電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析講解第三章

1、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析Steady-State Analysis of Power System （三）（三） 陜西科技大學電氣與信息工程學院宋玲芳潮流計算的目的及內(nèi)容潮流計算的目的及內(nèi)容穩(wěn)態(tài)計算穩(wěn)態(tài)計算不考慮發(fā)電機的參數(shù)不考慮發(fā)電機的參數(shù)電力網(wǎng)計算（潮流計算）電力網(wǎng)計算（潮流計算）負荷（負荷（P，Q）潮流計算潮流計算給定給定發(fā)電機（發(fā)電機（P，V）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算目的計算目的用于電網(wǎng)規(guī)劃用于電網(wǎng)規(guī)劃選接線方式、電氣設備、導線截面選接線方式、電氣設備、導線截面用于運行指導用于運行指導確定運行方式、供電方案、調(diào)壓措施確定運行方式、

2、供電方案、調(diào)壓措施用于繼電保護用于繼電保護整定、設計整定、設計第三章第三章 簡單電力網(wǎng)絡的計算和分析簡單電力網(wǎng)絡的計算和分析電力線路和變壓器的運行狀況的計算和電力線路和變壓器的運行狀況的計算和分析分析簡單電力網(wǎng)絡的潮流分布簡單電力網(wǎng)絡的潮流分布電力網(wǎng)絡潮流的調(diào)整控制電力網(wǎng)絡潮流的調(diào)整控制第三章第三章 簡單電力網(wǎng)絡的計算和分析簡單電力網(wǎng)絡的計算和分析負荷的表示負荷的表示jjU eeIUUISI()cossinjjjjUeUeUUIIIISQP33cos3sinSSUIjUIPjQ負荷一般以功率表示：單位負荷一般以功率表示：單位 P（kW）、）、 Q（kVar）、）、S（kVA）預備知識預備知識3

3、.13.1電力線路和變壓器運行狀況的計算和分析電力線路和變壓器運行狀況的計算和分析 一、電力線路運行狀況的計算和分析一、電力線路運行狀況的計算和分析 1 1、電力線路功率的計算、電力線路功率的計算 已知：首端電壓已知：首端電壓 , ,首端功率首端功率 以及線路參數(shù)。以及線路參數(shù)。 求：線路中的功率損耗、末端電壓和功率。求：線路中的功率損耗、末端電壓和功率。解過程：從首端向末端推導。解過程：從首端向末端推導。1 1）首端導納支路的功率）首端導納支路的功率111112211113()223311 22 yyyY UUYSUUGUjBUPj Q 1S 2S 1U1YS 111SPjQ 2)2) 阻抗

4、支路首端功率阻抗支路首端功率3)3) 阻抗支路中損耗的功率阻抗支路中損耗的功率 111111111jQPQjPjQPSSSyyy ZZzQjPXUQPjRUQPjXRUQPZUSZUSUSS 212 12 1212 12 1212 12 12111111333 221112jQPQjPjQPSSSZZZ 4) 4) 阻抗支路末端功率阻抗支路末端功率6)6) 末端功率末端功率 222222222jQPQjPjQPSSSyyY UjUUURQXPjUXQRPUjXRUjQPUZUSUU 111111111111*1112 5) 5) 末端導納支路的功率末端導納支路的功率 2222222*22212

5、12yyyQjPjBUGUUUYS 2、電力線路電壓的計算、電力線路電壓的計算 0110 UU令：令：電壓降落電壓降落12dUUU相角為：相角為：簡化為：簡化為：222SPjQ UUUtg 11 12122UUUUU 3 3、從末端向始端推導、從末端向始端推導已知：末端電壓已知：末端電壓 ，末端功率，末端功率 ，以及線路參數(shù)。，以及線路參數(shù)。求：線路中的功率損耗、始端電壓和功率。求：線路中的功率損耗、始端電壓和功率。 2212UUUU 其幅值為：其幅值為：U 1U2UU U U Ud 2U 4、電壓質(zhì)量指標、電壓質(zhì)量指標1)1)、電壓降落電壓降落：指線路始末兩端電壓的相量差。為相量。：指線路始

6、末兩端電壓的相量差。為相量。2)2)、電壓損耗電壓損耗：指線路始末兩端電壓的數(shù)值差。為數(shù)值。：指線路始末兩端電壓的數(shù)值差。為數(shù)值。標量以百分值表示：標量以百分值表示：12222222221122,UUUj UP RQ XP XQ RUUUUUUUUUtgUU 功率的求取與上相同，注意功率的流向。功率的求取與上相同，注意功率的流向。12%100NUUU 電壓損耗電壓損耗0220UU電壓的求取應注意符號，令：電壓的求取應注意符號，令：4 4）、）、電壓調(diào)整：電壓調(diào)整：指線路末端空載與負載時電壓的數(shù)值差。指線路末端空載與負載時電壓的數(shù)值差。為數(shù)值。標量以百分值表示：為數(shù)值。標量以百分值表示：3)3)

