电力系统分析基础重点难点

专业课复习重难点

1. 重点

第一章电力系统的基本概念

1. 掌握和理解电力系统、电力网及动力系统的概念，注意它们之间的联系和区别。着重理解电力系统是发电、送电和用电的整体。

2. 了解我过电力系统的发展史。

3. 掌握电力系统运行的特点及对电力系统运行的要求。

4. 掌握电力系统电气接线图和地理接线图的概念和它们的应用。

5. 掌握电力系统各种接线方式的主要特点。

6. 牢固掌握电力系统额定电压等级的概念和各种电压等级的适用范围。能熟练正确地选择用电设备、发电机、变压器的额定电压。

7. 了解电力系统中性点运行方式对电力系统运行的影响，掌握中性点运行方式和分类以及消弧线圈的作用。

第二章电力系统各元件的特性参数和等值电路

1.掌握发电机电抗的计算公式和等值电路。

2.掌握电力线路的参数和等值电路。

（1）掌握电力线路每相导线单位长度电阻、电抗和电纳的计算公式。

（2）了解电力线路电阻、电抗、电导和电纳等参数的物理含义及影响这些参数的主要因素。

（3）了解架空电力线路电晕临界电压的计算方法。熟练掌握如何校验架空电力线路是否发生电晕。

（4）理解架空电力线路采用分裂导线的作用意义，并掌握其参数的计算方法。

（5）掌握电力线路的等值电路（单相等值图）及其参数的计算方法。

（6）了解电力线路长度对其等值电路参数的影响，并能在实际问题中正确处理。

3. 掌握变压器的参数和等值电路

（1）熟练掌握双绕组变压器的电阻、电抗、电导、电纳的计算公式。

（2）熟练利用变压器的短路试验数据和空载试验数据计算各种类型变压器Γ形等值电路参数的方法。

4. 掌握电力网的等值电路

（1）充分理解多电压等级网络进行参数和变量归算的意义。熟练掌握多电压等级网络参数和变量归算的方法。

（2）充分理解表么制在电力系统分析和计算中的意义。熟练掌握表么值的定义和数学表达式，各量表么值求法以及在多电压等级网络中表么值归算的两种方法。熟练掌握表么值和有名值相互转换的方法。

第三章简单电力系统潮流计算

1. 熟练掌握电力线路和变压器中功率损耗和电压降落的公式，正确计算等值电路图中的功率分布。

2. 熟练掌握电力线路和变压器上的电能损耗的计算公式。一般的，对于电力线路，只计算阻抗支路的电能损耗。

3. 掌握电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整、输电效率的概念。掌握运算负荷功率和运算电源功率的概念。

4. 熟练掌握辐射形网络中潮流分布的逐段计算方法。

5. 熟练掌握简单环网和两端供电网的潮流分布的计算。

6. 理解环网和两端供电网中循环功率产生的原因，掌握计算方法。了解纵向和横向串联加压器的原理作用和意义。

7．掌握电力网络简化的等值电源法、负荷移置法和星网变换法。

第四章电力系统潮流计算的计算机算法

一．掌握电力网络的数学模型

1. 了解计算机计算时的一般步骤。

2. 掌握节点电压方程的意义和特点，充分理解并掌握节点导纳矩阵的性质和各元素的物理意义。

建立节点电压方程的关键是形成其系数矩阵——节点导纳矩阵。形成节点导纳矩阵的最简捷的方法是根据自导纳，互导纳的定义直接求取。

这里么充分注意节点导纳矩阵的几点性质，如对称性、稀疏性、对角元占优等。利用这些性质，一方面可以大大简化计算，另外还可检验算形成的节点导纳矩阵的正误。

3. 充分理解并掌握变压器非标准化比的概念及其处理方法，熟练掌握多电压等级网络等值电路的作法。

要特别注意理想变压器的数学模型，即其π形等值电路的求法。问题的关键是将一个实际变比的变压器用它的阻抗ZT串联一个无损耗的理想变压器来代替（忽略变压器的励磁回路），这样可以利用理想变压器输入、输出功率相等这一特点，并计及阻抗ZT上的电流、电压关系，导出实际变压器两端节点的电流、电压关系，从而作出其π形等值电路。

