電力系統(tǒng)分析A-3

1、2021-11- Email地址：時間： 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 第三章 簡單電力網(wǎng)絡(luò)的計算和分析潮流計算的目標(biāo) 針對系統(tǒng)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的計算：給定運(yùn)行方式下的負(fù)荷和某些發(fā)電機(jī)功率及某些節(jié)點(diǎn)電壓，求整個系統(tǒng)的電壓和功率分布。潮流計算的用途 檢查系統(tǒng)各元件是否過負(fù)荷 各節(jié)點(diǎn)電壓是否滿足要求、計算功率損耗 功率的分布和分配是否合理潮流計算的重要性電力系統(tǒng)最基本的計算 現(xiàn)有系統(tǒng)的運(yùn)行和擴(kuò)建 新系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計 系統(tǒng)的安全估計、靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定分析電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 潮流計算結(jié)果：各節(jié)點(diǎn)電壓（大小、相位）、各支路電流及功率分布（功率的傳輸和功率損耗） 首先從簡單網(wǎng)絡(luò)潮流計算入

2、手，掌握手算潮流的方法和了解系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行下的物理現(xiàn)象，然后學(xué)習(xí)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的潮流計算（側(cè)重于基本的計算機(jī)算法）電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 3.1電力網(wǎng)的電壓降落和功率損耗 一、電壓降落、電壓損耗和電壓偏移一、電壓降落、電壓損耗和電壓偏移 先考慮線路 型等值電路，線路的一相等值電路圖所示。 設(shè)末端電壓為 ，未端功率為2U222SPjQ電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 由圖中的電路關(guān)系可以列出支路始末兩端之間的電壓降落(簡稱電壓降)為 12()dUUUI RjX*212*2()SUURjXU2U222SPjQI當(dāng)己知末端電壓和末端功率時，由電流與末端電壓和末端功率之間的關(guān)系*2*2SIU得

3、*212*2()SdUUURjXU有 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 如果取 為參考相量，即令 ，則 2U220UU*2222*2222222222()()PjQSdURjXRjXUUP RQ XP XQ RjUUUj U 2U2U式中，與同相，稱為電壓降落的縱分量，其值為 2222P RQ XUU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 與 的相位相差 ，稱為電壓降落的橫分量，其值為 2U2U902222P XQ RUU相量圖如下圖所示 1122222UUUdUUUj U221222()()UUUU1222UtgUU在作電壓降近似估算時，可忽略電壓降的橫分量 2212222P RQ XUUUU

4、U電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 己知始端功率和始端電壓的情況110UU取始端電壓為參考相量，即令1U111111111PRQ XPXQ RdUjUUUj U ，己知始端電壓 求未端電壓 時應(yīng)注意符號1U2U211111111112211211111,UUUj UPRQ XPXQ RUUUUUUUUUtgUU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 相量圖如圖所示 12UU、12UU、dU12UU 12UU和是電壓降落相量的兩種不同分解。顯然，1dU2dU注意，上式中的電壓降與前述的電壓降者是有區(qū)別的，這是因為它們所取的參考相量不同。 兩電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 標(biāo)志電壓質(zhì)量的兩個指標(biāo)

5、電壓損耗在電力系統(tǒng)中，關(guān)心較多的是線路兩端電壓的數(shù)值差 ,并將這一差值12UU稱為電壓損耗。電壓損耗常用百分?jǐn)?shù)表示為電壓損耗 12%100NUUU在近似計算中，常用電壓降落的縱分量來代替電壓損耗 2222P RQ XUU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 在圖中，虛線所表示的圓弧其圓心為O半徑為 ，可見用電壓降落的縱分量代替電壓損耗相當(dāng)于用圖中的線段ab 代替線段 ac，顯然在兩端電壓相位差 較小時，所引起的誤差不大。 1U1U電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 電壓偏移 是指線路始端電壓和末端電壓與線路額定電壓之間的差值，即 和 ，分別用它們來衡量兩端電壓偏離額定電壓的程度。電壓偏移常用百分

6、數(shù)表示，有 始端電壓偏移 末端電壓偏移 1%100NNUUU2%100NNUUU1U1NUU2NUU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 二、功率分布和功率損耗 分以下兩種情況進(jìn)行介紹 1. 線路的功率分布和功率損耗 當(dāng)己知末端電壓和功率時，線路的功率分布和功率損耗可以從末端開始，逐步向始端進(jìn)行計算，其過程如下。 計算末端并聯(lián)支路吸收的功率*2*22222222()()222YYYYYBSPj QUUUjU 計算串聯(lián)支路末端的功率 222222222()2YBSPjQSSPj QU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 計算串聯(lián)支路中的功率損耗 222222222222222222222()()ZZ

