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《电力系统分析》

考试内容

一、电力系统稳态:

1．潮流计算的模型和算法； 2．最优潮流的模型和算法； 3．稳态分析中灵敏度计算； 4．电力系统状态估计

估计准则，多余度，状态估计模型和算法，信息矩阵，坏数据的检测与辨识， 状态估计流程。

5．电力系统安全控制的基本概念，静态安全分析的基本概念和方法，静态等值的主要方法 6．校正控制的概念与算法

二、电力系统暂态:

1.电力系统稳定问题的分类和定义;

2.电力系统数学模型中同步发电机和负荷模型为重点:

1. PARK变换;

2.同步电机的的标幺值方程; 3.同步电机实用模型; 4.负荷的静、动态模型。 3.电力系统静态稳定分析：

1． 多机电力系统静态稳定分析数学模型； 2． 多机电力系统静态稳定分析方法。

4.电力系统低频振荡

1． 电力系统低频振荡的基本概念（性质、模式、原因、措施）； 2． 低频振荡的特征分析方法；

3． 低频振荡的选择模式分析法和自激法。

5．电力系统暂态稳定分析：

隐式梯形积分法的暂态稳定分析。 6．电力系统动态等值

1．同调等值法； 2．模式等值法； 3．估计等值法；

三、电力系统故障分析

复杂故障的分析和计算方法

四、综合性概念与新理论和新技术的应用

优化理论在电力系统中的应用； 电力电子在电力系统中的应用；

智能理论和方法在电力系统中的应用；

新理论和新技术在的电力系统中应用的发展趋势

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一、电力系统稳态

1、潮流计算的模型和算法

（1）电力系统潮流计算的定义？

作为研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，电力系统常规潮流计算的任务是根据给定的网络结构及运行条件，求出整个网络的运行状态，其中包括各母线的电压、网络中的功率分布以及功率损耗等。

潮流计算的结果，无论是对于现有系统运行方式的分析研究，还是对规划中的供电方案的分析比较，都是必不可少的。它为判别这些运行方式及规划设计方案的合理性、安全可靠性及经济性提供了定量分析的依据。

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（2）潮流计算的基本方法及其他方法？

三种最简单的潮流算法：高斯-塞德尔法、牛顿法和快速解耦法。 其他：保留非线性潮流算法、最小化潮流算法

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（3）高斯-塞德尔法特点？（基于导纳矩阵、基于阻抗矩阵）

“基于节点导纳矩阵的高斯法”

优点：原理简单，程序设计容易。导纳矩阵是一个对称且高度稀疏的矩阵，因此占用内存非常节省。 缺点：收敛速度很慢。算法达到收敛所需迭代次数与所计算网络的节点数目有密切关系，迭代次数将随着所计算网络节点数的增加而直接上升，从而导致计算量的急剧增加。因此在用于较大规模的电力系统潮流计算时，速度显得非常缓慢。

对于以下一些病态条件的系统，计算会收敛困难： 1）节点间相位角很大的重负荷系统； 2）包含有负电抗支路的系统

3）具有较长的辐射形线路的系统；

4）长线路与短线路接在同一个节点上，而且长短线路的长度比值又很大的系统。 “基于节点阻抗矩阵的高斯法”

为了克服基于节点导纳矩阵的高斯法缺点，提出阻抗矩阵的高斯法。

优点：每个节点电压与网络中所有节点的电流都有关联，在迭代过程中，某个节点的电压的改进会对所有节点的电压改进作出贡献，因而收敛速度较快。其达到收敛所需的迭代次数与所计算网络的节点数关系不大，并且对上述的病态条件也并不那么敏感。

缺点：阻抗矩阵所占用的内存量大，而且阻抗法迭代一次都要顺次去除阻抗矩阵中的每一个元素进行运算，因此每次迭代的计算量很大，随着系统规模的扩大，这些缺点更加突出。

高斯法其他用途：一些算法如牛顿法对待求量的迭代初始估计值要求比较高，在高斯法不发散的情况下可以作为提供较好初值的一个手段。一般只需迭代1-2次就可以满足要求。

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（4）牛顿-拉夫逊法

在数学上式求解非线性代数方程的有效方法。要点是把非线性方程式的求解过程变成反复地对相应的线性方程式求解的过程。即通常所称的逐次线性化过程。牛顿法的核心是反复形成并求解修正方程式。

