意義-電力系統(tǒng)分析計算中最基本的一種規(guī)劃、擴建、運行方式安排匯總課件

1、意義 電力系統(tǒng)分析計算中最基本的一種：規(guī)劃、擴建、運行方式安排定義 根據(jù)給定的運行條件求取給定運行條件下的節(jié)點電壓和功率分布第11章 電力系統(tǒng)潮流計算2022/10/121意義定義第11章 電力系統(tǒng)潮流計算2022/10/101所需知識 (1)根據(jù)系統(tǒng)狀況得到已知元件：網(wǎng)絡、負荷、發(fā)電機 (2)電路理論：節(jié)點電流平衡方程 (3)非線性方程組的列寫和求解歷史手工計算：近似方法計算機求解：嚴格方法已知條件負荷功率發(fā)電機電壓2022/10/122所需知識 (1)根據(jù)系統(tǒng)狀況得到已知元件：網(wǎng)絡、負荷、發(fā)電 最基本的網(wǎng)絡元件：輸電線路、變壓器一、輸電線路的電壓降落和功率損耗二、變壓器的電壓降落和功率損耗

2、10-1 網(wǎng)絡元件的電壓降落和功率損耗2022/10/123 最基本的網(wǎng)絡元件：輸電線路、變壓器10-1 網(wǎng)絡元件的電一、輸電線路的電壓降落和功率損耗1.電壓降落 線路首末端兩點電壓的向量差圖10-1 簡單輸電線路 圖10-2 相量圖V2(AD)電壓降落的縱分量V2(DB)電壓降落的橫分量2D2022/10/124一、輸電線路的電壓降落和功率損耗1.電壓降落 2D2022/10/1252D2022/10/1052D 電壓有效值和相位角：2022/10/1262D 電壓有效值和相位角：2022/10/106若以電壓相量V1作參考軸2022/10/127若以電壓相量V1作參考軸2022/10/10

3、7注意：功率是電流和電壓的綜合量，計算某點功率時，要取同一點電壓。2022/10/128注意：功率是電流和電壓的綜合量，計算某點功率時，要取同一點電電壓損耗：兩點間電壓絕對值之差稱為電壓損耗2 電壓損耗和電壓偏移當輸電線路不長，首末兩端的相角差不大時，近似有：AGAD電壓偏移：網(wǎng)絡中某點的實際電壓同該處的額定電壓之差稱為電壓偏移GD2022/10/129電壓損耗：兩點間電壓絕對值之差稱為電壓損耗2 電壓損耗和電3、功率損耗jB/2jB/2線路電容輸電線路2022/10/12103、功率損耗jB/2jB/2線路電容輸電線路2022/10/二、變壓器勵磁損耗阻抗損耗（與線路類似）2022/10/1

4、211二、變壓器勵磁損耗2022/10/1011三 、實際計算已知末端功率與電壓，求另一端功率和電壓QB2QB12022/10/1212三 、實際計算已知末端功率與電壓，求另一端功率和電壓QB22已知末端功率、始端電壓QB2QB1假設末端電壓為線路額定電壓VN2022/10/12132已知末端功率、始端電壓QB2QB1假設末端電壓為線路11-1 開式網(wǎng)絡電壓和功率的分布計算開式網(wǎng)絡中功率的分布一般由電源向負荷側(cè)輸送功率。開式網(wǎng)絡一般是由一個電源點通過輻射狀網(wǎng)絡向若干個負荷節(jié)點供電。潮流計算的任務就是要根據(jù)給定的網(wǎng)絡接線和其他已知條件，計算網(wǎng)絡中的功率分布、功率損耗和未知的節(jié)點電壓。2022/1

5、0/121411-1 開式網(wǎng)絡電壓和功率的分布計算開式網(wǎng)絡中功率的分布已知末端功率和末端電壓（課本沒提及的情況） 可以利用單線路計算公式，從末端開始逐級往上推算求功率電壓求功率電壓求功率電壓計算起點2022/10/1215已知末端功率和末端電壓（課本沒提及的情況） 可以利用單線路(一)、已知各節(jié)點功率和首端電壓供電點A通過饋電干線向負荷節(jié)點b、c和d供電，各負荷節(jié)點功率已知。要求確定各負荷點電壓和網(wǎng)絡中的功率分布。已知電源點電壓和負荷節(jié)點的功率，采取近似的方法通過迭代計算求得。2022/10/1216(一)、已知各節(jié)點功率和首端電壓供電點A通過饋電干線向負荷節(jié)1、建立開式網(wǎng)絡的等值電路一、已知