7、ZSPQSPj QZRjXUUPQPQRjXUU 計算串聯(lián)支路始端的功率 111222()()ZZZSPjQSSPPj QQ1U2U 計算始端的電壓(以為參考相量) 22221222P RQ XP XQ RUUjUU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 計算始端并聯(lián)支路的功率 *2*21111111()()222YYYYYBSPj QUUUjU 計算始端功率211111111()2YBSPjQSSPj QU線路的總功率損耗為 12212121()()YZYYZYYZYSSSSSPPPjQQQ 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 由以上計算中可知22222()/0ZQPQX U說明串聯(lián)阻抗支路中總

8、是消耗感性無功功率 2222YQBU 2112YQBU 由于B0，說明并聯(lián)支路中消耗的是容性無功功率，或者說它們發(fā)出感性的無功功率，起著抵消所消耗的感性無功功率ZQ的作用。 至于整個線路是消耗無功功率還是發(fā)出無功功率，決定于 與 之間的差 。21YYQQZQ電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 2.2. 變壓器的功率分布計算變壓器的功率分布計算 以雙繞組變壓器為例來說明變壓器功率分布的計算方法。各支路通過的功率及電壓的假定正方向如圖所示。 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 在己知 和 的情況下，計算步驟為 ：2S2U(1) 計算變壓器串聯(lián)支路的功率損耗 222222222()()ZTZTZTT

9、TTSPQSPj QZRjXUU (2) 計算變壓器串聯(lián)支路始端的功率111222()()ZTZTZTSPjQSSPPj QQ 1U2U(3) 計算變壓器始端的電壓(以為參考相量)22221222TTTTP RQ XP XQ RUUjUU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 (4) 計算變壓器并聯(lián)支路的功率損耗*221111()()()YTYTYTTTTTTSPj QY UUGjBUGjB U (5) 計算變壓器的輸入功率 1112ZTYTSPjQSSSZTYTQQ變壓器是消耗無功功率的，總無功功率損耗為 可以看出前者消耗感性無功功率，后者由于對應(yīng)于激磁無功功率，當(dāng)然它要消耗感性無功功率電電力力

10、系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 根據(jù)制造廠提供的試驗數(shù)據(jù)計算變壓器功率損耗2222222222222010122%,(1)1000100%,1000100KNKNZTZTNNNYTYTNNP U SUU SPQU SU SPUIS UPQUU還可對應(yīng)下標(biāo)為進(jìn)一步簡化：22222222112200%,1000100%,1000100%,1000100KNKZTZTNNKNKZTZTNNNYTYTUSP SSPQSSUSP SSPQSSPISPQ電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 由以上的分析計算可得到以下結(jié)論： 有功功率損耗伴隨著電能損耗，從而使電力系統(tǒng)一次能源消耗量增加。 對于無功功率損耗雖然它并

11、不直接引起電能損耗，但無功損耗需要由發(fā)電機(jī)和無功補(bǔ)償設(shè)備供給，從而也增大了它們的容量和所需要的費(fèi)用。 當(dāng)無功功率流過線路和變壓器時，使總電流增大，因而增大了電阻中的有功功率損耗。 顯然系統(tǒng)中不希望無功功率遠(yuǎn)距離輸送，希望用戶提高功率因數(shù)，無功功率分層控制，就地平衡。 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 線路等值電抗消耗的無功：與負(fù)荷平方成正比。 對地等值電納發(fā)出的無功：充電功率，與所加電壓平方成正比，與通過負(fù)荷無直接關(guān)系。 輕載時，線路消耗很少的無功，甚至發(fā)出無功。對于超高壓線路，可能引起線路末端電壓升高，導(dǎo)致設(shè)備絕緣損壞，故線路末端常設(shè)并聯(lián)電抗器，在線路空載或輕載時抵消充電功率，避免線路上出