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当初始估计值和方程的精确解足够接近时，收敛速度非常快，具有平方收敛性。

（修正方程式<=>Jacobi（雅可比）矩阵，P7）

优点：收敛速度快，若能选择到一个较好的初值，算法具有平方收敛特性。一般迭代4-5次便可以具有良好的收敛可靠性。而且迭代次数与所计算网络的规模基本无关。牛顿法具有良好的收敛可靠性，对于高斯法中的病态系统均能可靠的收敛。牛顿法所需的内存量及每次迭代所需时间均较前述的高斯法多，并与程序设计技巧密切先关。

牛顿法的可靠收敛取决于有一个良好的启动初值。如果初值选择不当，算法有可能根本不收敛或者收敛到一个无法运行的解点上。

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（5）快速解耦法

为了改进牛顿法在内存占用量及计算速度方面的不足，人们注意到电力系统有功及无功潮流间仅存在较弱联系，于是产生了有功、无功解耦迭代计算特点的算法。

由于交流高压电网中输电线路等原件x》r，因此电力系统呈现了这样的物理特性，有功功率的变化主要决定于电压相位角的变化，而无功功率的变化则主要决定于电压模值的变化。反应在牛顿法修正方程雅可比矩阵的元素上，是……(P12)

快速解耦法与牛顿法不同主要体现在修正方程式上。比较两种算法的修正方程式，可见快速解耦法具有以下特点：

1)用解两个阶数几乎减半的方程组（一个n-1阶，一个n-m-1阶）代替牛顿法的一个2n-m-2阶方程组，显著减少了内存需量及计算量。

2）不同于牛顿法每次迭代都要重新形成雅可比矩阵并进行三角分解，这里系数矩阵B’及B’’是二个常数阵，为此只需在进入迭代以前一次形成并进行三角分解组成因子表，在迭代过程中就可以反复应用，为此大大缩短每次迭代所需时间。

3）雅可比矩阵J不对称，而B’和B’’都是对称阵，为此只要形成并贮存因子表的上三角或下三角部分，这样又减少了三角分解的计算量并节约了内存。

快速解耦法达到收敛所需的迭代次数比牛顿法要多，但是每次迭代需要的时间远比牛顿法少，所以总的计算速度仍有大幅度的提高。

快速解耦法突出优点：程序设计简单、快速、内存节省以及较好的收敛可靠性。

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2、最优潮流的模型和算法

（1）基本潮流概念

针对一定的扰动变量p（负荷情况），根据给定的控制变量u（如发电机的有功出力、无功出力或者节点电压模值等），求出相应的状态变量x（如节点电压模值及角度），这样通过一次潮流计算得到的潮流解决定了电力系统的一个运行状态。这种潮流计算也可以称之为基本潮流（或常规潮流）计算。一次基本潮流计算的结果主要满足了潮流计算方程式或者变量间等式约束条件：

f(x,u,p) 0

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(2)最优潮流定义

由（1）中决定的运行状态可能由于某些状态变量或者作为u、x函数的其他变量在数值上超出了他们所容许的运行限值（即不满足不等式约束条件），因而在技术上并不是可行的。对此工程商常用方法是调整某些控制变量的给定值，重新进行前述的基本潮流计算，这样反复进行，知道所有的约束条件都能够满足。由于系统的状态变量及有关函数变量的上下限值间有一定间距，控制变量也可以在其一定的容许范围内调节，因而对某一种复合情况，理论上可以同时存在为数众多的、技术上都能满足要求的可行潮流解。这里每一个可行潮流解对应于系统的某一个特定的运行方式，具有相应总体的经济上或者技术上的性能指标（如系统总的燃料消耗量、系统总网损等）。为了优化系统的运行，就有需要从所有的可行潮流解中挑选出上述性能指标最佳的一个方案。而这就是最有潮流所要解决的问题，所谓最优秀潮流。