7、、電壓偏移電壓偏移：指線路始端或末端電壓與線路額定電壓的指線路始端或末端電壓與線路額定電壓的數(shù)值差。為數(shù)值。標量以百分值表示：數(shù)值差。為數(shù)值。標量以百分值表示：12%100%100NNNNUUUUUU始端電壓偏移始端電壓偏移末端電壓偏移末端電壓偏移20220%100UUU電壓調(diào)整電壓調(diào)整5 5、電力線路上的電能損耗、電力線路上的電能損耗方法一：年負荷損耗率法方法一：年負荷損耗率法1)1)、最大負荷利用小時數(shù)、最大負荷利用小時數(shù)T Tmaxmax：指一年中負荷消費的電指一年中負荷消費的電能能W W除以一年中的最大負荷除以一年中的最大負荷PmaxPmax，即：，即： 2)2)、年負荷率、年負荷率：

8、一年中負荷消費的電能一年中負荷消費的電能W W除以一年中的最除以一年中的最大負荷大負荷PmaxPmax與與8760h8760h的乘積，即：的乘積，即： 3)3)、年負荷損耗率：、年負荷損耗率：全年電能損耗除以最大負荷時的功全年電能損耗除以最大負荷時的功率損耗與率損耗與8760h8760h的乘積，即：的乘積，即： maxmax/PWT maxmaxmaxmaxmax/ 876087608760myPTTkWPPmax/ 8760ayzkWP （）4)、線路年負荷損耗率與年負荷率的近似關系線路年負荷損耗率與年負荷率的近似關系K為經(jīng)驗數(shù)值。一般取為經(jīng)驗數(shù)值。一般取K=0.10.4，kmy較低時取較小

9、數(shù)值。較低時取較小數(shù)值。 21mymyayk)K(Kkk 5)5)、計算過程：、計算過程：WPkkTmaxaymymax 最大負荷的潮流計算最大負荷的潮流計算maxayPkW 8760 方法二：最大負荷損耗時間法方法二：最大負荷損耗時間法1)1)、最大負荷損耗時間：、最大負荷損耗時間：全年電能損耗除以最大功率損耗，全年電能損耗除以最大功率損耗，即：即：2)2)、計算過程：、計算過程：maxmax/PWz maxmax PWzmaxmax,cosT6、電能經(jīng)濟指標、電能經(jīng)濟指標1)1)、輸電效率：、輸電效率：指線路末端輸出有功功率與線路始端輸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

10、百分數(shù)表示：入有功功率的比值，以百分數(shù)表示：2)2)、線損率或網(wǎng)損率：、線損率或網(wǎng)損率：線路上損耗的電能與線路始端輸線路上損耗的電能與線路始端輸入的電能的比值入的電能的比值%100%12 PP輸輸電電效效率率12%100%100%zzzWWWWW線損率ex:某輸電線路參數(shù)如下：60.08/,0.417/,2.72710/,0llllrkm xkm bS km g 線路空載運行，末端電壓為205kV，求始端電壓和始端功率。Z1U2U2Bj2Bj1yS 2yS 20S 7、電力線路運行狀況的分析、電力線路運行狀況的分析1)1)、空載：空載：末端電壓可能高于始端，即產(chǎn)生電壓過高現(xiàn)末端電壓可能高于始端

11、，即產(chǎn)生電壓過高現(xiàn)象。其中電纜尤為突出。象。其中電纜尤為突出。2)、有載：、有載：與發(fā)電機極限圖相類似。（如負載為純無功負荷）與發(fā)電機極限圖相類似。（如負載為純無功負荷）Z1U2U2Bj2Bj1yI2yI2yI1U2UU U Ud2yI22221BUQy 2212yIjB U 22BXUU 22BRUU 12UU 22UXQU 22URQU 12UUUj U2QZ1U2U2Bj定定值值 XRtgUUtg11 當當變化時，變化時，也按比例變化也按比例變化2QUU ， 為為負負。，即即為為感感性性無無功功時時，當當 212U0UQ 為為正正。，即即為為容容性性無無功功時時，當當 212U0UQ 若

12、負載為純有功負荷，同理可分析。若負載為純有功負荷，同理可分析。22URPU 22UXPU 定定值值 01190RXtgUUtg若負載既有有功，又有無功負荷，同理可分析。若負載既有有功，又有無功負荷，同理可分析。22URPUP 22UXPUP 22UXQUQ 22URQUQ QQ 2U1UPP 1UQU QU )(QUdPU PU )(PUdUd2Q2Q2P2PU1U2 2 2 2S2S 將上圖逆時針旋轉(zhuǎn)將上圖逆時針旋轉(zhuǎn)角，使角，使PPPP、QQQQ線分別與縱軸、橫軸重合。由于電壓線分別與縱軸、橫軸重合。由于電壓降落降落dUdU的長度與末端視在功率的長度與末端視在功率S S2 2成正比，圖紙的成