12、現(xiàn)過電壓電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 3. 電力線路上的電能損耗1) 最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax：指一年中負(fù)荷消費(fèi)的電能A除以一年中的最大負(fù)荷Pmax，即： 2) 年負(fù)荷率：一年中負(fù)荷消費(fèi)的電能A除以一年中的最大負(fù)荷Pmax與8760h的乘積，即： 3) 年負(fù)荷損耗率：全年電能損耗除以最大負(fù)荷時的功率損耗與8760h的乘積，即： maxmax/TA Pmaxmaxmaxmaxmax/ 876087608760PTTAPP年負(fù)荷率max/ 8760zAP 年負(fù)荷損耗率（）電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 4) 最大負(fù)荷損耗時間：全年電能損耗除以功率損耗，即：5) 求取線路全年電能損耗的方

13、法有以下兩個： 根據(jù)最大負(fù)荷損耗率計算： 根據(jù)最大負(fù)荷損耗時間計算：maxmax/zAP max8760zAP （年負(fù)荷損耗率）maxmaxmaxzAP 最大負(fù)荷損耗時間 與 和功率因數(shù) 均有關(guān)系，通過書中表3-1利用 和 可得到 cosmaxPmaxPcosmax電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 4.電能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1) 輸電效率：指線路末端輸出有功功率與線路始端輸入有功功率的比值，以百分?jǐn)?shù)表示：2) 線損率或網(wǎng)損率：線路上損耗的電能與線路始端輸入的電能的比值21%100%PP輸電效率12%100%100%zzzAAAAA線損率電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 三、電力線路運(yùn)行狀況的分析 1

14、.輸電線路的空載運(yùn)行特性 輸電線路空載時，線路末端的功率為零 ，當(dāng)線路末端電壓己知時，末端功率為 2222YBSjU 2222BSjU 122222222QXQRUUjUUBXBRUUjU在忽略電阻的情況下有 1222BXUUU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 由于線路 型等值電路的電納是容性的， 本身大于零，因此由上式可見 。 這說明在空載情況下，線路末端的電壓將高于其始端電壓。 B12UU 這種現(xiàn)象稱為輸電線路空載的末端電壓升高現(xiàn)象。這一現(xiàn)象可以用上圖所示的相量圖來加以解釋。線路末端接地導(dǎo)納中流過的電流為容性電流，它超前于末端電壓90 ，在電抗中所產(chǎn)生的電壓降落縱分量超前電流90 與相量

15、U2的方向相反，從而使 。 12UU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 2.輸電線路的傳輸功率極限 一個很自然的問題是，一條輸電線路能夠傳輸?shù)挠泄β实降子袥]有限制，傳輸功率極限是多少。假定線路等值電路中的電阻等于零，并且不計兩端的并聯(lián)導(dǎo)納，在此情況下，有 221222Q XP XUUjUU令線路始端電壓為 111(cossin )UUUj比較上列兩式的虛部，可以得出 212sinP XUU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 在忽略電阻的情況下，線路始、末端的有功功率相等，于是可以得出線路的傳輸功率與兩端電壓的大小及其相位差 之間的關(guān)系為 12sinU UPX1U2U12U UX90當(dāng)和 給定

16、時，傳輸功率與 之間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所出現(xiàn)在兩端電壓相位差時。示?？梢娮畲蟮膫鬏敼β蕿殡婋娏αο迪到y(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 由以上分析可知 輸電線路的最大傳輸功率與兩端電壓的乘積成正 比，而與線路的電抗呈反比。 增加始端或末端的電壓可以提高線路的傳輸功率極限，但是由于受設(shè)備絕緣等因素的限制，其最高電壓通常不允許超過一定的容許值，除非提高線路的電壓等級，采用更高一級的額定電壓。 減少線路的電抗比提高電壓等級容易和經(jīng)濟(jì)得多。其中，線路采用分裂導(dǎo)線便是減少的措施之一，另一個措施是在線路上串聯(lián)電容器，用電容器的容抗來補(bǔ)償線路的一部分感抗。 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 3.輸電線路功率與電壓之

17、間的定性關(guān)系 在輸電系統(tǒng)，特別是超高壓輸電系統(tǒng)中，由于線路和變壓器的電阻遠(yuǎn)小于電抗，其結(jié)果使有功功率與兩端電壓相位差之間，無功功率與電壓損耗之間呈比較緊密的關(guān)系，而有功功率與電壓損耗之間、無功功率與電壓相位差之間的關(guān)系較弱。 12sinU UPX有功功率一般是由電壓相位相對超前的一端向電壓相位相對滯后的一端傳送(相當(dāng)于0)。 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 對于線路所傳輸?shù)臒o功功率，在忽略線路的電阻時有下式可以得出無功功率與兩端電壓的關(guān)系。 2212222P RQ XUUUUU1222()UU UQX可見，線路傳輸?shù)臒o功功率與線路兩端電壓差即電壓損耗成正比。而且，無功功率一般由電壓高的一端