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（3）最优潮流与基本潮流的不同点

1)基本潮流计算时控制变量u是事先给定的；而最优潮流中的u则是可变而待优选的变量，为此在最优潮流模型中必然有一个作为u优选准则的目标函数。

2)最优潮流计算除了满足潮流方程这一等式约束条件之外，还必须满足与运行限制有关的大量不等式约束条件。

3)进行基本潮流计算是求解非线性代数方程组；而最优潮流计算由于其模型从数学上讲是一个非线性规划问题，因此需要采用最优化方法来求解。

4)基本潮流计算所完成的仅仅是一种计算功能，即从给定的u求出相应的x；而最优潮流计算则能够根据特定目标函数并在满足相应约束条件的情况下，自动优选控制变量，这便具有指导系统进行优化调整的决策功能。

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（4）最优潮流数学模型

状态变量:x 控制变量：u 一般常用控制变量：

1）除平衡节点外，其他发电机的有功出力；

2）所有发电机节点（包括平衡节点）及具有可调无功补偿设备节点的电压模值； 3）带负荷调压变压器的变比。

状态变量由需经潮流计算才能求得那些变量组成，一般常见有：

1）出平衡节点外，其他所有节点的电压相角；

2）除发电机节点以及具有可调无功补偿设备节点之外，其他所有节点的电压模值。 有的也采用发电机节点及具有可调无功补偿设备节点的无功出力作为控制变量，则它们相应的节点

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电压模值就要改作为状态变量。

目标函数：全系统发电燃料总耗量（或总费用）、有功网损最小。f f(u,x)

等式约束条件：最优潮流是经过优化的潮流分布，为此必须满足基本潮流方程。这也就是最优潮流问题的等式约束条件。 g(u,x) 0

不等式约束条件：最优潮流的内涵包括了系统运行的安全性及电能质量，另外可调控制变量本身也有一定的容许调节范围，为此在计算中要对控制变量以及通过潮流计算才能得到的其他量（状态变量及函数变量）的取值加以限制。例如有：有功出力上下限、无功限制、变压器调节变比K范围约束、节点电压模值上下限、节点电压相角差约束等。 可表示为：h(u,x) 0

综上所述，电力系统最优潮流的数学模型可以表示为：

minf(u,x)

s..tg(u,x) 0

h(u,x) 0

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（5）最优潮流的算法

主要算法有：1）简化梯度算法；2）牛顿算法 3)解耦最优潮流计算decoupled OPF。 主要约束条件：负荷约束（等式约束）、运行约束（不等式约束）。静态安全分析中又加入了安全约束（预想事故约束）

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（6）解耦最优潮流计算 （计算速度快，所以适合在线计算）

基本概念：把最优潮流这个整体的最优化问题分解成为有功优化和无功优化两个子优化问题。这两个子优化问题可以独立的构成并求解，实现单独的有功或者无功优化，也可以组合起来交替的迭代求解，以实现有功、无功的综合优化。

优点：1）在内存节约及减少计算时间方面有良好效果；

2）容许根据两个子优化问题各自的特性采用不同的求解算法，进一步提高算法性能。

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3、稳态分析中的灵敏度计算 ？？？？？？

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4、电力系统状态估计

主要考点：估计准则，多余度，状态估计模型和算法，信息矩阵，坏数据的检测与辨识，状态估

计流程

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（1）状态估计的定义

考察任何目标的运动状态x，由于随机噪声及随机测量误差的介入，无论是理想的运动方程或测量方程均不能求出精确的状态向量x。为此，只能通过统计学的方法加以处理以求出对状态向量的估计值 。这种方法称为状态估计。 x

电力系统状态估计：对给定的系统结构及量测配置，在量测量有误差的情况下，估计出系统的真实状态----各母线上的电压相角与模值及各元件上的潮流。

作用：去除不良数据，提高数据精度；计算出难以测量的电气量，相当于补充了量测量。 状态估计为建立一个高质量的数据库提供数据信息，以便于进一步实现在线潮流、安全分析及经济调度等功能。

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（2）状态估计的分类

状态估计可以分为动态估计和静态估计两种。按运动方程与以某一时刻的测量数据作为初值进行下一时刻状态量的估计，叫做动态估计。仅仅根据某时刻测量数据，确定该时刻的状态量的估计，叫做静态估计。。

