第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流分布計(jì)算

1、第三章第三章 簡單電力系統(tǒng)的簡單電力系統(tǒng)的潮流分布計(jì)算潮流分布計(jì)算潮流計(jì)算概念潮流計(jì)算概念v電壓電壓（包括幅值和相角）和（包括幅值和相角）和功率功率（包括有功（包括有功功率和無功功率）是表征電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行功率和無功功率）是表征電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的主要物理量。的主要物理量。v這就需要采用一定的方法確定系統(tǒng)中各處的這就需要采用一定的方法確定系統(tǒng)中各處的電壓和功率分布電壓和功率分布（實(shí)為功率流，俗稱潮流）。（實(shí)為功率流，俗稱潮流）。3潮流計(jì)算的目的及內(nèi)容潮流計(jì)算的目的及內(nèi)容穩(wěn)態(tài)計(jì)算穩(wěn)態(tài)計(jì)算不考慮發(fā)電機(jī)的參數(shù)不考慮發(fā)電機(jī)的參數(shù)電力網(wǎng)計(jì)算（潮流計(jì)算）電力網(wǎng)計(jì)算（潮流計(jì)算）運(yùn)行數(shù)據(jù)：負(fù)荷（運(yùn)行數(shù)據(jù)：負(fù)荷（

2、P，Q）、發(fā)電機(jī)（）、發(fā)電機(jī)（P，V）潮流計(jì)算潮流計(jì)算給定給定求求各母線電壓各母線電壓各條線路中的功率及損耗各條線路中的功率及損耗計(jì)算目的計(jì)算目的用于電網(wǎng)規(guī)劃用于電網(wǎng)規(guī)劃選接線方式、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面選接線方式、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面用于運(yùn)行指導(dǎo)用于運(yùn)行指導(dǎo)確定運(yùn)行方式、供電方案、調(diào)壓措施確定運(yùn)行方式、供電方案、調(diào)壓措施用于繼電保護(hù)用于繼電保護(hù)整定、設(shè)計(jì)整定、設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒆杩?、?dǎo)納等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、阻抗、?dǎo)納等電力系統(tǒng)潮流計(jì)算目的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算目的v（1） 為系統(tǒng)規(guī)劃提供分析基礎(chǔ)為系統(tǒng)規(guī)劃提供分析基礎(chǔ)v（2） 確定電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式；確定電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式；v（3） 檢查

3、系統(tǒng)中的各元件是否過壓或過載；檢查系統(tǒng)中的各元件是否過壓或過載；v（4） 為繼電保護(hù)的整定提供依據(jù)；為繼電保護(hù)的整定提供依據(jù)；v（5） 為穩(wěn)定計(jì)算提供初值；為穩(wěn)定計(jì)算提供初值；v（6） 事故預(yù)想分析；事故預(yù)想分析；v（7） 為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供分析基礎(chǔ)；為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供分析基礎(chǔ)；v（8） 電力市場下制定交易計(jì)劃，阻塞管理的依據(jù)電力市場下制定交易計(jì)劃，阻塞管理的依據(jù)v潮流計(jì)算的目的：分析和評價電網(wǎng)的安全經(jīng)潮流計(jì)算的目的：分析和評價電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)和質(zhì)量，服務(wù)于規(guī)劃和運(yùn)行。濟(jì)和質(zhì)量，服務(wù)于規(guī)劃和運(yùn)行。v如何計(jì)算？如何計(jì)算？（1）人工：簡單系統(tǒng)）人工：簡單系統(tǒng)（2）計(jì)算機(jī)：復(fù)雜系統(tǒng)）計(jì)算機(jī)：復(fù)雜系統(tǒng)潮流計(jì)算和

4、一般交流電路計(jì)算的根本潮流計(jì)算和一般交流電路計(jì)算的根本差別差別v潮流計(jì)算的變量是潮流計(jì)算的變量是電壓電壓和和功率功率v電路計(jì)算的變量是電路計(jì)算的變量是電壓電壓和和電流電流v因?yàn)閷τ邶嫶蟮慕涣飨到y(tǒng)，電流相位的測定因?yàn)閷τ邶嫶蟮慕涣飨到y(tǒng)，電流相位的測定十分困難，而功率的測量十分方便，可由有十分困難，而功率的測量十分方便，可由有功功率表和無功功率表得到。功功率表和無功功率表得到。U I標(biāo)幺制：S3U I有名制：S333(cossin )uiSU IUIUISPjQ S=U=I -=, ,-uiuiUUIIS P Q 復(fù)功率電壓相量，電流相量的共軛值，功率因數(shù)角，分別為視在功率、有功功率、無功功率無功