18、向電壓低的一端流動。如果要增加線路始端送到末端的無功功率，需要設(shè)法提高始端電壓或降低末端電壓。 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 重要結(jié)論：PQ解耦特性和潮流流向在高壓輸電網(wǎng)中： 線路(變壓器)兩端電壓幅值差U，主要是由輸送Q產(chǎn)生（或U是傳送Q的條件），Q從U高的節(jié)點(diǎn)流向U低的節(jié)點(diǎn)，V-Q強(qiáng)耦合，V-P弱耦合。 線路(變壓器)兩端電壓相角差，主要是由輸送的P產(chǎn)生（或是傳送P的條件），P從超前節(jié)點(diǎn)流向滯后節(jié)點(diǎn)， -P強(qiáng)耦合， -Q弱耦合電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 作業(yè)： 3-3， 3-5，3-9，3-11電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 3.2 輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的潮流計算 在手算潮

19、流的計算中，經(jīng)常用到以下公式，重寫于此 a. 阻抗損耗b. 導(dǎo)納損耗 輸電線 變壓器C. . 電壓的計算 22222ZZZSPQSPj QRjXRjXUU 22lYBSjU 2TYYYTTSPj QUGjB PRQXPXQRdUUj UjUU 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 輻射形電網(wǎng)特點(diǎn)：線路有明確的始端和末端 輻射形電網(wǎng)的分析計算：利用已知的負(fù)荷、節(jié)點(diǎn)電壓求取未知節(jié)點(diǎn)電壓、線路功率分布、功率損耗及始端輸出功率。按已知條件的不同，一般可以分為兩種： 已知末端功率、電壓：根據(jù)前述方法，從末端逐級往上推算 已知末端功率、始端電壓: 迭代法求解輻射形網(wǎng)絡(luò)中的潮流計算電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一

20、李建華 一、輻射型網(wǎng)中的潮流分布 1） 已知同一端電壓和功率及元件參數(shù)。如已知 U2 （ U1) 和S2 (S1）求解各節(jié)點(diǎn)電壓、各元件流過的電流或功率。 計算步驟：a. 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)接線圖以及各元件參數(shù)計算等值電路，并將等值電路簡化。b. 根據(jù)已知末端的負(fù)荷功率和網(wǎng)絡(luò)電壓，從末電端逐步推算到送電端，逐一計算各元件的功率損耗和節(jié)點(diǎn)電壓，求出各節(jié)點(diǎn)的注入和流出的功率，從而始端功率和電壓及電力網(wǎng)絡(luò)的功率、電壓分布。電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 計算已知同一點(diǎn)電壓和功率的潮流分布LDLDPjQ3U已知末端的功率為、末端電壓為計算步驟如下：。1變壓器串聯(lián)支路首端的功率 ZTS2223()LDLDZT

21、LDLDTTZTZTPQPjQRjXPjQSU2變壓器原繞組電壓設(shè)以330UU為參考相量，則電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 流入變壓器的功率TSTSZTS為加變壓器并聯(lián)支路功率損耗。22()TZTYTZTTTTTUGjBPjQSSSS線路串聯(lián)支路末端的功率2LS2LS為流入變壓器的功率加線路末端的充電功率。 2222222LLTYLTTLLBPjQjUPjQSSS輸電線路的功率損耗以及串聯(lián)支路首端功率輸電線路的功率損耗2333LDTLDTLDTLDTP RQXP XQRjUUUU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 串聯(lián)支路首端功率為1211LLLLLPjQSSS發(fā)電廠高壓母線電壓22221

22、222LLLLLLLLP RQ XP XQ RjUUUU發(fā)電廠高壓母線輸入系統(tǒng)的功率GS為線路串聯(lián)支路功率加線路始端的充電功率 GS2111112LGLYLLLGGBPjQjUPjQSSS2222222()LLLLLPjQRjXSU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 2） 已知不同端電壓和功率， 一般情況已知末端電壓U2 和始端功率S1 及元件參數(shù)。求解各節(jié)點(diǎn)電壓、各元件流過的電流或功率。 計算步驟：a. 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)接線圖以及各元件參數(shù)計算等值電路，并將等值電路簡化。b. 根據(jù)已知的末端負(fù)荷功率和網(wǎng)絡(luò)額定電壓，從受電端推算到送電端，逐一近似計算各元件的功率損耗，求出各節(jié)點(diǎn)的注入和流出的功率，從而