4. 熟练掌握形成和修改节点导纳矩阵的方法。

二．功率方程和高斯-塞德尔法潮流计算

1. 充分理解并掌握潮流计算的功率方程、变量分类和节点分类，明确平衡节点在潮流计算中的意义。

功率方程是进行潮流计算的各种方法的基础，因此必须首先掌握功率方程，功率方程是节点电压的非线性方程，解非线性方程最常用的就是迭代法。

在电力系统潮流计算中，表征各节点运行状态的参数是该点电压相量及复功率，每个节点都有四个表征节点运行状态的变量（U、δ、P、Q）。根据电力系统实际运行条件，按给定变量的不同，一般将系统中的节点分为PQ节点、PV节点和平衡节点三种类型。平衡节点亦称缓冲节点或摇摆节点，它在潮流计算中是必不可少的。其作用有二，一是令该点电压相角为零度，相当于在计算中以该点电压相量为参考轴，二是由于该点待求量为P 和Q，相当于该点承担整个系统的功率平衡。

2. 了解高斯-塞德尔法潮流计算的基本原理、迭代方程、迭代过程及原理框图，要注

意通过原理框图来理解潮流计算过程。

三．掌握牛顿-拉夫逊法潮流计算的方法

1. 理解并掌握牛顿-拉夫逊法解非线性方程组的基本原理。

牛顿-拉夫逊法的实质是一种逐步线性化的方法，其主要特点是在每次迭代时形成并求解修正方程式。然后用求得的节点电压修正量求出节点电压的新值。牛顿-拉夫逊法是数学中解非线性方程组的典型方法，其特点是收敛性好。

2. 理解并掌握以直角坐标和极坐标形式表示的牛顿-拉夫逊法潮流计算的修正方程式及其雅可比矩阵各元素的意义和特点。

修正方程的系数矩阵——雅可比矩阵式牛顿-拉夫逊法潮流计算的关键，雅可比矩阵有一下特点：(1)雅可比矩阵各元素都是节点电压的函数，它们的数值将在迭代过程中不断地变化。（2）将雅可比矩阵适当分块后，分块雅可比矩阵和节点导纳矩阵将有相同的结构，这在求解修正方程式时是有利的。（3）雅可比矩阵的元素或子块都不具有对称性。

3. 可自行编制电力系统潮流计算的计算机程序上机计算，这样可对使用计算机计算潮流分布的全过程有一个全面和深刻的理解。

第五章电力系统有功功率平衡与频率调整

1. 掌握电力系统负荷三种变动曲线的一般规律及其同一、二、三次调频的对应关系。

2. 掌握电力系统有功功率电源各种备用容量的概念。

3. 了解各类发电厂的运行特点和合理组合在电力系统有功功率最优分配中的意义，能正确安排电力系统中各类发电厂的合理组合顺序。

4. 理解发电机组的耗量特性、比耗量和耗量微增率等概念。

5. 理解并掌握电力系统最优分配有功功率负荷的等耗量微增率准则，能够熟练计算在不同网损条件下有功功率负荷的最优分配方案。掌握发电厂之间的有功功率负荷的最优分配原则和计算方法。

6. 了解频率调整对电力系统的意义和发电机自动调速系统的工作原理。

7. 掌握发电机组（有功电源）的静态频率特性，定性分析频率的“一次调整”和

“二次调整”。当系统负荷增大时，调速器、调频器随之动作时，从静态频率特性曲线上分析其工作点的转移趋势。

8. 掌握发电机的单位调解率和调差系数、负荷的单位调节功率等基本概念，能熟练进行互联系统的调频计算。负荷的单位调节功率表么值一律是以实际容量为基准给定的，而发电机的单位调节功率一般是以其额定容量为基准给定的，在调频计算中应特别注意。