5、功率方向的規(guī)定無功功率方向的規(guī)定v負(fù)荷負(fù)荷以以滯后滯后功率因數(shù)運(yùn)行所功率因數(shù)運(yùn)行所吸取吸取的無功功率為的無功功率為正正；以以超前超前功率因數(shù)運(yùn)行時所功率因數(shù)運(yùn)行時所吸取吸取的無功功率為的無功功率為負(fù)負(fù)。v發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)以以滯后滯后功率因數(shù)運(yùn)行所功率因數(shù)運(yùn)行所發(fā)出發(fā)出的無功功率為的無功功率為正正；以以超前超前功率因數(shù)運(yùn)行所功率因數(shù)運(yùn)行所發(fā)出發(fā)出的無功功率為的無功功率為負(fù)負(fù)。什么是無功？什么是無功？v無用的功？無用的功？v學(xué)習(xí)什么知識時，接觸過無功？學(xué)習(xí)什么知識時，接觸過無功？v無功和有功的關(guān)系？無功和有功的關(guān)系？v無功與電力系統(tǒng)的關(guān)系？無功與電力系統(tǒng)的關(guān)系？純電感元件電路純電感元件電路iuL+-

6、- t iOuLpL電感元件在上半個周期將電能變成磁場能儲存起來電感元件在上半個周期將電能變成磁場能儲存起來,在下半個周期將儲存的磁場能釋放出來還給電源在下半個周期將儲存的磁場能釋放出來還給電源.瞬時有功功率的最大值就是無功功率瞬時有功功率的最大值就是無功功率純電容元件電路純電容元件電路iuC+- - t iCOupC電容元件在上半個周期將電能變成電場能儲存起來電容元件在上半個周期將電能變成電場能儲存起來,在下半個周期將儲存的電場能釋放出來還給電源在下半個周期將儲存的電場能釋放出來還給電源瞬時有功功率的最大值就是無功功率瞬時有功功率的最大值就是無功功率RLC串聯(lián)電路串聯(lián)電路LCRuuLuCi+

7、- -+- -+- - tOpLpC電感上和電容上的瞬時有功功率電感上和電容上的瞬時有功功率反向反向；電感上的無功叫做消耗感性無功，或發(fā)出容性無功；電感上的無功叫做消耗感性無功，或發(fā)出容性無功；電容上的無功叫消耗容性無功，或發(fā)出感性無功。電容上的無功叫消耗容性無功，或發(fā)出感性無功。v無功功率是電感或電容吞吐有功功率的最大無功功率是電感或電容吞吐有功功率的最大值值,是標(biāo)量是標(biāo)量,相當(dāng)于容器的容量相當(dāng)于容器的容量;v但是但是,由于電感與電容吞吐有功功率步調(diào)相反由于電感與電容吞吐有功功率步調(diào)相反,因此將無功功率賦予方向因此將無功功率賦予方向:電容元件吞吐有功功率的過程電容元件吞吐有功功率的過程,稱為

8、發(fā)出感性無稱為發(fā)出感性無功功率功功率,是感性無功功率電源是感性無功功率電源;電感元件吞吐有功功率的過程電感元件吞吐有功功率的過程,稱為吸收感性無稱為吸收感性無功功率功功率,是感性無功功率負(fù)荷是感性無功功率負(fù)荷.v有發(fā)出有發(fā)出,有吸收有吸收,構(gòu)成無功功率平衡構(gòu)成無功功率平衡.v同步電機(jī)發(fā)出感性無功同步電機(jī)發(fā)出感性無功,異步電機(jī)吸收感性無異步電機(jī)吸收感性無功功.因此電力系統(tǒng)中因此電力系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)是同步的發(fā)電機(jī)是同步的,電動機(jī)電動機(jī)是異步的是異步的.v如果發(fā)電機(jī)、電動機(jī)都做出異步的，或都做如果發(fā)電機(jī)、電動機(jī)都做出異步的，或都做出同步的會怎么樣？出同步的會怎么樣？辭海辭海對無功功率的解釋對無功功率的