13、正比，圖紙的P P2 2、Q Q2 2坐標就以相同的比例坐標就以相同的比例尺分別表示末端有功、無功功率的大小。由于這圖主要用以分析線路末端的尺分別表示末端有功、無功功率的大小。由于這圖主要用以分析線路末端的運行特性，常稱作電力線路的末端功率圓圖。運行特性，常稱作電力線路的末端功率圓圖。 P2P2有功有功P2為定值，無功為定值，無功Q2變動時，始端電壓端點變動時，始端電壓端點的運動軌跡；的運動軌跡； Q2Q2無功無功Q2為定值，有功為定值，有功P2變動時，始端電壓端點變動時，始端電壓端點的運動軌跡；的運動軌跡； 負荷功率因數(shù)負荷功率因數(shù) 為定值，視在功率為定值，視在功率S2變動時，變動時，始端電

14、壓端點的運動軌跡；始端電壓端點的運動軌跡； S2S2視在功率視在功率S2為定值，負荷功率因數(shù)為定值，負荷功率因數(shù) 變動時，變動時，始端電壓端點的運動軌跡；始端電壓端點的運動軌跡； 圓弧圓弧U末端功率圓。圓上各點的坐標分別對應于始末端功率圓。圓上各點的坐標分別對應于始末端電壓都為定值時，末端的有功、無功功率。末端電壓都為定值時，末端的有功、無功功率。2 2 2 2 二、變壓器運行狀況的計算和分析二、變壓器運行狀況的計算和分析1 1、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用變壓器的用變壓器的 型電路型電路功率功率A A、變壓器阻抗支路中損耗的功率、變壓器阻抗

15、支路中損耗的功率 ZTZTTTTTTZTQjPXUQPjRUQPjXRUQPZUSS 222222222222222222222 1S1S 22SS TZTY1U2UyTS B B、變壓器勵磁支路損耗的功率、變壓器勵磁支路損耗的功率C C、變壓器始端功率、變壓器始端功率 2)2)、電壓降落、電壓降落 （為變壓器阻抗中電壓降落的縱、橫分量）（為變壓器阻抗中電壓降落的縱、橫分量） 注意：變壓器勵磁支路的無功功率與線路導納支路的注意：變壓器勵磁支路的無功功率與線路導納支路的 無功功率符號相反無功功率符號相反 YTYTTTTTTYTQjPUjBUGUjBGUUYS 2121211*1YTZTSSSS2

16、1 222222,URQXPUUXQRPUTTTTTT 電能損耗電能損耗與線路中的電能損耗相同（電阻中的損耗，即銅耗與線路中的電能損耗相同（電阻中的損耗，即銅耗部分）部分）電導中的損耗，即鐵耗部分，近似取變壓器空載損電導中的損耗，即鐵耗部分，近似取變壓器空載損耗耗P0P0與變壓器運行小時數(shù)的乘積，變壓器運行小時與變壓器運行小時數(shù)的乘積，變壓器運行小時數(shù)等于數(shù)等于8760h8760h減去因檢修等而退出運行的小時數(shù)。減去因檢修等而退出運行的小時數(shù)。根據(jù)制造廠提供的試驗數(shù)據(jù)計算其功率損耗根據(jù)制造廠提供的試驗數(shù)據(jù)計算其功率損耗2222222222222010122%,(1)1000100%,10001

17、00KNKNZTZTNNNYTYTNNP U SUU SPQU SU SPUIS UPQUU還可對應下標為要注意單位間的換算。要注意單位間的換算。222222211200%,1000100%,1000100%,1000100KKZTZTNNKKZTZTNNNYTYTP SUSPQSSP SUSPQSSPISPQ 121122,NUUUSS SS進一步簡化：進一步簡化：2 2、節(jié)點注入功率、運算負荷和運算功率、節(jié)點注入功率、運算負荷和運算功率)(111yQQjPS 111jQPS 222jQPS yyQjS 運算負荷運算負荷注入功率注入功率等值負荷功率或節(jié)點等值負荷功率或節(jié)點負荷功率負荷功率11

18、2SS S(a) 變電所變壓器變電所變壓器運算功率運算功率注入功率注入功率等值電源功率或節(jié)點等值電源功率或節(jié)點電源功率電源功率221SS S111jQPS 222jQPS yyQjS )(222yQQjPS G（b）發(fā)電廠變壓器）發(fā)電廠變壓器并作出相量圖。并作出相量圖。，求末端電壓及功率，求末端電壓及功率，始端電壓為，始端電壓為為為。已知其始端輸入功率。已知其始端輸入功率，為為，導線單位長度的參數(shù)，導線單位長度的參數(shù)度為度為單回架空電力線路，長單回架空電力線路，長某某kV240MV.A)50120(1066. 242. 0108. 0r200kmkV220:kmS61km1km1jbxex 解