6、各節(jié)點功率和首端電壓2022/10/12171、建立開式網(wǎng)絡的等值電路一、已知各節(jié)點功率和首端電壓202將輸電線等值電路中的電納支路都分別用額定電壓VN下的充電功率代替2、簡化網(wǎng)絡、引入計算功率2022/10/1218將輸電線等值電路中的電納支路都分別用額定電壓VN下的充電功率2022/10/12192022/10/1019第一步，從離電源點最遠的節(jié)點d開始，利用線路額定電壓，逆著功率傳送的方向依次算出各段線路阻抗中的功率損耗和功率分布。對于第三段線路對于第二段線路同樣地第一段線路3、功率分布計算2022/10/1220第一步，從離電源點最遠的節(jié)點d開始，利用線路額定電壓，逆著功第二步，利用第

7、一步求得的功率分布，從電源點開始，順著功率傳送方向，依次計算各段線路的電壓降落，求出各節(jié)點電壓。先計算電壓Vb。Vc=Vb-Vbc Vd=Vc-Vcd 通過以上兩個步驟便完成了第一輪的計算。為了提高計算精度，可以重復以上的計算，在計算功率損耗時可以利用上一輪第二步所求得的節(jié)點電壓。 2022/10/1221第二步，利用第一步求得的功率分布，從電源點開始，順著功率傳送總結(jié)步驟求功率求功率求功率計算起點計算終點求電壓求電壓求電壓“一來二去”：一來：設所有未知節(jié)點電壓為VN，得到充電功率，進而得到計算功率。利用離電源最遠點，向前計算功率分布。二去：利用計算得到的功率和已知節(jié)點電壓，反向逐段求未知點電

8、壓。2022/10/1222總結(jié)步驟求功率求功率求功率計算起點求電壓求電壓求電壓“一來二實際的配電網(wǎng)，已知其低壓側(cè)的負荷功率分別為SLDb、SLDc和SLDd。二、接有變壓器的開式網(wǎng)絡 p33 例如，對于節(jié)點b圖(a)2022/10/1223實際的配電網(wǎng)，已知其低壓側(cè)的負荷功率分別為SLDb、SLDc同樣地可以求得運算負荷SC和Sd，這樣就得到簡化的等值電路圖(b)。圖(b)2022/10/1224同樣地可以求得運算負荷SC和Sd，這樣就得到簡化的等值電路圖三、接有發(fā)電機如果在圖(a)的網(wǎng)絡中與節(jié)點c相接的是發(fā)電廠，嚴格地講，該網(wǎng)絡已不能算是開式網(wǎng)絡了。但是，該網(wǎng)絡在結(jié)構上仍是輻射狀網(wǎng)絡，如果

9、發(fā)電廠的功率已經(jīng)給定，還可以按開式網(wǎng)絡處理，把發(fā)電機當做是一個取用功率為-SG的負荷。于是節(jié)點c的運算負荷將為：SC2022/10/1225三、接有發(fā)電機如果在圖(a)的網(wǎng)絡中與節(jié)點c相接的是發(fā)電廠，四、35kv及以下的架空線路忽略后段線路功率損耗對于前端線路的影響；電納支路可以忽略。2022/10/1226四、35kv及以下的架空線路忽略后段線路功率損耗對于前端線路五、具有分支線路2022/10/1227五、具有分支線路2022/10/1027（二）、兩級電壓開式電力網(wǎng)的計算按原線路進行計算，碰到理想變壓器則進行折算折算到一側(cè)進行計算，計算完后再折算回去型等值電路圖11.7 兩級電壓開式電力

10、網(wǎng)V2022/10/1228（二）、兩級電壓開式電力網(wǎng)的計算按原線路進行計算，碰到理想變第一種方法注意，經(jīng)理想變壓器時功率保持不變，而兩側(cè)電壓之比等于實際變壓比k。2022/10/1229第一種方法2022/10/1029第二種方法計算與一級電壓的開式網(wǎng)絡的完全一樣。2022/10/1230第二種方法2022/10/1030第三種方法型等值電路代表變壓器2022/10/1231第三種方法2022/10/1031例11-2在圖11-6（a）中，額定電壓為110kV的雙回路輸電線路，長度為80km，采用LGJ-150導線，其參數(shù)為：r0=0.21/km，x0=0.416/km，b0=2.7410-

11、6S/km。變電所中裝有兩臺三相110/11kV的變壓器，每臺的容量為15MVA，其參數(shù)為：P0=40.5kW，PS=128kW，VS% = 10.5， I0% = 3.5。母線A的實際運行電壓為117kV,負荷功率為：SLDb=（30+j12）MVA，SLDC=（20+j15）MVA。當變壓器取主抽頭時，求母線c的電壓。2022/10/1232例11-2在圖11-6（a）中，額定電壓為110kV的雙回路圖11-6（b） 等值電路圖解：（一）計算參數(shù)并作出等值電路，如圖11-6（b）所示：輸電線路的電阻、等值電抗和電納分別為：將QB分別接于節(jié)點A和b，作為節(jié)點負荷的一部分。兩臺變壓器并聯(lián)運行時