9、解釋v具有電感和電容的交流電路中，電感的磁場具有電感和電容的交流電路中，電感的磁場或電容的電場在一個周期內(nèi)的一部分時間內(nèi)或電容的電場在一個周期內(nèi)的一部分時間內(nèi)從電源吸收能量，另一部分時間內(nèi)將能量返從電源吸收能量，另一部分時間內(nèi)將能量返回電源。在整個周期內(nèi)平均功率為零，也就回電源。在整個周期內(nèi)平均功率為零，也就是沒有能量消耗。但能量是在電源和電感或是沒有能量消耗。但能量是在電源和電感或電容之間來回交換的。能量交換率的最大值電容之間來回交換的。能量交換率的最大值叫做無功功率。叫做無功功率。關(guān)于無功功率的解釋關(guān)于無功功率的解釋v無功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場與無功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電

10、場與磁場的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維磁場的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉(zhuǎn)變持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣為其他形式的能量。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。v無功和電壓無功和電壓關(guān)系密切（第六章的內(nèi)容）關(guān)系密切（第六章的內(nèi)容）:感性感性無功不足無功不足,電壓降低電壓降低;感性無功過剩感性無功過剩,電壓升高電壓升高. 3.1電力線路運(yùn)行狀況的計(jì)算與分析電力線路運(yùn)行狀況的計(jì)算與分析v電力線路上的功率損耗和電壓降落電力線路上的功率損耗和電壓降落有四個變量

11、：有四個變量： ，已知其中的兩個，可求另外兩個，已知其中的兩個，可求另外兩個變量。電力系統(tǒng)計(jì)算的最大特點(diǎn)：避免變量。電力系統(tǒng)計(jì)算的最大特點(diǎn)：避免 的復(fù)數(shù)計(jì)算；的復(fù)數(shù)計(jì)算；功率容易測量，電流相角很難測量。功率容易測量，電流相角很難測量。2211,IUIUIU,已知：末端電壓已知：末端電壓 ，末端功率，末端功率 ，求始端電壓，求始端電壓 ，始端功率始端功率 。取。取 為參考方向，則為參考方向，則 ，負(fù)，負(fù)荷以滯后功率因數(shù)運(yùn)行。荷以滯后功率因數(shù)運(yùn)行。(如何表達(dá)負(fù)荷以超前功率因數(shù)運(yùn)行如何表達(dá)負(fù)荷以超前功率因數(shù)運(yùn)行?)2U2U222jQPS1U111jQPS222UUU無論是求流過的功率還是損耗的無論是

12、求流過的功率還是損耗的功率功率,都用下列公式表達(dá)都用下列公式表達(dá).3()()SU ISU I有名值標(biāo)幺值。 在計(jì)算功率的過程中在計(jì)算功率的過程中,無論是用有名值還是用標(biāo)幺值無論是用有名值還是用標(biāo)幺值,最終的表達(dá)式是相同的最終的表達(dá)式是相同的.2U解題思路解題思路:（1）求功率：由末端向始端逐點(diǎn)、逐支路推算功率損耗。）求功率：由末端向始端逐點(diǎn)、逐支路推算功率損耗。（2）求電壓：用末端數(shù)據(jù)，計(jì)算阻抗上的電壓損耗，得到始端電壓）求電壓：用末端數(shù)據(jù)，計(jì)算阻抗上的電壓損耗，得到始端電壓 2222222222222yyYY3322311GjBPj Q22yyUSU IUUUU （）22222y22yy22

13、(2)SSSPjQPj QPjQ （1）支路末端導(dǎo)納支路的功率損耗為：）支路末端導(dǎo)納支路的功率損耗為： 222222222(3)33( 3)33()3ZZZZZZZSdU IZIIZ IPQSZRjXPj QUU 122211(4)ZZZSSSPj QPjQPjQ 111221111(5)22yyySGUjBUPj Q 111111111(6)yyySSSPjQPj QPjQ 2222222222233 ()()()3ZSPjQdUZIZRjXUUP RQ XP XQ RjUj UUU 12222122221222dU= U+j UUdU+UUU+j UU(UU)UUarctgUUP R+Q

14、XUUU=UU近似計(jì)算：如果已知始端電壓和始端功率，如何求末端電壓和末端功率？如果已知始端電壓和始端功率，如何求末端電壓和末端功率？相量圖如何？相量圖如何？幾個概念幾個概念v（1）電壓降落是指電力線路兩端電壓的相量差）電壓降落是指電力線路兩端電壓的相量差 （2）電壓損耗是指電力線路兩端電壓的有效值之差，即）電壓損耗是指電力線路兩端電壓的有效值之差，即U1-U2，電壓損耗是一個標(biāo)量，一般可近似認(rèn)為，電壓損耗是一個標(biāo)量，一般可近似認(rèn)為U1-U2U，電電壓損耗常以百分?jǐn)?shù)表示，即壓損耗常以百分?jǐn)?shù)表示，即（3）電壓偏移是指電力線路兩端電壓與電力線路額定電壓）電壓偏移是指電力線路兩端電壓與電力線路額定電壓