23、得到電力網(wǎng)絡(luò)的功率分布（不考慮電壓降）。c. 根據(jù)已知的始端電壓及電力網(wǎng)絡(luò)的功率分布，計算各節(jié)點(diǎn)電壓。電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 注意： 第二步只計算功率分布，第三步只計算電壓分布，因此，這是一種近似計算方法，若要計算結(jié)果達(dá)到精度要求，可反復(fù)上列步驟，形成一種迭代算法，直到精度滿足要求為止，只是在迭代計算中，第二步不再用額定電壓，而用在上次計算中得到的各點(diǎn)電壓近似值進(jìn)行計算。在手算潮流中，一般只進(jìn)行一次功率分布計算，一次電壓分布計算得到近似的電壓和功率分布。電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 已知不同點(diǎn)電壓和功率的潮流分布計算LDLDPjQ1U2U3U設(shè)已知末端負(fù)荷功率和發(fā)電廠高壓母線

24、電壓，求和及發(fā)電廠高壓母線發(fā)出的功率。1先設(shè)末端負(fù)荷點(diǎn)的電壓為網(wǎng)絡(luò)額定電壓NU（歸算到高壓側(cè)的額定電壓），由末端向始端推算出近似的功率分布，在推算過程中，近似認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)中沒有電壓降，且各處電壓均等于NU1U（除外）。（）變壓器串聯(lián)支路始端功率22()LDLDZTLDLDTTZTZTNPQPjQRjXPjQSU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 （）進(jìn)入變壓器的功率：2()TZTYTZTZTNTTTTPjQUGjBPjQSSS（）（）輸電線路串聯(lián)支路末端功率 222222LLTYLZZNLLBPjQjUPjQSSS（）輸電線路串聯(lián)支路功率損耗22222()LLLLLNPQRjXSU（）輸電線路串聯(lián)

25、支路始端功率 1LS1211LLLLLPjQSSS電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 2111112LGLYLLLBPjQjUSSS（）發(fā)電廠高壓母線輸入系統(tǒng)的功率1U1U因為為已知電壓，故求線路始端充電功率時用。由已知的始端電壓及求得的近似功率分布，從始端向末端進(jìn)行電壓分布計算 1U2U（）已知求：111121111LLLLLLLLLP RQ XP XQ RdjUUUUUU2U3U（）由求32222ZTTZTTZTTZTTTP RQXP XQ RdjUUUUUU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 3U3U求出的是低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的值。要得歸算到低壓側(cè)。到變壓器低壓側(cè)的實際電壓，則必須用變比

26、把注意：電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 例題：某110kV降壓變壓所，由電力系統(tǒng)經(jīng)120km長的雙回110kV線路供電，輸電線路用LGJ-150型導(dǎo)線架設(shè)，幾何均距為4m。變電所裝有兩臺 型變壓器并聯(lián)運(yùn)行，系統(tǒng)接線如圖所示。已知變壓所低壓某線上的最大負(fù)荷功率為 ， ，設(shè)線路和變壓器運(yùn)行在額定電壓下。試計算：最大負(fù)荷時輸電線路送端供給的功率；線路及變壓器中全年的電能損耗。7SF31500/1105030MVAjmax4500hT電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 解：1.用兩種方法計算兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行時總有功 功率損耗和總無功功率損耗 由變壓器的型號可查出變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)： 148kWKP

27、 038.5kWP %10.5kU0%0.8I， 額定電壓110/111kV， 31.5 MVANS23301010TkNSPnPnPnS2233250302 38.5 102 14810(2 31.5)0.331MW 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 20%100100KNTNNIUSSQnSnnS2220.810.5 31.55030231.526.171Mvar100100(2 31.5) 變電所從電網(wǎng)吸收的功率(5030)(0.3316.171)50.3336.171MVATLDTjjSSSj2）利用變壓器等值電路進(jìn)行計算： 由變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)求出變壓器串聯(lián)支路歸算到110kV的參數(shù)

28、，并聯(lián)支路用空載功率表示。電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 222211148 1100.90252100021000 31.5KNTTNP URS22%1110.5 11020.16721002100 31.5KNTTNUUXS-3-3002102 38.5 100.077 MWPP00%0.82231.50.504 Mvar100100NIQS變壓器等值電路如圖所示。 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 2222LDLDZTTTPQRjXSU22250300.902520.167110j0.25365.667MVAj1LDZTSSS(5030)(0.25365.667)jj50.2543

