電能系統(tǒng)第3章-2

作業(yè)出現(xiàn)的問題：1、等效電路圖未畫2、帶錯數(shù)據(jù)3、等效電路與計算的數(shù)據(jù)不完全對應(yīng)4、粗心，不認(rèn)真復(fù)習(xí)1、什么是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析？2、什么是電壓降落、電壓偏差、電壓損耗？3、計算電壓降落時，已知始端功率和電壓和已知末端功率和電壓兩種情況計算出的電壓降落縱橫分量是否相等？4、如果已知條件是始端電壓和末端功率，如何進(jìn)行潮流計算？3.2.3電網(wǎng)的電能損耗

損耗率（網(wǎng)損率、線損率）：是衡量供電企業(yè)技術(shù)和管理水平的重要標(biāo)志。3.2.3電網(wǎng)的電能損耗（１）電網(wǎng)的電能損耗：式中——最大損耗時間。假定負(fù)荷保持為Pmax恒定不變最大負(fù)荷損耗時間：如果線路中輸送的功率一直保持為最大負(fù)荷Smax，在τ小時內(nèi)的電能損耗等于線路全年的實際電能損耗，則稱τ為最大負(fù)荷損耗時間。其大小由視在功率表示的負(fù)荷曲線決定，因此，與線路負(fù)荷的功率因數(shù)和最大負(fù)荷利用小時數(shù)有關(guān)1.2.2電力負(fù)荷曲線及其特性系數(shù)（５）負(fù)荷全年持續(xù)曲線下的面積代表一年消耗的電能:最大負(fù)荷利用小時：

Tmax的大小反映了設(shè)備利用的程度和用戶負(fù)荷平穩(wěn)的程度。年平均負(fù)荷功率：線路變壓器3.2.3電網(wǎng)的電能損耗（２）線路的總電能損耗:S1,S2,S3——分別為各段的最大負(fù)荷功率；

——分別為各段的最大負(fù)荷損耗時間

3.3

電力網(wǎng)潮流計算模型3.3.1電力網(wǎng)等效電路

電力網(wǎng)圖：3.3.1電力網(wǎng)等效電路（圖）等效網(wǎng)絡(luò)：3.3.1電力網(wǎng)等效電路（１）1）計算節(jié)點注入功率：注入功率以流入網(wǎng)絡(luò)為正，流出為負(fù)。上圖中：3.3.1電力網(wǎng)等效電路（２）

1）將接在同一節(jié)點的所有對地導(dǎo)納支路合并成一個支路。3.3.1電力網(wǎng)等效電路（３）3.3.1電力網(wǎng)等效電路（４）

3）為方便計算和解決環(huán)形網(wǎng)絡(luò)變壓器變比不匹配，造成參數(shù)難以歸算的問題，對變壓器采用非標(biāo)準(zhǔn)變比的變壓器等效電路----

型等效電路。.節(jié)點電壓方程和回路電流方程的比較若網(wǎng)絡(luò)的支路數(shù)為b，節(jié)點數(shù)為n，則回路方程式數(shù)m為

m=b-n+1節(jié)點方程式數(shù)m’為

m’=n-1因此，回路方程式比節(jié)點方程式多

d=m-m’=b-2n+2一般電力系統(tǒng)中，各節(jié)點和大地間有發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、電容等接地支路，節(jié)點間還有線路、變壓器等支路，一般b>2n電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)方程多采用節(jié)點方程式3.3.2電力網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型n個節(jié)點的節(jié)點電壓方程：節(jié)點注入電流列向量:節(jié)點電壓列向量:導(dǎo)納矩陣

:3.3.2電力網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型（２）

展開形式為：

3.3.3節(jié)點導(dǎo)納矩陣（１）

自導(dǎo)納：在等效網(wǎng)絡(luò)的第ｉ個節(jié)點施加單位電壓，其余各節(jié)點全部接地時，經(jīng)節(jié)點ｉ注入網(wǎng)絡(luò)的電流。

等于與該節(jié)點直接相連的所有支路的導(dǎo)納之和。3.3.3節(jié)點導(dǎo)納矩陣（２）

互導(dǎo)納：在ｊ節(jié)點施加單位電壓，其余節(jié)點全接地時，ｉ節(jié)點的注入電流。等于連接節(jié)點i、j支路導(dǎo)納的負(fù)值。

3.3.3節(jié)點導(dǎo)納矩陣（３）n個節(jié)點的電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點導(dǎo)納矩陣的特點：階方陣；對稱矩陣；復(fù)數(shù)矩陣；

高度稀疏矩陣；每一對角元素是節(jié)點ｉ和ｊ間支路導(dǎo)納的負(fù)值；對角元素為所有連接于節(jié)點ｉ的支路導(dǎo)納之和；

矩陣的稀疏性用稀疏度表示，定義為矩陣中的零元素與全部元素總數(shù)之比式中Z——YB中的零元素個數(shù)。

S隨節(jié)點數(shù)n的增加而增加：n為50時，S可達(dá)92％；n為100時，S達(dá)96％；n為500時，S達(dá)99％2.節(jié)點導(dǎo)納矩陣的修改（1）從原有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點i引出一條新的支路，同時增加一個新的節(jié)點j2.節(jié)點導(dǎo)納矩陣的修改（2）原有網(wǎng)絡(luò)i、j支路的參數(shù)發(fā)生變化