15、的數(shù)值差，電壓偏移也常以百分?jǐn)?shù)表示，電力線路兩端電壓的數(shù)值差，電壓偏移也常以百分?jǐn)?shù)表示，電力線路兩端電壓偏移百分?jǐn)?shù)為：偏移百分?jǐn)?shù)為： 12dj UUUUU 12%100%NUUUU%100%1,2iNi NNi代表始、末端UUUU3.1.2 電力線路上的電能損耗電力線路上的電能損耗v計(jì)算電力線路電能損耗的方法主要有兩個：計(jì)算電力線路電能損耗的方法主要有兩個：經(jīng)驗(yàn)公式法經(jīng)驗(yàn)公式法和和查表法查表法。222222223311221232222123222211()nnznnk nk nKKKkkkkKPQPQPQPQWR tR tR tR tUUUUPQI RtRtU 上述方法準(zhǔn)確上述方法準(zhǔn)確,但是

16、計(jì)算工作量大但是計(jì)算工作量大,規(guī)劃時用簡化規(guī)劃時用簡化的方法求電力線路的電能損耗的方法求電力線路的電能損耗.（1）基本概念）基本概念1）最大負(fù)荷利用小時）最大負(fù)荷利用小時數(shù)。可以從手冊中查到數(shù)。可以從手冊中查到該值該值 maxmaxWTP2）負(fù)荷率）負(fù)荷率=平均負(fù)荷最大負(fù)荷W=8760平均負(fù)荷8760小時PmaxPmaxT 平均負(fù)荷W年負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線3）年負(fù)荷率）年負(fù)荷率 maxmaxmaxWTW8760P8760 P8760年平均負(fù)荷年負(fù)荷率=年最大負(fù)荷8760小時PmaxPmaxT 平均負(fù)荷W年負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線4）最大負(fù)荷損耗時間）最大負(fù)荷損耗時間maxmaxzWP8760小時Pma

17、xP zWmax年負(fù)荷損耗曲線5)年負(fù)荷損耗率年負(fù)荷損耗率 maxmaxmaxWW8760P8760P8760zz年平均負(fù)荷損耗年負(fù)荷損耗率=年最大負(fù)荷損耗8760小時PmaxP zWmax年負(fù)荷損耗曲線年負(fù)荷損耗曲線（2）查表法計(jì)算電力線路電能損耗的步驟為：查表法計(jì)算電力線路電能損耗的步驟為： a.查表得最大負(fù)荷利用小時數(shù)查表得最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmaxb.查表得與最大負(fù)荷利用小時數(shù)查表得與最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax對應(yīng)的對應(yīng)的最大負(fù)荷損耗時間最大負(fù)荷損耗時間max。 c. 求電能損耗求電能損耗WZmaxmaxZWP （1）經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算電力線路電能損耗的步驟為：）經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算電力線路電能

18、損耗的步驟為： 210.1 0.4K 年負(fù)荷損耗率（年負(fù)荷率） （） （年負(fù)荷率）max(8760zWP 年負(fù)荷損耗率）a.計(jì)算最大負(fù)荷時的功率損耗計(jì)算最大負(fù)荷時的功率損耗b.查表得到最大負(fù)荷利用小時數(shù)查表得到最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmaxc.求年負(fù)荷率求年負(fù)荷率d.用下面的經(jīng)驗(yàn)公式用下面的經(jīng)驗(yàn)公式,求年負(fù)荷損耗率求年負(fù)荷損耗率，e. 求電能損耗求電能損耗WZmaxPmax8760T線損率線損率12100%100%ZZZWWWWW線損率線損率是供電企業(yè)重要的指標(biāo)線損率是供電企業(yè)重要的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)線損統(tǒng)計(jì)線損=理論線損理論線損+管理線損管理線損潮流圖演示潮流圖演示v有載調(diào)壓變壓器有載調(diào)壓變壓器v線路的負(fù)

