兩端供電網(wǎng)絡(luò)手工潮流分析

1、學(xué)號(hào)：1251401114電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計(jì)（20122012 級(jí)本科）題目：兩端供電網(wǎng)絡(luò)手工潮流分析系（部）院：物理與機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化作者姓名：孔德斌指導(dǎo)教師：劉永科職稱:副教授完成日期：20152015年年0606 月 2020 日河西學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目兩端供電網(wǎng)絡(luò)手工潮流分析作者姓名孔德斌學(xué)院、專業(yè)、年級(jí)物電學(xué)院電氣工程專業(yè) 12 級(jí)指導(dǎo)教師姓名、職稱劉永科副教授任務(wù)下達(dá)日期2015 年 5 月 20 日、設(shè)計(jì)原始資料*15+j12MVA圖所示為兩端供電網(wǎng)絡(luò)，已知電源A點(diǎn)電壓為117KM電源端B點(diǎn)電壓112KM二、設(shè)計(jì)任務(wù)1.對給定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算

2、。2 .對給定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行手工潮流計(jì)算。3.繪制網(wǎng)絡(luò)潮流分布圖。三、設(shè)計(jì)要求1.設(shè)計(jì)及計(jì)算說明書(1)說明書要求書寫整齊，條理分明，表達(dá)正確、語言正確。(2)計(jì)算書內(nèi)容：為各設(shè)計(jì)內(nèi)容最終成果、確定提供依據(jù)進(jìn)行的技術(shù)分析、論證和定量計(jì)算等。(3)計(jì)算書要求：計(jì)算無誤，分析論證過程簡單明了，各設(shè)計(jì)內(nèi)容列表匯總。2 .圖紙LGJ-120/80kmA,LGJ-95/60kmLGJ-95/50kmDm=5mDm=5mDm=5m20+j15MVA2xSF-15/110SF-20/110(1)繪制分析所需的必要圖紙(2)圖紙要求：用標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制，布置均勻，設(shè)備符號(hào)大小合適，清晰美觀。四、論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排階段

3、論文（設(shè)計(jì)）各階段名稱起止日期1熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)題目及設(shè)計(jì)背景資料5.205.252查閱有美資料5.265.273閱讀設(shè)計(jì)要求必讀的參考資料5.285.294書寫設(shè)計(jì)說明書5.306.155小組答辯質(zhì)疑6.216.226上交設(shè)計(jì)成果6.30五、需收集和閱讀的資料及參考文獻(xiàn)（指導(dǎo)教師指定）1：陳琦.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（第三版）M,北京，中國電力出版社，20072:何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析第三版M,武漢，華中科技大學(xué)出版社，20023:陳悅.電氣工程畢業(yè)設(shè)計(jì)指南電力系統(tǒng)分冊M,北京，中國水利水電出版社，2008教研室意見負(fù)責(zé)人簽名：年月日摘要潮流計(jì)算是在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和決定系統(tǒng)運(yùn)

4、行狀態(tài)的邊界條件的情況下確定系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的一種基本方法，是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)營中不可缺少的一個(gè)重要組成部分?？梢哉f，它是電力系統(tǒng)分析中最基本、最重要的計(jì)算，是系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)分析和實(shí)時(shí)控制與調(diào)度的基礎(chǔ)。常規(guī)潮流計(jì)算的任務(wù)是根據(jù)給定的運(yùn)行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如各母線上的電壓（幅值及相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。潮流計(jì)算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算和故障分析的基礎(chǔ)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和規(guī)劃方案的研究中，都需要進(jìn)行潮流計(jì)算以比較運(yùn)行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也需要進(jìn)行大量而快速的潮流計(jì)算。因此，潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最

5、廣泛、最基本和最重要的一種電氣運(yùn)算。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式時(shí)，采用離線潮流計(jì)算；在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控中，則采用在線潮流計(jì)算。是電力系統(tǒng)研究人員長期研究的一個(gè)課題。它既是對電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式的合理性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行定量分析的依據(jù)，又是電力系統(tǒng)靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算的基礎(chǔ)。目錄 1一、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算 2二、潮流計(jì)算的意義 2三、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的近似功率分布計(jì)算 3四、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)任務(wù) 5五、詳細(xì)解法 51、對給定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算 5(1)線路 L15(2)線路 L26(3)線路 L36(4)變壓器 T17(5)變壓器 T27電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖 82、計(jì)算運(yùn)算負(fù)荷