參數(shù)的變化量為△yij，則節(jié)點i、j之間增加一條支路，△yij為正；節(jié)點i、j之間切除一條支路，△yij為負(fù)；節(jié)點i、j之間的導(dǎo)納發(fā)生改變，導(dǎo)納增大為△yij正，減小△yij為負(fù)。

2.節(jié)點導(dǎo)納矩陣的修改（3）原有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點i、j之間的變壓器的變比由k*變?yōu)?/p>

由變壓器Π形等值電路可知相當(dāng)于切除一臺變比為k*的變壓器，投入一臺變比為的變壓器。2.節(jié)點導(dǎo)納矩陣的修改（4）消去浮動節(jié)點浮動節(jié)點：系統(tǒng)中既不接負(fù)荷也不接發(fā)電機(jī)的節(jié)點。消去浮動節(jié)點可以降低階次?，F(xiàn)假設(shè)節(jié)點k為浮動節(jié)點，因則下式成立。對于一般節(jié)點i2.節(jié)點導(dǎo)納矩陣的修改導(dǎo)納矩陣的元素Yij可以用下式來代替二、導(dǎo)納矩陣的生成和修改（1）導(dǎo)納矩陣的階數(shù)等于電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)。（2）導(dǎo)納矩陣各行非對角元素中非零元素的個數(shù)等于對應(yīng)節(jié)點所連的不接地支路數(shù)。（3）導(dǎo)納矩陣的對角元素，即各節(jié)點的自導(dǎo)納等于相應(yīng)節(jié)點所連支路的導(dǎo)納之和。（4）導(dǎo)納矩陣非對角元素Yij等于節(jié)點i與節(jié)點j之間的導(dǎo)納的負(fù)數(shù)。3.3.4節(jié)電阻抗矩陣（１）

節(jié)點阻抗矩陣：

自阻抗：節(jié)點ｉ注入單位電流，其余節(jié)點注入電流全為零，即其余節(jié)點全部開路時，節(jié)點ｉ的電壓。

3.3.4節(jié)電阻抗矩陣（２）

互阻抗：節(jié)點ｉ注入單位電流，網(wǎng)絡(luò)其余節(jié)點注入電流全為零時，節(jié)點ｊ的電壓。節(jié)點阻抗矩陣的特點節(jié)點阻抗矩陣ZB在網(wǎng)絡(luò)無含源元件時也是對稱陣，但不是稀疏矩陣，而是滿陣。與節(jié)點導(dǎo)納矩陣不同的是，Yii、Yij均由具體支路的導(dǎo)納組成，而Zii、Zij無具體支路阻抗相對應(yīng)。節(jié)點阻抗矩陣可以由節(jié)點導(dǎo)納矩陣求逆得到，也可根據(jù)定義用支路追加法求得。3.8配電網(wǎng)潮流計算的特點3.8.1輻射形配電網(wǎng)潮流計算的特點輻射形配電網(wǎng)的接線可分為輻射式、鏈?zhǔn)?、干線式三種網(wǎng)絡(luò)。輻射形配電網(wǎng)潮流計算的特點：１、輻射形配電網(wǎng)的支路數(shù)一定小于節(jié)點數(shù)，節(jié)點導(dǎo)納矩陣的稀疏度很高。２、電壓配電網(wǎng)線路電阻較大，一般不滿足R<<X，因此通常不能采用快速解耦法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)潮流計算。3.8.1輻射形配電網(wǎng)潮流計算特點３、對于末端負(fù)荷節(jié)點前的支路功率就是末端運算負(fù)荷功率，所以可直接求支路功率損耗和電壓損耗，并依次前推。配電網(wǎng)潮流計算可以采用一種類似于簡單手算潮流的方法進(jìn)行輻射形配電網(wǎng)的潮流計算，也稱前推回推法。3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計算方法（１）輻射形配電網(wǎng)絡(luò)輻射形配電網(wǎng)的等效電路3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計算方法（２）考慮對地導(dǎo)納支路的影響，各節(jié)點的實際運算功率為：等值網(wǎng)絡(luò)中任一支路功率：3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計算方法（３）3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計算方法（４）3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計算方法（５）式中：－－－除ｉ節(jié)點外所有與ｊ節(jié)點相連的節(jié)點的集合。－－－除支路ｉｊ外所有與ｊ節(jié)點相連的支路功率之和。若已知始端功率和始端電壓，則末端節(jié)點電壓為：3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計算方法（６）3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計算方法（７）配電網(wǎng)前推回推潮流計算的步驟：１）初始化：給定平衡節(jié)點（電源點）電壓，為全網(wǎng)其它PQ節(jié)點賦電壓初始值，為全網(wǎng)其它PV節(jié)點賦無功注入功率初始值。２）計算各節(jié)點運算功率：3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計算方法（８）３）從網(wǎng)絡(luò)末端開始，逐步前推，由節(jié)點電壓，求全網(wǎng)各支路功率分布。前推過程為：3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計算方法（９）４）從始端出發(fā)，逐段回推，由