19、：由題意，首先求線路參數(shù)并作等效圖如圖所示。解：由題意，首先求線路參數(shù)并作等效圖如圖所示。11jXR 1U2U21Y1yS 2yS 21Y11PjQ 11PjQ )846 .21(200)42. 0108. 0(11jjjXRSjjY)1066. 2(22001066. 22461 AMVjjUYSy.)3216.15(2401066. 2)2(242111 1111112050(15.3216)(12065.32).yPjQPjQSjjjMV A 在節(jié)點在節(jié)點1處導納產(chǎn)生的無功功率處導納產(chǎn)生的無功功率在節(jié)點在節(jié)點2處導納產(chǎn)生的無功功率處導納產(chǎn)生的無功功率，則則線線路路末末端端的的電電壓壓設設

20、 011UU 111111112111240(33.636.12)(206.3436.12)209.489.33 kVPRQXPXQRUUjUUjj 線路阻抗上消耗的功率線路阻抗上消耗的功率2222111122112065.32()(21.684)(7.027.22).240ZPQSRjXjjMV AU AMVjjUYSy.)67.11(48.2091066. 2)2(242212 所以末端功率所以末端功率 211212065.32(7.027.22)(11.67)(11349.77).ZySPjQSSjjjjMV A 功率的計算功率的計算 電力網(wǎng)絡的功率損耗由各元件等值電路中不電力網(wǎng)絡的功率

21、損耗由各元件等值電路中不接地支路阻抗損耗和接地支路導納損耗構成。接地支路阻抗損耗和接地支路導納損耗構成。阻抗損耗阻抗損耗導納損耗導納損耗 輸電線輸電線 變壓器變壓器 jXRUQPjXRUSQjPSZZZ 22222 jBGUQjPSYYY 2 TTYYYjBGUQjPS 2一、輻射形網(wǎng)絡中的潮流分布一、輻射形網(wǎng)絡中的潮流分布3.2 3.2 輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布 電壓的計算電壓的計算 當功率通過元件阻抗（當功率通過元件阻抗（Z=R+jXZ=R+jX）時，產(chǎn)生電壓降落）時，產(chǎn)生電壓降落 注意：要分清楚從受電端計算還是從送電端計算注意：要分清楚從受電端計算還是從送

22、電端計算潮流的計算潮流的計算 已知條件往往是送電端電壓已知條件往往是送電端電壓U U1 1和受電端負荷功率和受電端負荷功率S S2 2以及以及元件參數(shù)。求解各節(jié)點電壓、各元件流過的電流或功率。元件參數(shù)。求解各節(jié)點電壓、各元件流過的電流或功率。計算步驟：計算步驟：根據(jù)網(wǎng)絡接線圖以及各元件參數(shù)計算等值電路，并將等值根據(jù)網(wǎng)絡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。電路簡化。UQRPXjUQXPRUjUdU 根據(jù)已知的根據(jù)已知的負荷功率負荷功率和和網(wǎng)絡額定電壓網(wǎng)絡額定電壓，從受電端推算到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)點的送電端，逐一近似計算各元件的功率損耗，求

23、出各節(jié)點的注入和流出的功率，從而得到電力網(wǎng)絡的注入和流出的功率，從而得到電力網(wǎng)絡的功率分布功率分布。c.c.求得始端功率后，再運用求得始端功率后，再運用給定的始端電壓給定的始端電壓和和求得的始端求得的始端功率功率由始端向末端逐段推算由始端向末端逐段推算電壓降落電壓降落。（這里不再重新計（這里不再重新計算功率損耗）算功率損耗） 注意：注意：第二步只計算功率分布，第三步只計算電壓分布，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，若要計算結果達到精度要因此，這是一種近似計算方法，若要計算結果達到精度要求，可反復上列步驟，形成一種迭代算法，直到精度滿足求，可反復上列步驟，形

24、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，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電壓近似值進行計算。而用在上次計算中得到的各點電壓近似值進行計算。（1 1）用）用U UN N求得各點的運算負荷求得各點的運算負荷（2 2）從末段線路開始，用）從末段線路開始，用U UN N依次計算各段線路的功率損依次計算各段線路的功率損耗耗（3 3）用）用U UA A和已求得和已求得的功率分布，從的功率分布，從A A點開始逐段計算電壓點開始逐段計算電壓降落，求得降落，求得U Ub b U Uc c和和U Ud d（4 4）求得）求得U Ub