19、載與空載運(yùn)行線路的負(fù)載與空載運(yùn)行線路空載運(yùn)行線路空載運(yùn)行 20221210. 0, 0222222222222222BRUUBXUUXQRPUBUQBUjSSjQPSGRy末端空載，則：已知：NNUKVlxbBXUUU1 . 1420500%10021002100%21121端電壓將高于公里長，則空載時的末線路，例如平方成正比。電壓損耗與線路長度的電壓損耗線路空載運(yùn)行電壓相量圖線路空載運(yùn)行電壓相量圖2U2yI1U1UUU3.2 變壓器運(yùn)行狀況的分析與計(jì)算變壓器運(yùn)行狀況的分析與計(jì)算222222ZTTTT222(j)SPQSZRXUU22222222TT2222jPQPQRXUUZTZTjPQ 2

20、222yT1T1TT1T1TyTyT(j)jjSU YUGBU GU BPQ 變壓器中的電壓降落、功率損耗和電能損耗變壓器中的電壓降落、功率損耗和電能損耗v發(fā)電廠中的變壓器已發(fā)電廠中的變壓器已知始端功率和電壓，知始端功率和電壓，v變電所中的變壓器已變電所中的變壓器已知末端功率和電壓知末端功率和電壓v變電所的變壓器變電所的變壓器v發(fā)電廠的變壓器發(fā)電廠的變壓器 2222kN2kN1ZTZT22222N1N2222kN2kN1ZTZT222N1N220101yTyT22NN220N10N1yTyT22NN10001000%10010010001000%100100PU SPU SPPU SU SUU

21、 SUU SQQU SU SPUPUPPUUIS UIS UQQUU22SS11SS12NUUU221k2ZTZT22NN22kN2kN1ZTZT2NN00yTyT00yTNyTN10001000%10010010001000%100100kP SP SPPSSUS SUS SQQSSPPPPIIQSQS2NSS1NSSkkZTZTkkZTNZTN00yTyT00yTNyTN10001000%10010010001000%100100PPPPUUQSQSPPPPIIQSQS 實(shí)際功率是實(shí)際功率是S時時22TyTyTZTZTNN2200kkNNNNjj%jj1001001000100SSSPQP

22、QSSPIPUSSSSSS 22TyTyTZTZTNN(j)jSSSnPQnPQnSnS 2T2TT22T2TT2P RQ XUUP XQ RUU2212TT()()UUUUTT2TarctanUUU3.2.2 變壓器的電能損耗變壓器的電能損耗v勵磁支路的電能損耗勵磁支路的電能損耗v阻抗支路的功率損耗阻抗支路的功率損耗0yT87601000PW2kZTmaxN1000PSWS3.3 輻射形網(wǎng)的潮流分布計(jì)算輻射形網(wǎng)的潮流分布計(jì)算v有四種已知條件有四種已知條件v（1）已知末端電壓和功率，求始端電壓和功率）已知末端電壓和功率，求始端電壓和功率v（2）已知始端電壓和功率，求末端電壓和功率）已知始端電壓

23、和功率，求末端電壓和功率v（3）已知始端電壓，末端功率，求始端功率和）已知始端電壓，末端功率，求始端功率和末端電壓。末端電壓。v（4）已知始端功率，末端電壓，求始端電壓和）已知始端功率，末端電壓，求始端電壓和末端功率。末端功率。3.3 輻射形網(wǎng)的潮流分布計(jì)算輻射形網(wǎng)的潮流分布計(jì)算v1) 由已知接線圖作出等效電路由已知接線圖作出等效電路；v2) 作出簡化等值網(wǎng)絡(luò)圖作出簡化等值網(wǎng)絡(luò)圖；v3) 用逐段推算法推算其潮流分布。用逐段推算法推算其潮流分布。v已知末端功率已知末端功率 和末端電壓和末端電壓 4S4U已知：始端電壓已知：始端電壓 ，末端功率，末端功率 ，求末端電壓，求末端電壓 ，始端功率始端功

24、率 。1U222jQPS2U111jQPS假設(shè)末端電壓額定假設(shè)末端電壓額定（1）從末端向始端計(jì)算功率損耗，）從末端向始端計(jì)算功率損耗，得到始端功率；得到始端功率；（2）用已知的始端電壓和計(jì)算的）用已知的始端電壓和計(jì)算的始端功率，向末端計(jì)算電壓降落，始端功率，向末端計(jì)算電壓降落，得到末端電壓；得到末端電壓；。 前推回代方法，是配網(wǎng)潮前推回代方法，是配網(wǎng)潮流計(jì)算的主要方法之一流計(jì)算的主要方法之一v已知末端功率已知末端功率 和始端電壓和始端電壓即設(shè)全網(wǎng)電壓均為額定電壓。即設(shè)全網(wǎng)電壓均為額定電壓。 由已知的始端電壓由已知的始端電壓 和求得的始端功率和求得的始端功率 4S1U1U1S3.3.2 對多端網(wǎng)