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（3）估计准则和冗余度

从掌握电力系统运行情况的要求来看，希望能有足够多的测量信息通过远动装置送到调度中心，但从经济性与可能性来看，只能要求将某些必不可少的信息送到调度中心，通常称能足够表征电力系统特征所需最小数目的变量为电力系统的状态变量。电力系统状态估计就是要求能在测量量有误差的情况下，通过计算以得到可靠的并且为数最少的状态变量值。为了满足状态估计计算的上述需要，对电力系统的测量量在数量上要求有一定的裕度。通常将全系统中独立测量量的数目与状态量数目之比，成为冗余度。只有具有足够冗余度的测量条件，才可能通过电力系统调度中心的计算机以状态估计算法来提高实时信息的可靠性与完整性，建立实时数据库。

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（4）状态估计与常规潮流计算区别

1）潮流计算一般是根据给定的n个节点的注入量或者电压模值求解n个节点的复数电压。方程式的数目等于未知数的数目。

状态估计中，测量向量的维数一般大于未知状态向量的维数，亦即方程式的个数多于未知数的个数。其中，测量向量可以是节点电压、节点注入功率、线路潮流等测量量的任意组合。

2）两者求解的数学方法也不同。潮流计算一般用牛顿-拉夫逊法求解2n个非线性方程。而状态估

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计则是根据一定的估计准则，按估计理论的处理方法来求解方程组。

区别对比图：

（a）潮流计算 （b）状态估计

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（5）电力系统状态估计目的与主要功能

目的：电力系统的运行状态可以用节点电压模值、电压相角、线路有功与无工潮流、节点有功与务工注入等物理量来表示。状态估计的目的就是应用经测量得到的上述物理量通过估计计算来求出能表征系统运行状态的状态变量。

主要功能：

1）结线分析（又称网络拓扑） 2）测性分析 3）估计计算

4）数据检测与辨识 5）器抽头估计 6）配置评价优化

7）量测误差估计。 等

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（6）状态估计的可观测性

状态估计计算是在特定的网络结线及量测量配置情况下进行的，在计算之前，应当对系统量测是否可以在该网络结线下进行状态估计计算加以分析

当收集到的量测量通过量测方程能够覆盖所有母线的电压幅值和相角时，则通过状态估计可以得到这些值，称该网络是可观测的。

系统不可观测时，另外一个解决办法是：人为添加预测数据及计划型数据作为伪量测量，以使估计可以正常进行。

可观测性分析有两类算法：一类是逻辑（拓扑）方法，另一类是数值分析方法。通常数值分析方法比较直接，但所需时间比较多。

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（7）用测量量来估计系统的状态存在若干不正确或不精确的主要因素？

1）数学模型的不完善。

测量数学模型中通常往往包含有工程性的近似处理。除此之外，还可能存在模型中所采用参数不精确的问题，还有当网络结构变化时，所采用的结构模型不能及时更新。上述问题属于参数不精确，通常

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用参数估计方法来解决；属于网络结构错误的，则采用网络接线错误的监测与辨识来解决。

2）测量系统的系统误差。

这是由于仪表不精确，通常不完善所引起的。它的特点是误差恒为正或负没有随机性。一般这类数据属于不良数据。清除这类误差的方法主要依靠提高测量系统的精确性与可靠性，也可以通过软件方法来检测与辨识找出不良数据，并通过增加测量系统的冗余度来补救，但这仅是一种辅助手段。

3）随机误差。

这是测量系统中不可避免的。其特点是小误差比大误差出现的概率大，正负误差出现的概率相等。

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（8）电力系统的可观察性

电力系统状态能够被表征的必要条件是它的可观察性。如果对系统进行有限次独立的观察（测量），由这些观察向量所确定的状态是唯一的，就称该系统是可观察的。

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（9）状态估计的几种主要方法？

状态估计计算是状态估计的核心，一般意义的状态估计就指估计计算功能，或称状态估计器

（STATE ESTIMATOR）。 这类方法有两大类：一类是基于传统的统计方法，这类方法假设量测量误差分布属于正态分布。

主要有目前广泛采用的最小二乘算法，并发展了快速分解法、正交化算法等。这类算法的一个特点是算法计算过程与不良数据的检测辨识过程是分离的。 第二类是属于稳健估计（ROBUST ESTIMATION）方法，这类算法不认为量测量符合正态分布，