25、 b和和 U Uc ,c ,U Ud d重復（重復（1 1）（）（3 3）例例1：同一電壓的輻射式網(wǎng)：同一電壓的輻射式網(wǎng)(已知已知UA和負荷和負荷)LDcS dcbA123LDdS LDbS 212BiiNQB U 12233bLDbBBcLDcBBdLDdBSSj Qj QSSj Qj QSSj Q （1 1）用）用U UN N求得各點的運算負荷求得各點的運算負荷bcdA R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2j B1/2j B2/2j B2/2j B3/2j B3/2QB1LDbS LDcS LDdS R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2bcdA1S dS

26、 bS cS 1S 2S 2S 3S 3S bcdA R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2j B1/2j B2/2j B2/2j B3/2j B3/2QB1LDbS LDcS LDdS 233333333222c3222222211b2111111,() (), SS ,() (), SS ,() (), dLLNLLNLLNSSSSRjXSSSUSSSRjXSSSUSSSRjXSSSU (2)(2)從末段線路開始，用從末段線路開始，用U UN N依次計算各段線路的功率損耗依次計算各段線路的功率損耗 R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2bcdA1S dS b

27、S cS 1S 2S 2S 3S 3S 11111111222222222222, ()(), ()()AbAbAAbAAbAbbcbcbbcbbcbcP RQ XP XQ RUUUUUUUUP RQ XP XQ RUUUUUUUU(3)(3)用用U UA A和已求得的功率分布，從和已求得的功率分布，從A A點開始逐段計算電壓降點開始逐段計算電壓降落，求得落，求得U Ub b、 U Uc c和和U Ud d R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2bcdA1S dS bS cS 1S 2S 2S 3S 3S A L-1 bT c d SLD L-2例例2 2：兩級電壓的開式電力網(wǎng)

28、：兩級電壓的開式電力網(wǎng) A R1+jX1 ZTR2+jX2j B1/2j B1/2j B2/2bc dj B2/2cS0SLD方法一：方法一：包含理想變壓器，計算時，經(jīng)過理想變壓包含理想變壓器，計算時，經(jīng)過理想變壓器功率保持不變，兩側(cè)電壓之比等于實際變比器功率保持不變，兩側(cè)電壓之比等于實際變比k k。 A R1+ jX1 ZTR2+ j X2j B1/2j B1/2j B2/2b dj B2/2cS0方法二：方法二：將線路將線路L L2 2的參數(shù)歸算到的參數(shù)歸算到L L1 1電壓級電壓級222222222/Rk RXk XBBkA L-1 bT c d SLD L-2開始時按開始時按L1L1側(cè)

29、額定電壓計算，計算結果反歸算側(cè)額定電壓計算，計算結果反歸算方法三：方法三：用用型等值電路處理型等值電路處理 A R1+ jX1 ZT/kR2+ j X2jB1/2jB1/2jB2/2b djB2/2c ZT kk ZT 1kSLD0S A L-1 bT c d SLD L-2例題1 ：系統(tǒng)圖及其等值電路如圖所示。參數(shù)已歸算至110kV側(cè)，每臺變壓器額定容量為20MVA，Pk=135kW,Uk%=10.5,P0=22kW,I0%=0.8。變壓器變比為110/10kV，低壓側(cè)負荷 =（30+j20）MVA,當始端電壓為116kV時，求線路始端的功率，B、C點的電壓及電壓偏移百分數(shù)。（近似計算，不及

30、電壓降落的橫分量）cS 解：先用額定電壓110KV計算變壓器和線路的功率損耗，線路末端功率為：302036.06 33.69ScjMVAMVA 2222(/2)%(/2)2100010036.062(0.1350.10520)()(0.223.41)220KCKCZTZTZTNNPSUSSPj QjSSjjMVA (30200.223.41)(30.2223.41)BCCZTSSSjjMVAjMVA 00%210001002(0.0220.00820)(0.0440.32)NYTYTYTPISSPj QjjjMVA 線路末端對地電納的功率損耗為：24222.74 101103.32var2yN

31、BSjUjjM 2(30.2223.410.0440.323.32)(30.2620.41)ABBCYTYSSSSjjjMVAjMVA 22222230.2620.41()(14.4520.75)110(1.592.28)ABABZLLLNPQSRjXjUjMVA (30.2620.411.592.28)(31.8522.7)ABABZLSSSjjMVAjMVA 24212.74 101163.69var2yABSjUjjM 1(31.8522.73.69)(31.8519.01)AABYSSSjjMVAjMVA 再根據(jù)始端A點的電壓求B、C點的電壓：31.85 14.4522.720.758

32、.03116ABLABLABAPRQXUKVU30.222.0423.4131.767.46107.97BCTBCTBCBPRQXUKVU 107.977.46100.51CBBCUUUKV C點歸算到高壓側(cè)的電壓：107.97110100%100%1.85%110BNNUUU 1168.03107.97BAABUUUKV B點的電壓偏移百分數(shù)：C點的電壓偏移百分數(shù)：10.0510100%100%0.5%10CNNUUU 變壓器低壓側(cè)即C點的實際電壓：1010100.5110.05110110CCUUkV 二、二、 環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流計算環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流計算 環(huán)形網(wǎng)絡中的功率分布。介紹的是最簡單