6、 8(1)計(jì)算 2 點(diǎn)的運(yùn)算負(fù)荷 8(2)計(jì)算 3 點(diǎn)的運(yùn)算負(fù)荷 9(3)電力網(wǎng)絡(luò)的簡化等值電路 93、計(jì)算近似功率分布 9(1)計(jì)算初步功率分布 9(2)計(jì)算循環(huán)功率 10(3)計(jì)算各線段的功率損耗 104、計(jì)算功率分布和電壓分布 11(1)左側(cè)電網(wǎng)AT2T311a、計(jì)算功率分布 11b、計(jì)算電壓分布 11(2)右側(cè)電網(wǎng) BT312a、計(jì)算功率分布 12b、計(jì)算電壓分布 125、計(jì)算變電所低壓母線電壓(根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖)12(1)變電所 I12(2)變電所 H13電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布圖 13六、需收集和閱讀的資料及參考文獻(xiàn) 14七、總結(jié) 14八、附錄(手工潮流計(jì)算說明書及其手繪圖紙)1

7、5、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行情況的一種基本電氣計(jì)算。它的任務(wù)是根據(jù)給定的運(yùn)行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如各母線上的電壓(幅值及相角)、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算和故障分析的基礎(chǔ)。二、潮流計(jì)算的意義(1)在電網(wǎng)規(guī)劃階段，通過潮流計(jì)算，合理規(guī)劃電源容量及接入點(diǎn)，合理規(guī)劃網(wǎng)架，選擇無功補(bǔ)償方案，滿足規(guī)劃水平的大、小方式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓的要求。(2)在編制年運(yùn)行方式時(shí)，在預(yù)計(jì)負(fù)荷增長及新設(shè)備投運(yùn)基礎(chǔ)上，選擇典型方式進(jìn)行潮流計(jì)算，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中薄弱環(huán)節(jié)，供調(diào)度員日常調(diào)度控制參考，并對規(guī)劃、基建部門提出改進(jìn)

8、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，加快基建進(jìn)度的建議。(3)正常檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算，用于日運(yùn)行方式的編制，指導(dǎo)發(fā)電廠開機(jī)方式，有功、無功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案，滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求。(4)預(yù)想事故、設(shè)備退出運(yùn)行對靜態(tài)安全的影析及作出預(yù)想的運(yùn)行方式調(diào)整Zu0總結(jié)為在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和規(guī)劃方案的研究中，都需要進(jìn)行潮流計(jì)算以比較運(yùn)行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也需要進(jìn)行大量而快速的潮流計(jì)算。因此，潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運(yùn)算。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式時(shí)，采用離線潮流計(jì)算；在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)

9、控中，則采用在線潮流計(jì)算。三、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的近似功率分布計(jì)算將最簡單的兩端供電網(wǎng)絡(luò)簡化， 得到兩端供電網(wǎng)的等值電路如圖。 其兩端電壓大小不等、相位不同，U1=U4SC兩端供電網(wǎng)的等值電路由于兩端電壓 Ui必，它們之間存在相量差 dU=Ui，4,就使得由節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)4產(chǎn)生了一個(gè)循環(huán)功率，以亂表示ZiZ2Z3兩端供電網(wǎng)絡(luò)中，各線路中流過的功率可以看作是兩個(gè)功率分量的疊加。其一為兩端電壓相等時(shí)的環(huán)式網(wǎng)絡(luò)的近似功率；另一為循環(huán)功率（注意循環(huán)功率的方向與 dU的取向有關(guān)）。兩端供電網(wǎng)絡(luò)的近似功率分布：SaZiZ2Z3-ScZiZ2Z3ZiSaS2S23循環(huán)功率Sc=UNdU*S2/*Z2+Z3*S3Z3

10、ScS2Z1,S3，*Zi+Z2Sb3Z34S3SbS23=Sa-S2由此可見，區(qū)域性開式網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域性閉式網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算上的不同點(diǎn)就在于功率分布的計(jì)算，后者的功率分布是分兩步完成的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)各線段的R/X值相等時(shí)，稱之為均一網(wǎng)絡(luò)。這類網(wǎng)絡(luò)在不計(jì)功率損耗影響時(shí)，自然功率分布的有功分量和無功分量是互不影響的。這時(shí)，他們是按電阻或電抗分布的，即:RRBQA二-J.、一一.一一.將式%=Sa-S2中的電阻換為相應(yīng)的電抗也是正確的，特別是全網(wǎng)導(dǎo)線截面相同時(shí)，功率的自然分布按長度分布，即:應(yīng)該注意：環(huán)流高鼓功率的計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)是否均一無關(guān)?？梢宰C明：在閉式電力網(wǎng)絡(luò)中，欲使有功功率損耗最小，應(yīng)使功率分布按電阻分布，即