12、，它們的組合電阻、電抗及勵磁功率損耗分別為：節(jié)點c的功率即是負荷功率2022/10/1233圖11-6（b） 等值電路圖解：（一）計算參數(shù)并作出等值電路（二）計算由母線A輸出的功率先按電力網(wǎng)的額定電壓計算電力網(wǎng)中的功率損耗。變壓器中繞組的功率損耗為：由圖11-6（b）可知線路中的阻抗功率損耗為：于是可得：由母線A輸出的功率為：2022/10/1234（二）計算由母線A輸出的功率先按電力網(wǎng)的額定電壓計算電力網(wǎng)中（三）計算各節(jié)點電壓線路中電壓降落的縱、橫分量分別為：利用公式（10-11）可得b點電壓為：變壓器中電壓降落的縱、橫分量分別為：歸算到高壓側(cè)的c點電壓：變電所低壓母線C的實際電壓 如果計算

13、中不計電壓降落的橫分量二者計算結(jié)果相比較，誤差是很小的2022/10/1235（三）計算各節(jié)點電壓線路中電壓降落的縱、橫分量分別為：利用公電力系統(tǒng)潮流計算：對復雜電力系統(tǒng)正常和故障條件下穩(wěn)態(tài)運行時的狀態(tài)的計算。（功率和電壓）潮流計算的目標和任務：求取電力系統(tǒng)在給定運行方式下、節(jié)點電壓和功率的分布用以檢查系統(tǒng)各元件是否過負荷；各類電壓是否滿足要求；功率分配和分布是否合理等。潮流計算的適用范圍：對于現(xiàn)有電力系統(tǒng)的運行、擴建；對新建電力系統(tǒng)的規(guī)劃和設計；以及對電力系統(tǒng)進行靜、暫態(tài)穩(wěn)定分析，都需要進行潮流計算。11-3 潮流計算的數(shù)學模型 2022/10/1236電力系統(tǒng)潮流計算：11-3 潮流計算的

14、數(shù)學模型 2022/一、潮流計算的定解條件節(jié)點電流可以用節(jié)點功率和電壓表示：代入得：節(jié)點功率PiPGi-PLdi和QiQGi-QLdi引入網(wǎng)絡方程(i 1，2，n)(i 1，2，3)2022/10/1237一、潮流計算的定解條件節(jié)點電流可以用節(jié)點功率和電壓表示：代入A 實際電力系統(tǒng)中的節(jié)點類型 123454. 過渡節(jié)點：如圖中的5 1. 負荷節(jié)點：給定功率P、Q 如圖中的3、4節(jié)點2. 發(fā)電機節(jié)點： 如圖中的節(jié)點13. 負荷發(fā)電機混合節(jié)點： 如圖中的2發(fā)電機節(jié)點負荷節(jié)點負荷節(jié)點混合節(jié)點過渡節(jié)點二、節(jié)點類型2022/10/1238A 實際電力系統(tǒng)中的節(jié)點類型 123454. 過渡節(jié)點：如B 潮流

15、計算中節(jié)點類型的劃分 3. 平衡節(jié)點： 12345平衡節(jié)點PQ節(jié)點PQ節(jié)點PV節(jié)點PQ節(jié)點1. PQ節(jié)點：已知P、Q 負荷、過渡節(jié)點，PQ給定的 發(fā)電機節(jié)點，大部分節(jié)點2. PV節(jié)點：已知P、V 給定PV的發(fā)電機節(jié)點，具有可調(diào) 電源的變電所，少量節(jié)點2022/10/1239B 潮流計算中節(jié)點類型的劃分 3. 平衡節(jié)點：1234三、潮流計算的約束條件1. 所有節(jié)點電壓必須滿足 Vmin ViVmax (i =1，2，n) 電力系統(tǒng)的所有電氣設備都必須運行在額定電壓附近。PV節(jié)點的電壓幅值必須按上述條件給定。因此，這一約束主要是對PQ節(jié)點而言。2022/10/1240三、潮流計算的約束條件1. 所有節(jié)點電壓必須滿足2022/12所有電源節(jié)點的有功功率和無功功率必須滿足PGminPGiPGmax QGminQGiQGmax 3某些節(jié)點之間電壓的相位差應滿足 因此，潮流計算可以歸結(jié)為求解一組非線性方程組，并使其解答滿足一定的約束條件。2022/10/12412所有電源節(jié)點的有功功率和無功功率必須滿足3某些節(jié)點之間四、PV節(jié)點向PQ節(jié)點的轉(zhuǎn)化指迭代過程中，經(jīng)過校驗發(fā)現(xiàn)，為保持給定的電壓大小，某一個或幾個