33、的單環(huán)形網(wǎng)絡中的功率分布。介紹的是最簡單的單一環(huán)網(wǎng)，主要由一個電源供電。一環(huán)網(wǎng)，主要由一個電源供電。165432T-1T-2T-3L-2L-1L-3G第一步：第一步：將單一環(huán)網(wǎng)等值電路簡化為只有線路阻抗將單一環(huán)網(wǎng)等值電路簡化為只有線路阻抗的簡化等值電路。的簡化等值電路。v 根據(jù)網(wǎng)絡接線圖以及各元件參數(shù)計算等值電路；根據(jù)網(wǎng)絡接線圖以及各元件參數(shù)計算等值電路；15432Z25Z36Z31Z12Z23Z146y10y30y20v以發(fā)電機端點為始端，并將發(fā)電廠變壓器的勵磁支以發(fā)電機端點為始端，并將發(fā)電廠變壓器的勵磁支路移至負荷側(cè)；路移至負荷側(cè)；v將同一節(jié)點下的對地支路合并，并將等值電路圖重將同一節(jié)點下

34、的對地支路合并，并將等值電路圖重新編號；新編號；v在全網(wǎng)電壓為額定電壓的假設下，計算各變電所的在全網(wǎng)電壓為額定電壓的假設下，計算各變電所的運算負荷和發(fā)電廠的運算功率，并將它們接在相應運算負荷和發(fā)電廠的運算功率，并將它們接在相應節(jié)點。節(jié)點。132Z31Z12Z231SbSaS2S3S1I3IaI2I第二步：第二步：用簡化的回路電流法解該簡化等值電路用簡化的回路電流法解該簡化等值電路 通過近似方法，從功率中求取相應的電流，電壓近似通過近似方法，從功率中求取相應的電流，電壓近似認為是額定電壓：認為是額定電壓：122323123()()0aaaZ IZIIZIII的的功功率率，為為流流經(jīng)經(jīng)阻阻抗抗12

35、31*23*12*331*231*23*3*2*312*23*123*2*312*23*12)(0)()(0)()(ZZZZSZSZZSSSSZSSZSZUSUSUSZUSUSZUSZaaaaNNNaNNaNa N NI IS S U U第三步：第三步：用相同的方法求解用相同的方法求解的的功功率率，為為流流經(jīng)經(jīng)阻阻抗抗3131*23*12*221*321*23*)(ZZZZSZSZZSb 第四步：第四步：計算整個網(wǎng)絡的功率分布計算整個網(wǎng)絡的功率分布(初步功率分初步功率分布布)由此，擴展到相應的多節(jié)點網(wǎng)絡的計算當中：由此，擴展到相應的多節(jié)點網(wǎng)絡的計算當中： mba*SSS校校驗驗：ZZSSZZS

36、Smmbmma1 1S S 2 2S SaSZ Z1Z2 llSlzlzSSllSlzlzSSmmmmbmmmma1*11*1*若網(wǎng)絡中所有線段單位長度的參數(shù)完全相等，且若網(wǎng)絡中所有線段單位長度的參數(shù)完全相等，且111jxrz 111nnnmmmmmmmmmmajjRXRXSSSSRXRX 注意：均一網(wǎng)注意：均一網(wǎng)mmxr 常數(shù)常數(shù)重要概念重要概念 功率分點：功率分點：網(wǎng)絡中某些節(jié)點的功率是由兩側(cè)向其流動的網(wǎng)絡中某些節(jié)點的功率是由兩側(cè)向其流動的, ,標標記記 。分為有功分點和無功分點。分為有功分點和無功分點。 在環(huán)網(wǎng)潮流求解過程中，在功率分點處將環(huán)網(wǎng)解列。在環(huán)網(wǎng)潮流求解過程中，在功率分點處將環(huán)

37、網(wǎng)解列。 在無功分點處解列，在無功分點處解列，因為電網(wǎng)應在電壓最低處因為電網(wǎng)應在電壓最低處解列，而電壓的損耗主要解列，而電壓的損耗主要為由無功功率流動引起的，為由無功功率流動引起的，無功分點的電壓往往低于無功分點的電壓往往低于有功分點的電壓。有功分點的電壓。當有功分點當有功分點和無功分點和無功分點不一致時，不一致時，將在哪一個將在哪一個分點解列？分點解列？2.2.兩端供電網(wǎng)絡中的功率分布兩端供電網(wǎng)絡中的功率分布 回路電壓為回路電壓為0 0的單一環(huán)網(wǎng)等值于兩端電壓大小相等、的單一環(huán)網(wǎng)等值于兩端電壓大小相等、相位相同的兩端供電網(wǎng)絡。同時，兩端電壓大小不相等、相位相同的兩端供電網(wǎng)絡。同時，兩端電壓大