25、絡(luò)的處理對多端網(wǎng)絡(luò)的處理合到一起v運(yùn)算功率與運(yùn)算負(fù)荷是針對網(wǎng)絡(luò)中各個位置流過的運(yùn)算功率與運(yùn)算負(fù)荷是針對網(wǎng)絡(luò)中各個位置流過的功率的命名。功率的命名。v這樣命名，好處是在進(jìn)行電網(wǎng)分析和計(jì)算時，網(wǎng)絡(luò)這樣命名，好處是在進(jìn)行電網(wǎng)分析和計(jì)算時，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更簡單。結(jié)構(gòu)更簡單。運(yùn)算功率運(yùn)算功率電源為為等值電源功率為電源功率)(222222111yQQjPSjQPSjQPS運(yùn)算負(fù)荷)(11111222功率為運(yùn)算負(fù)荷為等值負(fù)荷功率為負(fù)荷功率yQQjPSjQPSjQPS13.4 環(huán)形網(wǎng)中的潮流分布計(jì)算環(huán)形網(wǎng)中的潮流分布計(jì)算思路思路v手算潮流必須知道潮流的手算潮流必須知道潮流的始端始端和和末端，末端，而環(huán)網(wǎng)潮流而環(huán)網(wǎng)潮

26、流方向不確定，網(wǎng)絡(luò)中的始端是電源點(diǎn)，而網(wǎng)絡(luò)的末方向不確定，網(wǎng)絡(luò)中的始端是電源點(diǎn)，而網(wǎng)絡(luò)的末端不確定。端不確定。v首先，用簡化方法，首先，用簡化方法，確定環(huán)網(wǎng)中潮流的大致方向確定環(huán)網(wǎng)中潮流的大致方向，由此確定網(wǎng)絡(luò)的末端，將環(huán)網(wǎng)打開，形成兩個輻射由此確定網(wǎng)絡(luò)的末端，將環(huán)網(wǎng)打開，形成兩個輻射形網(wǎng)絡(luò)。形網(wǎng)絡(luò)。v然后，用計(jì)算輻射形網(wǎng)絡(luò)的方法計(jì)算功率損耗；從然后，用計(jì)算輻射形網(wǎng)絡(luò)的方法計(jì)算功率損耗；從電源點(diǎn)開始沿網(wǎng)絡(luò)循序一周計(jì)算電壓降落。電源點(diǎn)開始沿網(wǎng)絡(luò)循序一周計(jì)算電壓降落。3.4.1 環(huán)形網(wǎng)中的初步功率分布環(huán)形網(wǎng)中的初步功率分布a12a223a2331()()0I ZIIZIII ZN/IS Ua12a

27、223a2331()()0S ZSSZSSS Z22331331a1223312233 SZZS ZSZZZS ZS ZZa12a223a2331()()0S ZSSZSSS Z22331ZZZ331ZZ122331ZZZZ21231223b1223312233 S ZSZZSZZZS ZS ZZ212ZZ32312ZZZ v如果電力網(wǎng)各段線路采用相同型號的導(dǎo)線、如果電力網(wǎng)各段線路采用相同型號的導(dǎo)線、相同的材料、相同的截面積，而且導(dǎo)線間的相同的材料、相同的截面積，而且導(dǎo)線間的幾何均距相等，那么這種電力網(wǎng)單位長度的幾何均距相等，那么這種電力網(wǎng)單位長度的參數(shù)完全相同，稱為均一網(wǎng)。參數(shù)完全相同，稱為

28、均一網(wǎng)。ammm mS ZS lSlZbmmm mS ZS lSlZ功率分點(diǎn)功率分點(diǎn)v無功功率分點(diǎn)：與該點(diǎn)連接的所有支路的無無功功率分點(diǎn)：與該點(diǎn)連接的所有支路的無功功率都流向該點(diǎn)；功功率都流向該點(diǎn)；v有功功率分點(diǎn)：與該點(diǎn)連接的所有支路的有有功功率分點(diǎn)：與該點(diǎn)連接的所有支路的有功功率都流向該點(diǎn)；功功率都流向該點(diǎn)；v功率與電壓的關(guān)系可以比喻為水流與地勢的功率與電壓的關(guān)系可以比喻為水流與地勢的關(guān)系；關(guān)系；v一般無功功率分點(diǎn)電壓更低。一般無功功率分點(diǎn)電壓更低。兩端電壓不等時的功率分布兩端電壓不等時的功率分布22334334Na122334122334dSZZS ZUUSZZZZZZZ2233NdS Z