属于有偏估计，其特点是从理论上计算过程与不良数据的检测辨识甚至排除一体化。这类方法有基于Huber分布的加权对小绝对值估计等。

方法：1）最小二乘估计；2）静态最小二乘估计的改进；3）支路潮流状态估计法；4）地推状态估计。

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（10）信息矩阵

估计误差的协方差阵为：

c (HTR 1H) 1

式中：亦即测量越多时，(HRH)称为信息矩阵。(HRH)的对角元随测量量的增多而减小，

T

1

T 1 1

越准确，反之，当测量越少时，估计出来的状态量误差就越大。若有一个状态量xi未被估计出来的x

测量函数向量H所包含，则H中的i列元素就为0.此时HRH的对角便有0元素，其逆不复存在，因而失去了估计的可能性。(HRH)一般为稀疏矩阵。

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T

1

T 1

（11）不良数据的检测

所谓检测是用来判定是否存在不良数据，而辨识则是为了寻找出哪一个数据是不良数据，以便进行剔除或者补充。

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)中得到反映，使它大大偏离正常值。因此，可以根据对J(x )不良数据的出现，会在目标函数J(x

的检测来确定不良数据的是否存在。

不良数据的检测一般均是通过检查目标函数是否大大偏离正常值或者残差是够超过正常值来反映。

)检测法；2）加权残差检测法；3）标准化残差检测法。 常用的方法有三种：1）J(x

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（12）不良数据的辨识方法

主要有：1）残差搜索辨识法；2）估计辨识法

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（13）不良数据辨识法的基本思路

在检测出不良数据后，应进一步设法找出这个不良数据并在测量向量中将其排除，然后重新进行状态估计。

)和n-1一个最简单的方法：去掉一个测量量，看余下的n-1个做状态估计，如果n个测量量的J(x )差不多，说明去掉的那个是正常测量，应予以恢复。如果存在两个不良数据，则应试探每次个的J(x

去掉两个测量量的各种组合。

这种方法的试探次数非常多，而且每次试探都要进行一次状态估计，因此问题的关键在于如何减少试探的次数。

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（14）不良数据的残差搜索辨识法

残差搜索法一般只适用于单个不良数据的辨识，或弱相关的多个不良数据的辨识。对于强相关的多个不良数据的情况，则由于需搜索次数过多而难以奏效。残差搜索法在确定一个残差大的可疑数据并将它暂时排除后，需重新作状态估计以确定排除的是否真为不良数据。

特点：程序设计简单，计算速度快，节约内存并能配合多种状态估计算法，由于其对可疑数据的残差直接置零，所以也称为零残差法。

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5．电力系统安全控制的基本概念，静态安全分析的基本概念和方法，静态

等值的主要方法

（1）SCADA系统

电力系统调度中心的计算机功能已涉及到电力系统运行管理的所有领域，其中主要用来完成运行参数监视、记录和由调度员直接进行操作的部分称为SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)，它包括数据采集、数据预处理、运行状况的监视、调度员远方操作、运行数据的记录打印统计与保存、时间追忆和事故顺序记录等功能。为了加强系统的安全性，60年代后又发展了安全监视的功能，它主要包括：状态估计和安全分析。

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（2）电力系统安全的定义

对安全的广义解释是保持不间断的供电，亦即不失去负荷。在实用中可以确切的用正常供电情况下，是否能够保持潮流及电压模值在允许限值范围以内来表示。

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（3）电力系统正常运行定义

具体来讲，电力系统处于正常状态下

1）若忽略损耗，用户消耗的有功、无功与系统中发出的应该相等（等式约束条件）。 2）在具有合格电能质量的条件下，有关设备的运行状态应处于其运行限值范围内，即没有过负荷。可用如下不等式表示：