9. 掌握调频电厂的选择原则。

第六章电力系统无功功率平衡与电压调整

1. 了解电力系统中无功功率负荷和线路、变压器中的无功功率损耗的特点，了解各种无功功率电源的运行特点。

2. 掌握电力系统无功功率平衡方程式。

3. 理解无功功率电源最优分配的目的，掌握等网损微增率准则。

4. 了解电压偏移过高或过低对电力系统及用户的用电设备造成的各种危害。

5. 掌握电压波动的概念，了解限制电压波动的技术措施。

所谓电压波动指的是由冲击性或间歇性负荷引起的波及面较小、波动频率较大（周期不长）的电压波动。电压波动不属于电压管理的范围。

6. 掌握电压管理的对象，会选择电压中枢点。

电压管理的对象主要是：由于所谓第三类负荷变动引起、由于个别设备因故障而退出运行引起的、由于系统接线方式变化引起的潮流分布和网络阻抗变化而引起点电压变化。其手段主要是对中枢点电压进行监视和调整。

7. 熟练掌握中枢点电压的三种调整方式及其调整范围。

8. 掌握电力系统中各种调压手段的工作原理、适用范围和优缺点，能够按照给定的调压要求熟练的进行调压计算。

四种调压措施（借自动励磁调节器改变发电机端电压、改变发电机分街头、并联无功补偿设备和串联无功补偿设备）中，射击调压计算的主要是选择变压器变比和确定无功补偿设备的容量，而改变发电机端电压实行逆调压只是改变给定的已知条件，并不增加计算内容。

2. 难点

一、稳态部分

1.电力系统的基本概念：

..电能的特点？评价电能质量的三个指标；

..电力系统运行的基本要求；

..考核电力系统运行经济型指标；

..为什么要电网互联；

..电力系统的接线方式以及各种接线方式的优缺点（北京还考什么情况下要装设消弧线圈）；

..为什么要制定额定电压等级？我们现有的额定电压等级有哪些？各电气设备的额定电压怎么确定？

..中性点的运行方式有哪些？经消弧线圈接地的好处(或者是为什么要经消弧线圈接地)