29、5.667MVAj變壓器從電網(wǎng)中吸收的功率為：10TSSS(50.25435.667)(0.0770.504)50.33136.171MVAjjj 由于假定變壓器以額定電壓運(yùn)行，故兩種解法結(jié)果一樣。電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 2 2計算輸電線的總功率損耗及送電端的總功率S因為輸電線路為120km的中距離線路，按不修正的集中參數(shù) 型等值電路計算，如圖所示。由LGJ150型號，查得線路參數(shù)為： 10.21/kmr 612.85 10S/kmb電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 0110.21 12012.622LRr l0110.401 12024.0622LXx l640122.85 1

30、01203.42 10S22LBb l線路末端得容性功率:24223.42 101104.138MVA2LYNBjUjjS 22(50.33136.171)4.13850.33132.033MVALTYjjSSSj輸電線路的有功和無功損耗 2222222250.33132.03312.63.706 MW110LLLLNPQPRU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 2222222250.33132.03324.067.078 Mvar110LLLLNPQQXU輸電線路始端的容性功率14.138 MVAYjS 送電端的總功率 21(50.33132.033) (3.7067.078)4.138LL

31、YjjjSSSS54.03734.97364.367 32.91 MVAj1cos0.84（滯后）。 3求變壓器及線路的全年總電能損耗5030LDjS由 ，可求出負(fù)荷的功率因數(shù) 2cos0.85電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 max4500hTmax3000h并，由表31可查得變壓器全年的電能損耗20max22 876022TKNSAPPS22250302 8760 38.5148 30002 31.51435215.389kW h從上面已求出的線路末端的功率 250.31132.033MVALjS可求得功率因數(shù) ，全年通過線路送出的電能，應(yīng)為用戶消耗電能和變壓器損耗電能之和，即： cos

32、0.85350 104500 1435215.389A 6226.435215 10 kW h電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 與此對應(yīng)的maxT為6max3max226.435 1044994500 h50.311 10ATP查表可得max3000h，輸電線路全年的電能損耗為36max3.706 10300011.118 10 kW hLLAP 系統(tǒng)全年總電能損耗為輸電線路和變壓器損耗的總和：661.4352 1011.118 10TLAAA 6=12.5532 10 kW h 全年共損耗掉1255多萬千瓦時的電能?？梢娋€路和變壓器全年電能損耗是很可觀的。 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建

33、華 在手算潮流的計算中，要用到變電所運(yùn)算負(fù)荷和發(fā)電廠運(yùn)算功率的問題。變電所運(yùn)算負(fù)荷電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 等值電路電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 變電所A的負(fù)荷功率為aS，變壓器總損耗為 TAZTAYTASSS 變電所A的等值負(fù)荷功率 AaZTAYTASSSSAAPjQ變電所A的運(yùn)算負(fù)荷為12AAYLYLSSSS221222LLAANNBBPjQjUjU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 同樣得B，C變電所的運(yùn)算負(fù)荷：223222322222LLBBZTBYTBNNLLBBNNBBjUjUSSSSBBPjQjUjU223422342222LLCCZTCYTCNNLLCCNNBB

34、jUjUSSSSBBPjQjUjU變電所運(yùn)算負(fù)荷電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 1S發(fā)電廠運(yùn)算功率 發(fā)電廠輸出功率，發(fā)電機(jī)機(jī)端負(fù)荷LDS電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 TZTYTSSS 變壓器功率損耗為，發(fā)電廠等值電源功率11GTLDZTYTLDGGPjQSSSSSSSS222212122222LLLLGGNNGGNNBBBBSjUjUPjQjUjUS 發(fā)電廠運(yùn)算功率電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的潮流計算1.介紹最簡單的單一環(huán)網(wǎng)，主要由一個電源供電第一步：將單一環(huán)網(wǎng)等值電路簡化為只有線路阻抗的簡化等值電路。 1）元件參數(shù)計算等值電路； 以發(fā)電機(jī)端點(diǎn)為始端， 并將發(fā)電廠