Uimin≤Ui≤Uimax

（电压） （有功） （无功）

Pkmin≤Pi≤Pkmax Qkmin≤Qi≤Qkmax

也可写成：h(x) ≤0 综上所述：电力系统正常运行时应同时满足等式和不等式两种约束条件。这时处于运行的正常状态。

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（4）电力系统安全分析目的？

目的：提高系统安全性。

必须从系统规划、系统调度操作、系统维修等方面统一考虑，最终体现在系统运行条件上。

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（5）电力系统的4中运行状态？

安全正常状态 不安全正常状态 紧急状态 恢复状态

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（6）电力系统--正常状态

正常状态的电力系统可分为安全正常状态与不安全正常状态。

1）已处于正常状态的电力系统，在承受一个合理的预想事故集（contingency set）的扰动之后，如果仍不违反等约束及不等约束，则该系统处于安全正常状态。

2）如果运行在正常状态下的电力系统，在承受规定预想事故集的扰动过程中，只要有一个预想事故使得系统不满足运行不等式约束条件，就称该系统处于不安全正常状态。

预防控制：使系统从不安全正常状态转变到安全正常状态的控制手段。

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（7）电力系统安全分析目的

1）电力系统安全分析就是应用预想事故分析的方法来预见知道系统是否存在隐患，即处于不安全正常状态，采取相应的措施使之恢复到安全正常状态。

2）静态安全分析：用来判断在发生预想事故后系统是否会发生过负荷或电压越限等。 3）暂态安全分析：判断系统是否会失稳。

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（7-2）静态安全分析和暂态安全分析区别？

（静态、暂态、动态？）

安全分析：如果只考虑预想事故后稳态运行状态下的安全性，而不考虑动态过程，则称为静态安全分析。对于事故发生后动态过程的计算则称为动态安全分析。

静态安全分析方法

预想事故集一般包括线路开断、发电机和变压器开断以及三相短路。 每一件预想事故相当于作一次潮流计算。为适应实时的需要，要求计算速度快，计算精度不必过高。一般采用直流法、PQ分解法等。对本区域系统的潮流计算可由状态估计提供完整的运行信息，对外区域系统的计算可采 用外部等值来代替。外部等值通常采用ward节点注入法、解耦ward法、扩展ward法和REI法等求得。 预想事故分析的另一重要问题是如何构成偶然事故表。早期的方法是要求进行相当数量的离线计算，然后按事故发生的概率和严重性排出每一计算周期所需执行的预想事故项目。在实时条件下往往难 于实施事故表中所规定的全部项目，而只能按偶然事故所能造成的严重程度自动地给以顺序排列。即在此运行条件下，若所规定的事故不会使系统进入不安全状态 时，这一计算周期的分析计算就自行中止，而不必完成全部的规定项目。

若所预想的事故使电力系统进入不正常状态，安全分析就要采取校正对策来使电力系统进入正常状态。这种对策称为预防控制。

通常的预防控制总是具有经济目标，这样就可实现满足约束条件下的电力系统经济调度。这相当于求解一个满足约束条件下的最优潮流问题。80年代正在大力研 究这种方法。进行预防控制的实用算法是采用分布系数法或常规的直流潮流法。分布系数法速度快、精确，但占用计算机存储量较大，而直流潮流法精度较差。 当系统由于受到可控性的限制，不能找到一个预防控制解时，可在假定出现了紧急状态的情况下以卸除最少负荷为目标函数。

若利用由负荷预测得到的数据来进行安全分析，这样就能判断未来条件下的系统安全性。

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动态安全分析方法

电力系统故障后的动态安全分析一般采用数值积分法。此法缺点是计算工作量大，不能给出明确判别电力系统稳定性的依据。为了快速，适应实时控制要求地估计稳定性，目前已寻求到以下两种方法。

①李雅普诺夫法：针对描述电力系统动态过程的微分方程组的稳定平衡点，建立某一种形式的李雅普诺夫函数（V函数），并以系统运动过程中一个不稳定平衡点的 V函数值作为衡量该稳定平稳点附近稳定域大小的指标。

②模式识别法：以预想事故的离线模拟计算为基础，选用少数几个表征电力系统运行特性的状态变量来快速判别电力系统的稳定性。利用对各种预想事故进行大量 的离线计算结果把表征电力系统运行特征的状态空间划分为稳定域和不稳定域。这样，根据实时得到的状态变量值，很快地在状态空间判别相应运行方式是否稳定。

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（8）电力系统—紧急状态

1）紧急状态：运行在只满足等式约束条件但不满足不等式的状态。

2）持久性的紧急状态：没有失去稳定性质，可通过校正控制使之回到安全状态。 3）稳定性的紧急状态：可能失去稳定的紧急状态。通过紧急控制到恢复状态。 4）紧急控制一般包括甩负荷，切机，解列控制。