11、：絡(luò)功率的自然分布也就是有功損耗最小時(shí)的分布。因此，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)使網(wǎng)絡(luò)接近均一。對于非均一網(wǎng)絡(luò)，要達(dá)此目的，必須采用一定的措施n和A丁Rz2QiRAQA二JSBtSjiASAoptR：由此可見：均一網(wǎng)1三四、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)任務(wù)已知：兩端供電網(wǎng)絡(luò)如圖所示。已知電源A點(diǎn)電壓117KM電源端B點(diǎn)電壓112KM計(jì)算網(wǎng)絡(luò)功率分布和電壓分布。SF15/110:額定變比 110/11kv,pk=128kw,p0=40.5kw,Uk%=10.5,10%=3.5SF20/110:額定變比 110/11kv,pk=157kw,PO=48.6kw,Uk%=10.5,10%=2.3五、詳細(xì)解法1、對給

12、定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算選取110kv作為電壓的基本級(jí)，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，并畫出等值電路。(1)線路L1L1:LGJ120/80km,Dm=5m（查表得LGJ-120型線路的直徑15.2mm）r1=s=325,km27kmx1=0.1445lgDm0.0157=0.1445lg50000.01571km-0.42311kmg1=0b卞1010skm=2.6910-skm1gl1g,查表得:LGJ-95/60kmLGJ-95/50kmB20+j15MVA15+j12MVA即：r1=0.27Q/km,x1=0.423C/km,g1=0,b1=2.69m10s/kmRL1=0.2780=216，XL1=33.

13、84，BL1=2.1510Ks線路導(dǎo)納上的功率損耗B2.142SYLI，口 UN=72.1510110=-j1.3MVar22(2)線路L2_95/60km,Dm=5m(查表得LGJ-95型線路的直徑為13.8mm)31.595x1=0.1445lgDm0.0157=0.1445lg-50000.0157；J-0.429：r6.9kmkmg0:LGJXI=0.1445lgDm0.0157=0.1445lgr5000八謁謁0.0157km：029kmg1b17.58107.58lg500010一6skm=2.6510一6skm6.9即：r1=0.33,km,x1-0.429.1/km,g1-0,

14、b1=2.6510 上 s/kmRL2=0.3360=198，XL2=25.741?,BL2=1.5910s線路導(dǎo)納上的功率損耗：B1.L2=-j*U2=f1.59101102=一 j0.96MVar22(3)線路L3L3:LGJ-9550km,Dm=5m（查表得LGJ-95型線路的直徑為13.8mm）_：_31.5r1S95,;m=0.33，1km即：r1=0.33,km,x1=0.429，.km,g1=0,b,=2.6510%/kmRL3=0.33X50=16.5。，XL3=21.45C,BL3=1.33 父 10 工 s線路導(dǎo)納上的功率損耗2.142UN=-J1.33101102=-j0

15、.81MVar2(4)變壓器T1T1：SF-15110212811022=6.88-;1000152T2:SF-20/1107.58b1)10igDmr_67.58500010lg6.92.6510RTPKU：121000SNXT2UK%U；1100SN_210.51102二84710015GTPo21000UN140.5上2=3.3510S1000110BT|0%SN2100UN13.5152=43.410S100110并聯(lián)參數(shù):1，、ZT=，(7jXT)=3.44j42.351.12YT=2(GT-jBQ=(6.7-j86.4)10S變壓器導(dǎo)納支路的功率損耗.：SYT1二 2(GTjBT)

16、U22=2(3.35j43.4)10“1102=0.081j1.05MVA(5)變壓器T2變壓器導(dǎo)納支路的功率損耗：SYT2=(GTRBT)U2=(4.02j38)10 上 1102=0.049j0.46MVA電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖(如下所示)21.6+j33.84I,3*-j1.3&I=0.081j1.05-j0.96-j0.962,.一一19.8+j25.74s_汩汩sT1T14.75+|j63.533.44+j42.35281B3|16j5+j2J.45.B-j0.811A_SYT2=0.049+j0.46S2=20j15S3=20j152、計(jì)算運(yùn)算負(fù)荷(1)計(jì)算2點(diǎn)的運(yùn)算負(fù)荷=0