29、S ZUUZZ NcdUUSZ兩端供電網(wǎng)絡(luò)的功率分布兩端供電網(wǎng)絡(luò)的功率分布cnmmmbcnmmmaSZSZSSZSZS223.4.2 環(huán)形網(wǎng)的分解及潮流分布環(huán)形網(wǎng)的分解及潮流分布變壓器變比不匹配，產(chǎn)生循環(huán)功率變壓器變比不匹配，產(chǎn)生循環(huán)功率242/10.5231/10.566例如將圖中短路器例如將圖中短路器1 1斷開時斷開時 其左側(cè)電壓為其左側(cè)電壓為10.510.5242/10.5=242kV242/10.5=242kV； 右側(cè)電壓為右側(cè)電壓為10.510.5231/10.5=231kV231/10.5=231kV；從而，將該斷路器閉合時，將有順時針方向的循環(huán)功率流動，其表達(dá)式從而，將該斷路器閉

30、合時，將有順時針方向的循環(huán)功率流動，其表達(dá)式仍與兩端供電網(wǎng)絡(luò)相同。仍與兩端供電網(wǎng)絡(luò)相同。10.5kV10.5/24210.5/231T2T1cS2422311產(chǎn)生循環(huán)功率的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生循環(huán)功率的網(wǎng)絡(luò)v1.兩端供電網(wǎng)絡(luò)兩端供電網(wǎng)絡(luò)v2.環(huán)網(wǎng)，變壓器變比不匹配環(huán)網(wǎng)，變壓器變比不匹配3.5 電力網(wǎng)絡(luò)的簡化方法電力網(wǎng)絡(luò)的簡化方法v3.5.1 等效電源法等效電源法v3.5.2 負(fù)荷移置法負(fù)荷移置法v3.5.3 星星-網(wǎng)變換法網(wǎng)變換法3.5.1 等效電源法等效電源法123IIIII123123iiiiEUEUEUEUZZZZ3.6 電力網(wǎng)絡(luò)潮流的調(diào)整控制電力網(wǎng)絡(luò)潮流的調(diào)整控制v為什么要控制為什么要控制v控制的

31、范圍控制的范圍v控制的手段控制的手段為什么調(diào)整控制潮流？為什么調(diào)整控制潮流？v環(huán)網(wǎng)中自然功率按阻抗分布，有功損耗最小環(huán)網(wǎng)中自然功率按阻抗分布，有功損耗最小按電阻分布。按電阻分布。v為了使電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的供電要求，為了使電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的供電要求，因而有必要對網(wǎng)絡(luò)的潮流進(jìn)行調(diào)整控制。因而有必要對網(wǎng)絡(luò)的潮流進(jìn)行調(diào)整控制。v安全安全：功率不過載：功率不過載v優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)：電壓質(zhì)量滿足要求：電壓質(zhì)量滿足要求v經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)：有功損耗?。河泄p耗小調(diào)整控制潮流的范圍調(diào)整控制潮流的范圍v輻射形（開式）網(wǎng)中的潮流無法控制，其輻射形（開式）網(wǎng)中的潮流無法控制，其完全取決于各點(diǎn)負(fù)荷；完全取決于各點(diǎn)負(fù)荷；v 兩端

32、供電網(wǎng)絡(luò)的潮流可以借調(diào)整兩端電源兩端供電網(wǎng)絡(luò)的潮流可以借調(diào)整兩端電源電壓或功率適當(dāng)控制，但調(diào)整幅度有限；電壓或功率適當(dāng)控制，但調(diào)整幅度有限；v若不計(jì)及環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中變壓器分接頭的作用，若不計(jì)及環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中變壓器分接頭的作用，其其潮流按阻抗分布潮流按阻抗分布，也無法控制；（潮流按，也無法控制；（潮流按阻抗分布并不最優(yōu)）；阻抗分布并不最優(yōu)）；v有功功率損耗最小時的功率分布應(yīng)按線段的有功功率損耗最小時的功率分布應(yīng)按線段的電阻分布電阻分布 一、調(diào)整控制潮流的必要性一、調(diào)整控制潮流的必要性1SbSaS3S2S12Z31Z23Z若各段參數(shù)相同若各段參數(shù)相同3123123133132231231231331322

