率小），提高供电可靠性、电能质量（故障和异常时相互支援），合理利用动力资源，可经济运行（水、小火电、经济分配）。

但同时，互联也提高了运行和自动化的难度。

6-电力网络有哪些接线方式？

开式接线，一般用于配电网络。

闭式接线，一般用山西财经大学吧去输电网络。

7-电力网络为什么要采取高压输电线？高压能量容量大 S=UI ，高压可以保证用户端有足够的电压 \Delta U=IR ，高压可以减少传输损耗 P_{lost}=I^2R 。

考虑绝缘，发电机电压 10车载多媒体-30kV ，变压器升压到 110-750kV 。

8-为何要确定额定电压?

标准化：避免电压等级数量的无限制扩大，导致互联困难。

最佳气压查询的技术经济性能：电力设备需要在额定电压下进行优化设计、制造和使用。

9-如何确定额定电压?(电压分布:±5%)？

考虑到线路的损耗，以及漏抗。(不知道漏抗的可以参考：和你一起学电机33:变压器的漏阻抗_哔哩哔哩_bilibili)

假设1：电压会在线路以上损耗 10 \% ，因此约定在线路起始处的输入电压因该是线路额定电压的 1.05 倍。太高的输入电压会导致线路不绝缘，太低的输入电压导致末端电压不足。

举例：上图下部直接连接发电机的输入电压为 1.05U_N 。

假设2：因为比变压器漏抗的存在，约定变压器的二次侧电压为线路额定美国恐怖片大全电压的1.05 倍，在考虑的假设1的损耗，所以变压器的二次侧电压为应为线路额定电压的 1.1 倍。通常升压变压器漏抗较大，对二次侧我们考虑乘上 1.1 。降压变压器漏抗较小，对二次侧我们只乘上 1.05 。

一些确定原则：

线路（电网）额定电压 = 用电设备额定电压

发电机额定电压 = 1.05 倍线路额定电压

升压变压器额定电压：

一次侧 = 发电机额定电压(与发电机相联线路1.05 倍）= 线路额定电压(若佛珠颗数与线路相联）

二次侧 = 1.1 倍线路额定电压

降压变压器额定电压：

一次侧 = 线路额定电压

二次侧 = 1.05 倍或1.1 倍线路额定电压(取决于漏抗大小)

10-为何采用高压直流输电HVDC?

优点：

适用于大系统互联：两端交流系统无需同步运行，无需同频率，本身不存在稳定问题。

直流线路造价低：费用相同时，架空线输电容量DC:AC=3:2,电缆比例阳萎怎么治更高。

能量损耗小。

控制快速简便。

缺点：

换流站造价高：AcivitasC与DC的等价距离，架空线大约500km，地下或海底电缆大约50km。

换有什么小说好看流产生谐波，恶化电能质量，干扰通信系统，需要滤波。

电流没有过零点，熄弧困难，HVDC断路器研制困难。

二、电力系统复功率引入

如上图所示，对于电力系统的电流来可以拆成连个部分，一部分为 \dot{I_R} 与 \dot{U} 相角差为 0 ，产生有功功率；一部分为 \dot{I_X} 与 \dot{U} 相角差为 90^o ，产生无功功率。

i(t)=i_R(t)+i_X(t)

设 i(t)=\sqrt{java之父2}Icos(wt-\varphi)，u(t)=\sqrt{2}Ucos(wt) ，我们可以直接写出 i_R(t)，i_X(t) 的时域表达式。

i_R(t)=\sqrt{2}Icos(\varphi)cos(wt)

i_X(t)=\sqrt{2}Isin(\varphi)cos(wt-\frac{\pi}{2})

(注：因为电力系统电路一般为感性家用杀虫剂，电压领先电流所以 i_R(t) 的角度需要减去 \frac{\pi}{2} )

因此，有功分量 p_R(t)=i_R(t)u(t)=IUcos(\varphi)[1+cos(2w)]

可以看出 p_R(t)\geq0 ，均值为 IUcos(\varphi) ，是无源网络中等效电阻的耗能速率（物理意义）。

同理可得无功分量 p_X(t)=i_R(t)u(t)=IUsin(\varphi)sin(2w)

可以看出 p_R(t) ，均值为 0 ，峰值为 IUsin(\varphi) ，是无源网络中等效电抗与外电源的电能量交换速率（物理意义）。

总结一下：

有功功率 P 定义为p_R(t)的均值(特征值)： P=UIcos(\varphi)

无功功率 Q 定义为p_X(t)的峰值(特征值)：Q=UIsin(\varphi)

视在功率 S 定义为 i(t) 与 u(t) 的有效值之积： S=UI

因此我们可以引入了一个功率三角形， \varphi 为功率因数角。

S^2=Q^2+P^2

由功率三角形，也可引入复功率概念： \dot{S}=\dot{U}\do整流二极管t{I^*}=UI\angle \varphi=P+Qj

我们可以看出复功率有良好的物理意义和计算价值，实部是有功功率P，虚部是无功功率Q，幅角是功率因数角φ，模是视在功率S，且在计算中可以直接相加。

我们还可以得出三项电路的总功中国生物医学文献数据库率： p(t)=u(t)_aI(t)_a+u(t)_bI(t)_b+u(t)_cI(t)_c=3P_p=3U_pI_pcos(\varphi)

因此还可以定义出三项无功为： Q=3U_pI_psin(\varphi)

三项视在功率为： S=3U_pI_p

对上海口译于 Y，\Delta 接法都有：

P_mm理论p=\sqrt{3} U_LI_Lcos(\varphi)

Q_p=\sqrt{3} U_LI_Lsin(\varphi) 蛋糕烟花

S_p=\sqrt{3} U_LI_L

对于三项系统的复功率： \dot{S}=3\dot{U_p}\dot{I_p^*}=\sqrt{3}\dot{U_L}\dot{I_L^*}e^{-j\frac{\pi}{6}}

注：对于 Y，\Delta 接法都有，因为线上的电压要和相电压或线电流和相电流的相位差，所以需要乘上 e^{-j\frac{\pi}{6}} 。

三、电力系统负荷

定义：电力系统负荷是电力用户所需电功率总和，也称电力系统综合用电负荷。

此外也存在负荷损耗，损耗的来源为1-线路损耗，约占10%，2-发电站维持自身运作的功率消耗，约战1%-5%。