17、.18j2.2MVART=2PKUNI1000s215711021000202=4.75jXT2UK%U；1100SN位51102=63.53-10015GTP01000UN148.610001102=4.0210-6SBT|0%SN2100UNI2.3152=3810S100110一-SZTIP22Q1UN(RT1,jXT1)2021521102(3.44j42.35)&=5T1=20j150.18j2.2=20.18j17.2MVA8=S2,.,：SZT1.GT1GL1GL2=20j150.18j2.20.081j1.05-j1.3-j0.96=2Q26j1599MVA(2)計(jì)算3

18、點(diǎn)的運(yùn)算負(fù)荷(4.75j63.53)=0.15j1.97MVAST2=S3SZT3=15j150.15j1.97=15.15j13.97MVA.&=S35丁2：&T2&L2=15j120.15j1.970.049j0.46-j0.96-j0.81=152j1266MVA(3)電力網(wǎng)絡(luò)的簡化等值電路如圖2-3:A如6+j33.84219.8+j25.74316.5+j21.45B1II1I-j1.3JSa“S；3,SbT-j0.81TT20.26+j15.9915.2+j12.66圖2-33、計(jì)算近似功率分布(1)計(jì)算初步功率分布根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖，以兩端供電網(wǎng)絡(luò)的

19、計(jì)算方法計(jì)算功率分布LSZT1(RT2-jXT2)1521221102一S2(Z23-Z3B)-S3Z2B(20.26j1,99)(36.3-j47.2)(15.2j12.66)(16.5-j21.45)57.9-j81=15.79j1357MVA卓本才1S2ZA2S3(ZA2-Z23)Sb=)=19.6j15.08MVAZA2-Z23-Z3B校核：a+=(15.79+j13.57)+(19.6+j15.08)=35.39+j28.65MVAS2十$=(20.26+j15.99)+(15.2+j12.66)=35.46+j28.65MVAS+S=S+S3 可見計(jì)算無誤(2)計(jì)算循環(huán)功率因?yàn)閮啥?/p>

20、供電電壓UA=UB,所以存在循環(huán)功率，且流向?yàn)锽到A,其值為&二匕四;110(117-112)=3.21j4,5MVAZ；59.7-j81(3)計(jì)算各線段的功率損耗Sa=SaSc=15.79j13.573.21j4.5=19j18.07MVASb=SbSc=19.67j15.08-3.21-j4.5-16.46j10.58MVAS23=SaS2=19j18.07-20.26-j15.99=-1.26j2.08MVA由近似功率分布計(jì)算可見：P23=-1.26MW0 無功功率從節(jié)點(diǎn)2流向節(jié)點(diǎn)3,因此在電壓最低點(diǎn)將電網(wǎng)拆分為兩個(gè)：Sa=曲曲曲ZA2-Z23-Z2Bb、計(jì)算電壓分布U2=UAP

21、1RA2Q1XA2=117-20.2321.62033.84:107.49kvUA117S23=_1.26.j2.08Sb=16.46j10.58圖3-34、計(jì)算功率分布和電壓分布(1)左側(cè)電網(wǎng)A23_2_219218.082=19=j18.082(21.6j33.84)=20.23j20MVA110=SI(-j1.3)=20.23j20-j1.3=20.23j18.7MVA3tSAS121.6+j33.8419.8+j25.7416.5+j21.45S4SB-j1.3SIS2-j0.8120.26+j15.99已知：首端電壓 UA=117kv,末端功率 S23-1.26j2.08MVAa、計(jì)

22、算功率分布.UN(R23jX23)=-1.26j2.081.2622.0822(19.8j25.74)=-1.25j2.09MVA110S1=S2S2-1.25j2.0920.26j15.99=19j18.08MVA.PQ1S1=S1十七宗十七宗(RA2jXA2)SA(2)右側(cè)電網(wǎng)B3已知：始端電壓UB=112kv,末端功率Sb=16.46+j10.58MVAa、計(jì)算功率分布2一.2PKOhS4Sb20b(R3BjX3B)UN=S4(-j0.81)=16.98j11.26-j0.81=16.98j10.45MVAb、計(jì)算電壓分布P4R3BQ4X3B.c16.9816.511.2621.45二 112-二 107.34kvUB1125、計(jì)算變電所低壓母線電壓(根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖)(1)變電所I：U2U2PT1RT1QT1XT1U220.183.4417.242.35107.49107.49實(shí)際電壓為100.07kvU2100.07.=10kvKT1110/11P?RA2Q2X23_2_22-3=107.49-U2-1.2519.82,0925.74107.49=107.22kv=16.46j10.58一216,46210.5811022-(16.