38、小不相等、相位不相同的兩端供電網(wǎng)絡，也可等值于回路電壓不為相位不相同的兩端供電網(wǎng)絡，也可等值于回路電壓不為0 0的單一環(huán)網(wǎng)的單一環(huán)網(wǎng)。 以回路電壓不為以回路電壓不為0 0的單一環(huán)網(wǎng)為例，其求解過的單一環(huán)網(wǎng)為例，其求解過程為：程為：1)1)設節(jié)點設節(jié)點1 1、4 4的電壓差為：的電壓差為：UdUU 41 1 12 22 23 32 23 34 42 23 3( () )( () )a aa aa aZ Z I IZ ZI II IZ ZI II II Id dU UUdUSSSZSSZSZNaaa )()(3*2*312*23*12通過近似方法，從功率中求取相應的電流，通過近似方法，從功率中求取

39、相應的電流，電壓近似認為是額定電壓電壓近似認為是額定電壓, ,且不計損耗：且不計損耗：用簡化的回路電流法解簡化等值電路用簡化的回路電流法解簡化等值電路 流經(jīng)阻抗流經(jīng)阻抗Z Z1212功率為：功率為： * * * * *3 34 43 34 42 23 32 23 3* * * * * * *1 12 22 23 33 34 41 12 22 23 33 34 4( () )N Na aZ ZZ ZS SZ ZS SU U d dU US SZ ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ Z * *2121212132323232*122334122334122334122334()()N Nb bZZSZS

40、ZZSZSU dUU dUS SZZZZZZZZZZZZ * *122334122334, ,N Nc cU dUU dUS SZZZZZZ流經(jīng)阻抗流經(jīng)阻抗Z Z4343功率為：功率為：稱為循環(huán)功率（稱為循環(huán)功率（注注意方向意方向）計算各線段的電壓計算各線段的電壓降落和功率損耗，降落和功率損耗，過程為：求得網(wǎng)絡過程為：求得網(wǎng)絡功率分布后，確定功率分布后，確定其功率分點以及其功率分點以及aS3S2SbS12Z23Z34ZcS 流向功率分點的功率，在功率分點即網(wǎng)絡最流向功率分點的功率，在功率分點即網(wǎng)絡最低電壓點將環(huán)網(wǎng)解開，將環(huán)形網(wǎng)絡看成兩個低電壓點將環(huán)網(wǎng)解開，將環(huán)形網(wǎng)絡看成兩個輻射形網(wǎng)絡，由功率分

41、點開始，分別從其兩輻射形網(wǎng)絡，由功率分點開始，分別從其兩側(cè)逐段向電源端推算電壓降落和功率損耗。側(cè)逐段向電源端推算電壓降落和功率損耗。閉式網(wǎng)絡的計算過程閉式網(wǎng)絡的計算過程 計算循環(huán)功率時，兩端電壓及額定電壓已有效計算循環(huán)功率時，兩端電壓及額定電壓已有效值帶入計算（各點電壓的相位差角不大）值帶入計算（各點電壓的相位差角不大） 求功耗時，功率分點電壓未知，近似以求功耗時，功率分點電壓未知，近似以U UN N代代注意：注意：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10.5

42、10.5231/10.5=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，其表達式仍與兩端供電網(wǎng)絡相同。率流動，其表達式仍與兩端供電網(wǎng)絡相同。10.5kV10.5/24210.5/231T2T1cS24223113 3、環(huán)形網(wǎng)絡中變壓器變比不匹配時的循環(huán)功、環(huán)形網(wǎng)絡中變壓器變比不匹配時的循環(huán)功率率例、圖示110kV閉式網(wǎng)絡，A點為某發(fā)電廠的高壓母線，運行電壓為117kV，網(wǎng)絡各元件參數(shù)為：60.27 ,0.423 ,2.69 10lllrxbS60.45 ,0.44 ,2.58 10lllrxbS線路、

43、（每公里）：線路（每公里）：線路、段長度分別為60km,50km,40km。各變電所每臺變壓器的額定容量、勵磁功率和歸算到110kV電壓級的阻抗分別為:變電所b：20,0.050.6,4.84 ,63.5NYTTTSMVASjMVA RX變電所c：10,0.030.35,11.4 ,127NYTTTSMVASjMVA RX負荷功率： 求電網(wǎng)初始功率分布及最大電壓損耗。2418,129LDbLDcSjMVA Sj MVA解解：（：（1）計算網(wǎng)絡參數(shù)，制定等值電路）計算網(wǎng)絡參數(shù)，制定等值電路線路：64242(0.270.423) 6016.225.38 ,2.69 10601.61 101.611