33、)()(llllQllQQllllPllPPaa 3123122312312231231223123122)()(lllllQlQQlllllPlPPbb 若各導(dǎo)線各不相同，且若各導(dǎo)線各不相同，且313123231212xrxrxr 31*23*12*212*312*23*)(ZZZSZSZZSb 31*23*12*331*231*23*)(ZZZSZSZZSa 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為網(wǎng)損最小，由上式得網(wǎng)損為：經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為網(wǎng)損最小，由上式得網(wǎng)損為：312232232232222221222)()()()(rUQQQPPPrUQQPPrUQPPNaaNaaNaa 0)( 2)( 22312322322212

34、rUPPPrUPPrUPPPNaNaNaa0)( 2)( 22312322322212 rUQQQrUQQrUQQPNaNaNaa解得 rrPrrPPa313312320 .)( rrQrrQQa313312320 .)( rrSrrSSa313312320 .)( rrrSrSSb)(231231220 . 即有功功率損耗最小時的功率分布應(yīng)按線段電阻分布而不是阻抗即有功功率損耗最小時的功率分布應(yīng)按線段電阻分布而不是阻抗分布。分布。 按阻抗分布功率，叫功率自然分布，這種分布是不加控制的按阻抗分布功率，叫功率自然分布，這種分布是不加控制的。 為了保證供電的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的要求，因此需調(diào)整控制潮

35、流。為了保證供電的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的要求，因此需調(diào)整控制潮流。Ecx縱向附加電勢，其相位與線路相電壓一致；縱向附加電勢，其相位與線路相電壓一致；Ecy橫向附加電勢，其相位與線路相電壓相差橫向附加電勢，其相位與線路相電壓相差90900 0；Ecx 、Ecy均由附加串聯(lián)加壓器產(chǎn)生。均由附加串聯(lián)加壓器產(chǎn)生。 *222222()()()ccxcyNfcfcfcNcxcyNcxcyNcxcyNEjEE USPjQURjXZEjERjXURXE RE XUE XE R UjRXRX XR高壓線路中，高壓線路中， cyNcyNcxNcxNfcfcfcfcfcfcE UE UE UE USPjQjSPjQjX

36、XXX的有功部分。的有功部分。生生即橫向串聯(lián)電勢主要產(chǎn)即橫向串聯(lián)電勢主要產(chǎn)則則fccyfcES,P 的無功部分。的無功部分。生生即縱向串聯(lián)電勢主要產(chǎn)即縱向串聯(lián)電勢主要產(chǎn)fccxfcES,Q 功功功功率率分分布布。主主要要是是改改變變網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中的的有有，即即分分布布；改改變變電電壓壓的的相相位位改改變變網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中的的無無功功功功率率，主主要要是是變變電電壓壓的的大大小小即即從從上上式式還還可可以以看看出出，改改cycxEEG1632200MW100MW60MW140MW160MWG300MW 20j 20j 10j限制限制2-3線路負(fù)荷為線路負(fù)荷為125MW調(diào)整控制潮流的手段調(diào)整控制潮流的手

37、段v串聯(lián)電容，是在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中阻抗相對過大串聯(lián)電容，是在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中阻抗相對過大的線段上串聯(lián)電容，以容抗抵償線路的電抗，的線段上串聯(lián)電容，以容抗抵償線路的電抗，起到轉(zhuǎn)移重載線路上流通功率的作用。起到轉(zhuǎn)移重載線路上流通功率的作用。串聯(lián)電容串聯(lián)電容105020)100(30300175 ccXXv串聯(lián)電抗，是在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中重載線路上串串聯(lián)電抗，是在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中重載線路上串聯(lián)電抗，起到限制線路上流通功率，避免線聯(lián)電抗，起到限制線路上流通功率，避免線路過載的作用。但串聯(lián)電抗對電壓質(zhì)量和系路過載的作用。但串聯(lián)電抗對電壓質(zhì)量和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有不良影響，故該手段未得統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有不良影響，故該手段未得到推廣。到推廣。調(diào)整控制潮流的手段調(diào)整控制潮流的手段 145020)100()30(300175LLLXXX 7050)20()100()30(300175LLLLXXXX電感串聯(lián)在電感串聯(lián)在2 23 3線路上：線路上：電感串聯(lián)在電感串聯(lián)在1 13 3線路上：線路上：串聯(lián)電抗串聯(lián)電抗v附加串聯(lián)加壓器，是在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中接入串附加串聯(lián)加壓器，是在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中接入串聯(lián)加壓器，使其產(chǎn)生一強(qiáng)制