2.电力系统各元件特性与数学模型：

..发电机运行极限图（结合电机看）；

..变压器、输电线路R, X, G, B的计算公式（过程不用管）以及等值电路图（变压器T型，短线路，中等线路π型）；

..三绕组变压器不用容量比的情况下Pk、Uk的计算：已知最大短路损耗时R的计算公式（好像没怎么考过，一般都是考双绕组的，顺便记下吧，有备无患）；

..电力线路的分类，各类有哪些部分组成以及各组成部分的作用（主要是架空线）

..扩径导线/分裂导线的优点（或者说为什么要用扩径或分裂）；

..导线标号的意义；

..绝缘子的数量（北京那边比较爱考）；

..了解什么是电晕（P40）；

..负荷曲线和负荷特性；有功日负荷曲线的作用，有功年负荷曲线的作用

..有名制和标幺制得转换，结合暂态的标幺值计算来理解；

3.简单电力系统潮流计算：

..计算电力线路和变压器电压降落和功率损耗的公式，以及三种情况下的计算方法；

..电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整、输电效率的概念与计算；

..空载或者轻载情况下末端线路电压高于首端的原因；

..辐射性网络潮流计算；

..环形网络/两端供电网络的潮流计算（自然功率分布的计算，功分点的确定，各节点电压的计算）；

..电力系统调整控制潮流的有哪些手段？电压大小与无功有关，相位与有功有关；、

4.复杂电力系统潮流计算机算法：

..电力网络方程以及节点导纳矩阵的形成和修改；

..功率方程，节点类型，牛-拉，PQ迭代法的步骤；

..高压电网中PQ相比牛-拉的优点；

..雅克比矩阵的形成过程，给出节点数知道方程数；

5.电力系统有功与调频

..三种调频方式分别如何调；

..备用容量分类；

..频率一、二次调整的过程以及静态频率特性；计算负荷变化是系统频率的变化，系统互联后交换功率，电网频率，个系统出力；

..负荷最有分配的准则、目的、过程分析以及计算；

..调频长的选择要求；σ%并非越小越好；

6.电力系统无功与调压：

..调频与调压的不同；无功电源；；；电容器与调相机的（5-7个）不用之处；

..无功最优分布准则，目的；

..何为中枢点？中枢点一般选在哪里？中枢点电压调整方式；

..电压调整措施；

..采用调变压器分接头调压时分接头的确定（双绕组即可，注意看是升压还是降压）； ..并联无功补偿装置时最小补偿无功容量的计算（调相机和电容器调节方式不同）；

二、暂态部分

1. 电力系统故障分析基础知识：

. 短路的定义、分类（顺便想想各类短路的边界条件）；

. 平均额定电压有哪些；变压器、发电机、输电线路、电抗器参数的标幺值归算； . 无限大功率电源的特点；短路的暂态过程分析（明白构成即可）；

. 短路冲击电流的概念、产生条件、作用、发生时刻、计算；

. 短路电流有效值的作用、发生时刻、计算；

3. 电力系统三相短路电流的实用计算：

. 会用公式∑

?=x I f 1计算初始值； . 叠加原理计算步骤；

. 何为计算电抗，何为转移阻抗；运算曲线计算)(t I f ?的步骤；

4. 电力系统各元件各序参数与等值电路：

. 正、负、零序分量的方向；

. 对称分量与不对称分量互相转化；

. 变压器什么时候会有零序分量；三种不同情况下零序电抗以及等值电路图分别是什么（带电阻接地的也要搞明白）；（三绕组变压器顺便也了解下）；

. 输电线路零序电抗双回路>单回路，无架空地线>有架空地线(得知道其原因)；

. 给出电路图，三序网络图得会画；（切记：有序电流通过的元件才画在相应的序网络图中）；

5. 不对称故障分析与计算：

. 电压平衡方程；

. )1(f)2(f)1,1(f的边界条件，复合序网，电流与)3(f的关系，非故障点处的电压、电流的计算（有变压器时切记换相）；

. 什么是正序等效定则，如何用正序等效定则来计算正序电流及其有效值；

. 非全相运行的边界条件（找短路的边界条件一起记忆）；

专业课参考书目

1. 必需的备考资料

报考学校的指定书目（必备）；历年真题；所报考学校出题老师的课堂笔记或自己编写的教材；其他辅导教材或经典教材。

参考书目

1.《电力系统稳态分析》第三版，陈珩编著，中国电力出版社

2.《电力系统暂态分析》第三版，李光琦编著，中国电力出版社

2. 考试资料的选择

不同的学校考试难度和风格不一样，所以考试的资料难以统一，但有一些基本的教材，一般是本学科创始人、及其学科有突破性发展的重要人物的著作，这些学科重要人物所著的基本原理通常能够帮助你建起一个学科构架，理清整体脉络。之后的复习只要填充、完善你的知识体系就可以了。

1.《电力系统分析复习指导与习题精解》第三版，杨淑英，邹永海编著，中国电力出版社(非常重要)

2.《电力系统分析要点与习题》第二版，韦钢主编，中国电力出版社

备注：

1. 顾问为考生罗列复习参考书目是必须完成的工作任务。凡所考的院校专业有官方的

指定书目，务必采取官方版本，不得错列、漏列。

2. 若考生报考的院校和专业当年没有指定的参考书目，顾问有责任综合考试特点，为考生提供相应复习参考书目。要求是所列的书目内容中，必须涵盖考研初试的绝大部分知识点

3. 在罗列书目上，请采用规范的表达方式。具体要求是：书目全称，出版社，著作者，出版年份、第几版。

专业课试卷结构

1.科目名称

811 电力系统分析基础

2.考试时间

3小时

3.试卷分值（各科目所占分值比例）

150分

4.试卷题型（名词解释，简答，论述，案例分析等）

判断，选择，简答，计算