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（9）电力系统—恢复状态

系统经紧急控制后回到恢复状态，此时系统可能不满足等式约束，而满足不等式约束，或一部分满足约束，另一部分不满足。

对处于恢复状态的系统，一般通过恢复控制使之进入正常状态。 恢复控制一般有启动备用机组，重新并列系统等。

偶然事件状态转移

安全控制状态转移

图3-1 电力系统运行状态分类及其转化过程

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（10）能量管理系统（EMS）

定义：包括SCADA、安全监控及其它调度管理与计划的功能系统。

基础：SCADA、状态估计、安全分析

运行控制：自动发电控制、负荷控制、电压控制、调度员培训仿真等。 电能管理：发电计划、经济调度、负荷预测、电能交易评估、运行规划等

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（11）电力系统静态等值

概念：互联的电力系统计算复杂。对互联系统进行不同运行方式下的分析计算往往会遇到计算机

容量的限制或耗费的机时过长等问题。用等值方法取代系统中某些不感兴趣的部分，可以大大的缩小问题的计算规模。

此外，当电力系统进行在线计算时，往往难以在调度中心获得整个系统的全部实时信息，而系统数学模型的规模又必须与所得到的实时信息一致。因此，不得不把系统中某些不可观察部分通过等值方法来处理。

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（12）静态等值方法

1）Ward等值法；2）缓冲等值法（改进Ward等值法）；3）REI等值法

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6．校正控制的概念与算法 （算法？？？）

预防控制

为防止电力系统越出正常运行状态而设置的装置和采取的策略、措施。包括随时将测得的量与 安全运行的目标值进行比较，并向运行人员提供必要信息，这称为安全监视；根据当时的运行状态进行事故预想和模拟，检查系统的安全性，这称为安全分析；若安 全分析的结果表明系统不够安全，则向运行人员发出警报并提示或直接执行必要的措施，诸如切换负荷、改变系统结构、调整发电机出力和潮流、分配后备出力、布 置解列点和改变安全稳定装置及保护的整定值等。

校正控制

为使电力系统的频率异常、电压异常和线路、变压器过负荷返回正常值而设置的装置和采取的控制策略、措施。造成频率异常是因为系统有功功率不平衡。使频率 恢复正常的主要手段是调整发电机出力和调整负荷，包括合理配置汽轮发电机的热备用、水轮发电机组的调相运行和发电运行的切换、水轮发电机和燃气轮机发电机 组的自动起动、抽水蓄能机组的抽水和发电运行的切换，以及在系统中合理配置按频率减裁、切除负荷等装置。造成电压异常的主要原因是系统无功功率不平衡或无 功功率分布不合理。使电压恢复正常的主要手段是调整系统的无功功率及其分布，包括发电机和调相机的励磁控制、静止无功补偿器的控制、并联电容的投切、带负 荷可调变压器分头的调整以及按电压切除负荷的措施等。为了消除变压器和线路的过负荷，应该根据造成过负荷的原因采取相应的措施，如投入备用设备，改变运行 方式和潮流分布，直到切除负荷。

稳定控制 ：

为防止系统中发电机失步，防止系统失去稳定或提高系统运行稳定性，也就是使系统从紧急状 态恢复进入正常状态而设置的装置和采取的控制策略、措施。包括发电机的快速励磁控制和附加励磁调节（电力系统稳定器）、汽轮发电机的汽门快关和控制、电阻 制动控制、联锁切除发电机和切除负荷、串联电容的强制补偿控制、并联无功补偿设备的控制以及直流输电的功率控制等。

紧急控制

当系统已经失去稳定,出现振荡,为了尽量缩小影响范围、减少损失而设置的装置和采取的控制策略、措施。包括发电机的再同期控制和解列控制。发电机的再同 期控制是当发电机失去同步后，暂时不切除发电机，通过减小原动机的输入功率、适当的励磁控制，使系统经过短时间的异步运行重新恢复同步。解列控制是当系统 失去同步后无法恢复同步时，将失去同步的发电机群之间的电联系切断，从而使系统分成两个或两个以上的系统而各自独立运行，消除振荡。它是最终解决系统振 荡、防止事故扩大的重要措施。

恢复控制

通过对电力系统紧急状态采取紧急控制后，事故已被抑制，振荡已被平息，系统可能已解列为 若干个子系统，有些发电机、负荷、线路已被断开，这时系统处于恢复状态，为了使系统恢复到正常状态而采取的一系列有秩序的控制和操作称为恢复控制。它包括 再启动、负荷的投入、区域内电厂的并列、区域间的并联、联络线的投入等等。

根据研究生教材《电力系统分析(上、下)》整理,考博必备!