35、變壓器的勵磁 支路移至負(fù)荷側(cè)；電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 2)將同一節(jié)點(diǎn)下的對地支路合并，并將等值電路圖重新編號；電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 3）在全網(wǎng)電壓為額定電壓的假設(shè)下，計算各變電所的運(yùn)算負(fù)荷和發(fā)電廠的運(yùn)算功率，并將它們接在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)。第二步：用簡化的回路電流法解該簡化等值電路122323123()()0aaaZ IZIIZIII電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 通過近似方法，從功率中求取相應(yīng)的電流，電壓近似認(rèn)為是額定電壓：*223122331*3131232312*122331()()0()aaaaZSZSSZSSSZZSZSSZZZZ，為流經(jīng)阻抗的功率 從形式上來看，

36、上式與杠桿中的力矩平衡公式相似。實際上如果將環(huán)形網(wǎng)絡(luò)從母線1處割開，并將其像杠桿那樣拉直；將復(fù)功率的共軛比喻成加在杠桿上的力，阻抗比喻成杠桿上的距離，如圖所示， 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 1 相當(dāng)于杠桿以為 支點(diǎn)時，在1處為使杠桿平衡所施加的力(復(fù)功率的共軛)。因此，公式中復(fù)功率的共軛與相應(yīng)阻抗的乘積常稱為“負(fù)荷矩”，而以上方法常稱為“力矩法”。aS電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 第三步：用相同的方法求解第四步：計算整個網(wǎng)絡(luò)的功率分布*2121322331*122331()bZZSZSSZZZZ，為流經(jīng)阻抗的功率 不計網(wǎng)損可得每條支路的功率分布，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的功率分布可找到功率分點(diǎn)。

37、第五步： 從功率分點(diǎn)處把網(wǎng)絡(luò)折成兩個開式網(wǎng)，按己知不同點(diǎn)電壓、功率的方法再從末端到始端進(jìn)行功率分布計算，從始端到末端進(jìn)行電壓分布計算。最終得到環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的電壓、功率分布。電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 可擴(kuò)展到相應(yīng)的多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的計算當(dāng)中： 均一網(wǎng)絡(luò)功率分點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)的功率是由兩側(cè)向其流動的。分為有功分點(diǎn)和無功分點(diǎn)。 當(dāng)有功分點(diǎn)和無功分點(diǎn)不一致時在無功分點(diǎn)處解列，因為電網(wǎng)應(yīng)在電壓最低處解列，而電壓的損耗主要為由無功功率流動引起的，無功分點(diǎn)的電壓往往低于有功分點(diǎn)的電壓。*mmm maammm mbaS ZS lSSlZS ZS lSSlZ電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 重要概念 功率分

38、點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)的功率是由兩側(cè)向其流動的。分為有功分點(diǎn)和無功分點(diǎn)。 在環(huán)網(wǎng)潮流求解過程中，在功率分點(diǎn)處將環(huán)網(wǎng)解列。 當(dāng)有功分點(diǎn)和無功分點(diǎn)不一致時，將在哪一個分點(diǎn)解列？ 在無功分點(diǎn)處解列，因為電網(wǎng)應(yīng)在電壓最低處解列，而電壓的損耗主要為由無功功率流動引起的，無功分點(diǎn)的電壓往往低于有功分點(diǎn)的電壓。電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 兩端供電網(wǎng)絡(luò)中的功率分布 回路電壓為零的單一環(huán)形網(wǎng)絡(luò)可看作兩端電壓大小相等、相位相同的兩端供電網(wǎng)絡(luò)。同時，兩端電壓大小不相等、相位不相同的兩端供電網(wǎng)絡(luò)，也可等值于回路電壓不為零的單一環(huán)網(wǎng)。電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 兩端供電網(wǎng)絡(luò)潮流計算具體求解過程為：1)設(shè)節(jié)點(diǎn)

39、1、4的電壓差為：2)用簡化的回路電流法解簡化等值電路3)通過近似方法，從功率中求取相應(yīng)的電流，電 壓近似認(rèn)為是額定電壓：14UUdU122323423()()aaaZ IZIIZIIIdU*223122331()()aaaNZSZSSZSSSU dU電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 流經(jīng)阻抗Z12功率為： 流經(jīng)阻抗Z43功率為：*34342323*122334122334()NaZZSZSU dUSZZZZZZ*21213232*122334122334()NbZZSZSU dUSZZZZZZ*122334,NcU dUSZZZ稱為循環(huán)功率電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 4) 計算各線