44、01100.974var22IIIyINZjjBSBSjUjjM 線路：64242(0.270.423) 5013.521.15 ,2.69 10501.35 101.35101100.817var22IIIIIyIINZjjBSBSjUjjM 線路 ：64242(0.450.44) 401817.6 ,2.58 10401.03 101.03101100.623var22IIIIIIIyIIINZjjBSBSjUjjM 變電所b:1(4.8463.5)2.4231.75 ,2(0.050.6)0.11.22TbYTbZjjSjjMVA 2222418(2.4231.75)0.182.3611

45、024180.182.3740.62324.2819.96ZTbbLDbZTbYTbyIyIIISjjMVASSSSSSjjjjjjMVA變電所c:1(11.4127)5.763.5 ,2(0.030.35)0.060.72TcYTcZjjSjjMVA （2）計算節(jié)點b、c的運算負荷：222129(5.763.5)0.1061.181101290.1061.180.060.70.8170.62312.179.44ZTccLDcZTcYTcyIIyIIISjjMVASSSSSSjjjjjjMVA簡化的等值電路為：（3）計算環(huán)網(wǎng)的初始功率分布：()(24.2819.96)(31

46、.538.75)(12.179.44)(13.521.15)47.764.1318.6415.79bIIIIIcIIIIIIIIIS ZZS ZSZZZjjjjjjMVA()(24.2819.96)(16.225.38)(12.179.44)(34.242.98)47.764.1317.813.6bIcIIIIIIIIIIIIS ZS ZZSZZZjjjjjjMVA18.6415.79 17.813.636.4429.39IIISSjjjMVA校驗：24.2819.96 12.179.4436.4529.4bcSSjjjMVA可見，計算結果誤差很小。取 繼續(xù)進行計算。18.6415.79ISj

47、MVA24.2819.96 18.6415.795.644.16IIIbISSSjjjMVA得到功率分布圖如下圖所示：2211218.6415.7918.6415.79(16.225.38)19.4417.04110AILSSSjjjMVA2211218.6415.7918.6415.79(16.225.38) 19.4417.04110AILSSSjjjMVA11119.44 16.2 17.04 25.386.39117AIAIAP RQ XUkVU(4)確定功率分點，計算電壓損耗。經(jīng)過分析，b點為功率分點,此處電壓最低?？稍赽點將環(huán)網(wǎng)分解為兩個輻射型網(wǎng)絡。變電所b高壓母線的實際電壓為：1

48、176.39110.61bAIUUUkV網(wǎng)絡的最大電壓損耗為：117 110.61100%100%5.81%110AbNUUU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)()(llllQllQQllllPllPPaa 3123122312312231231223123122)()(lllllQlQQlllllPlPPbb 3.4 3.4 電力網(wǎng)絡潮流的調(diào)整控制電力網(wǎng)絡潮流的調(diào)整控制若各導線各不相同，且若各導線各不相同，且313123231212xrxrxr 31*23

49、*12*212*312*23*)(ZZZSZSZZSb 31*23*12*331*231*23*)(ZZZSZSZZSa 經(jīng)濟指標為網(wǎng)損最小，由上式得網(wǎng)損為：經(jīng)濟指標為網(wǎng)損最小，由上式得網(wǎng)損為：312232232232222221222)()()()(rUQQQPPPrUQQPPrUQPPNaaNaaNaa 0)( 2)( 22312322322212 rUPPPrUPPrUPPPNaNaNaa0)( 2)( 22312322322212 rUQQQrUQQrUQQPNaNaNaa解得 rrPrrPPa313312320 .)( rrQrrQQa313312320 .)( rrSrrSSa31

50、3312320 .)( rrrSrSSb)(231231220 . 即有功功率損耗最小時的功率分布應按線段電即有功功率損耗最小時的功率分布應按線段電阻分布而不是阻抗分布。阻分布而不是阻抗分布。 按阻抗分布功率，叫功率自然分布，這種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是不加控制的。 為了保證供電的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的要求，因為了保證供電的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的要求，因此需調(diào)整控制潮流。此需調(diào)整控制潮流。二、調(diào)整控制潮流的手段主要有：二、調(diào)整控制潮流的手段主要有：串聯(lián)電容串聯(lián)電容 作用：抵償線路的感抗，將其串聯(lián)在環(huán)網(wǎng)中阻抗相對作用：抵償線路的感抗，將其串聯(lián)在環(huán)網(wǎng)中阻抗相對 過大的線路上，可起轉(zhuǎn)移其他重載線路上流通功率過大的線路上，可起轉(zhuǎn)移其他重載線路上流通功率的作用。的作用。串聯(lián)電抗串聯(lián)電抗作用：限流，將其串聯(lián)在重載線路上可避免該線路作用：限流，將其串聯(lián)在重載線路上可避免該線路過載。但其上的電壓損耗增大，影響電壓質(zhì)量，并過載。但其上的電壓損耗增大，影響電壓質(zhì)量，并對系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性有影響，一般不用。對系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性有影響，一般不用。附加串聯(lián)