40、段電壓降落和功率損耗，過程為： 求得網(wǎng)絡(luò)功率分布后，確定其功率分點(diǎn)以及流向功率分點(diǎn)的功率，在功率分點(diǎn)即網(wǎng)絡(luò)最低電壓點(diǎn)將環(huán)網(wǎng)解開，將環(huán)形網(wǎng)絡(luò)看成兩個輻射形網(wǎng)絡(luò)，由功率分點(diǎn)開始，分別從其兩側(cè)逐段向電源端推算電壓降落和功率損耗。電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 例題：有一額定電壓為110kV的閉式電力網(wǎng)，如圖所示。已知發(fā)電廠A高壓母線電壓等于118kV。發(fā)電廠B裝有額定電壓為6.3kV，容量為25MW， 的發(fā)電機(jī)一臺，該機(jī)滿載運(yùn)行，除了廠用10%外，其余的功率經(jīng)一臺容量為31.5MVA，變比為121/6.3的升壓變壓器送入電力網(wǎng)。變電所a裝有兩臺容量為31.5MVA的降壓變壓器，變比為110/11

41、，負(fù)荷為 變電所b裝有一臺容量為16MVA的降壓變壓器，變比為110/6.6，負(fù)荷為 全網(wǎng)導(dǎo)線型號均150, , 。試計算電力網(wǎng)的潮流分布。 cos0.84030MVAj127MVAj10.21/kmr 10.416/kmx 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 解：.求各元件歸算到110kV的參數(shù)及等值電路。略去參數(shù)計算過程，直接給出參數(shù)計算結(jié)果：線路： 12342114.710.512.6LLLLRRRR123441.6,29.1,20.8,25,LLLLXXXX4142434421.37 1020.96 1020.69 1020.82 10LLLLSBS

42、BSBSB變電所： 00190kW,%10.5,31.05,%0.7kkPUPI兩臺變壓器并聯(lián)后的參數(shù)為 001.16 ,20.2 ,0.062MW,0.441MvarTaTaaaRXPQ 變電所： 00110kW,%10.5,18.5,%0.9kkPUPI005.2 ,79.3 ,0.0185MW,0.144MvarTbTbbbRXPQ 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 發(fā)電廠：變壓器空載與短路實驗數(shù)據(jù)同變電所。 002.8,49,0.031MW,0.221MvarTBTBBBRXPQ等值電路如下：電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 .求變電所的運(yùn)算負(fù)荷和發(fā)電廠的運(yùn)算功率 具體計算步驟略去

43、，給出計算結(jié)果。40.432.6MVAaaaSPjQj12.17.42MVAbbbSPjQj2531.25MVAcos0.8NBPS變電所的運(yùn)算負(fù)荷： 變電所的運(yùn)算負(fù)荷：發(fā)電廠的運(yùn)算功率：發(fā)電機(jī)出力： 2 51 8 .7 5 M V AG BSj31.25sin31.25 0.6 18.75MvarNBQ2 .51 .8 7 5 M V AB L DSj廠用電功率： 發(fā)電廠的等值功率： 發(fā)電廠的運(yùn)算功率： 22.316.95MVABSj 22.31913.48MVABSj電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 . .計算環(huán)網(wǎng)的初步功率分布把變電所的運(yùn)算負(fù)荷和線路 上的功率損耗等值成一個負(fù)荷：4L2

44、24212.17.42(12.625)0.210.416MVA110LSjj線路首端功率為 4L4412.17.420.210.41612.317.836MVALLbSSSjjj設(shè)母線輸入環(huán)網(wǎng)電網(wǎng)中的運(yùn)算功率為 2422.316.95 12.317.8369.999.11MVABLSSSjjj將母線輸入環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的功率看成負(fù)的負(fù)荷，并設(shè)則有下所示簡化網(wǎng)絡(luò)圖1aSS 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 因為環(huán)網(wǎng)線路型號相同，為均一網(wǎng)絡(luò)，故有( 9.999.11) (5070)(40.332.6) 701005070ajjS7.375.41MVAj(40.332.6) (10050)( 9.999.11) 1001005070bjjS 22.9318.08MVAj校檢：7.735.41 22.9318.0830.323.49abSSjjj1240.332.69.999.1130.323.49SSjjj電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 滿足 21abSSSS1227.375.41 ( 9.999.11)17.3614.25MVAaSSSjjj 初步分布功率結(jié)果標(biāo)在下圖中，可見變電所從兩側(cè)取用功率，故為功率分點(diǎn)。電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析一一李建華 .由功率分點(diǎn)處拆成