第5講－簡單電力系統(tǒng)潮流分析

第三章電力系統(tǒng)潮流分析與計算

PowerFlowAnalysisandCalculation教學要求什么是電力系統(tǒng)潮流？（重要）如何計算電壓降落和功率損耗？（重要）潮流分布有何特征？（重要）如何人工計算潮流？（重要）一、潮流的基本概念潮流：PowerFlow，LoadFlow潮流分布：電力系統(tǒng)中（各節(jié)點）電壓、（各支路）功率（有功、無功）的穩(wěn)態(tài)分布。ABD串聯(lián)支路的電壓降落各支路的功率損耗矢量加減運算ZL

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ABD潮流計算的內(nèi)容電力系統(tǒng)用等值電路來模擬，所以潮流計算的基礎(chǔ)是電路計算（《電路原理》內(nèi)容）。電路計算的給定量：電壓、電流(我們熟悉)潮流計算的給定量：電壓、功率須建立功率與電壓之間的關(guān)系，并直接用電壓和功率來進行計算。潮流計算的目的研究目的——分析和評價電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟和質(zhì)量，是電力系統(tǒng)運行和規(guī)劃中最基本和最經(jīng)常的計算，計算結(jié)果服務(wù)于規(guī)劃和運行。潮流計算的任務(wù)是：在已知（或給定）某些運行參數(shù)的情況下，計算出系統(tǒng)中全部的運行參數(shù)。一般的，各個母線所供的負荷功率、電源電壓是已知的。華北電網(wǎng)接線示意圖簡單電力系統(tǒng)第一講簡單電力系統(tǒng)潮流分析在標么制系統(tǒng)中，單相、三相的關(guān)系表達式一致，故本章（潮流計算）如沒有特別說明，一律用標么值，后文中下標‘*’不再標出。計算結(jié)果可代表單相也可代表三相（在返回有名值時加以區(qū)分）。標么值：二、計算輸電網(wǎng)絡(luò)上的電壓降落RjX21建立功率與電壓之間的關(guān)系！由于存在電壓降落和功率損耗：所以，已經(jīng)條件不同時，有兩種情況：假設(shè)功率流向：從1到2第一種情況：已知：,求電壓降落RjX21令：△U2δ2橫分量縱分量則：RjX21第二種情況：已知：,求電壓降落RjX21RjX21δ1縱分量橫分量令：注意點：

，為同一側(cè)的已知量；功率必須是通過所求電壓降落的支路的功率。

但原因?參考點不同電壓損耗數(shù)量差標志電壓質(zhì)量的指標△U2δ2電壓偏移電壓降落110kV及以下電壓等級。220kV及以上網(wǎng)絡(luò)才考慮橫分量的影響。電壓降落的討論！△U2δ2高壓輸電網(wǎng)：X>>R重要結(jié)論：PQ解耦特性和潮流流向?qū)τ诟邏狠旊娋W(wǎng)：U-Q強耦合，U-P弱耦合。線路或變壓器兩端電壓大小差△U主要取決于所輸送的Q（或△U是傳送Q的條件），Q從U高的節(jié)點流向U低的節(jié)點；δ-P強耦合，δ-Q弱耦合。線路或變壓器兩端電壓相角差δ主要取決于所輸送的P（或δ是傳送P的條件），P從δ超前節(jié)點流向δ滯后節(jié)點。X>>R在低壓配電系統(tǒng)或電纜網(wǎng)絡(luò)中，由于R與X相當，甚至R>X，此時不能忽略R，上述結(jié)論不成立。當Q2為容性時，以負值代入。應(yīng)采取措施（如在線路末端加裝并聯(lián)電抗器），抑制容性無功功率，防止電壓升高過多。輕載或空載什么情況下？當三、計算輸電網(wǎng)絡(luò)的功率損耗輸電網(wǎng)絡(luò)：輸電線路和變壓器串聯(lián)支路損耗RjX21·S=1或2series已知同側(cè)U、S··假設(shè)功率流向：從1到2R+jX21jB/2jB/2并聯(lián)支路損耗

(以線路為例)輸電網(wǎng)絡(luò)的功率損耗線路總損耗：輸電效率：標志經(jīng)濟性能的指標R+jX21jB/2jB/2變壓器功率損耗的計算方法同上，但是，變壓器的并聯(lián)接地支路的電納為－jBT，是感性的，相應(yīng)的并聯(lián)無功功率損耗是正值。四、如何人工計算潮流分布（開式網(wǎng)）？

（1）已知同點電壓、功率已知ZL

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、已知（2）已知不同點電壓、功率

（迭代法）已知D點猜一個電壓初值ZL

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已知不同點電壓、功率的近似計算設(shè)全網(wǎng)為額定電壓UN；計算功率損耗(不計電壓損耗),推算全網(wǎng)功率分布、始端功率；（前代）由始端電壓、功率向末端推算電壓損耗(不再另算功率損耗)，計算各母線電壓。（回代）反復(fù)迭代，直到滿足精度要求（前后兩次迭代計算結(jié)果的差值小于ε）?；蛘?，做兩步迭代，得到近似結(jié)果(1)設(shè)全網(wǎng)為額定電壓，從離電源最遠的母線開始，計算功率分布；(2)從已知電壓的母線開始，用第一步求得的始端功率，計算電壓及其相位（不重新計算功率）。若對精度要求更高，可反復(fù)迭代，直到前后兩次迭代計算結(jié)果的誤差滿足要求。五、如何人工計算潮流分布(閉式網(wǎng))？環(huán)網(wǎng)兩端供電網(wǎng)五、人工計算潮流分布(閉式網(wǎng))

（1）總體思路總體思路：變成開式，然后按開式網(wǎng)計算兩步計算（工程師的做法）：（1）設(shè)全網(wǎng)為額定電壓UN，不考慮功率損耗,求網(wǎng)絡(luò)的近似功率分布；（2）依近似功率分布,將閉式網(wǎng)分解成兩個開式網(wǎng)，分別按開式網(wǎng)算潮流分布。（2）兩端供電網(wǎng)近似功率分布運算負荷：包括⑴直接由母線供電的負荷、⑵母線上連接的下屬開式網(wǎng)中的全部負荷和損耗、⑶母線上兩條線路的π型等值電路中接地導納中的功率。用母線（節(jié)點）的運算負荷代替母線負荷。兩端供電網(wǎng)近似功率分布12Z1Z2Z3設(shè)全網(wǎng)為額定電壓UN自然功率分布循環(huán)功率分布強迫功率分布兩端供電網(wǎng)近似功率分布其中：則：令：當只考慮自然功率分布時，有：其中：怎么記？自然功率分布：BAD例如：ABD如何求？12負荷矩公式同理可求：12Z1Z2Z3其中：兩端供電網(wǎng)近似功率分布12Z1Z2Z3近似功率分布：不計功率損耗的分布計算時，可通過或者驗證結(jié)果的正誤。推廣到n個節(jié)點

的方向與電勢差的正方向一致。近似功率若循環(huán)功率統(tǒng)一寫成CirculatoryPower與課本標幺值公式的異同PPT課件有名值公式課本標幺值公式（3-49）、（3-50）最后，需將復(fù)功率的共軛，返算為復(fù)功率。人工計算閉式網(wǎng)潮流分布的步驟總體思路：變成開式網(wǎng)，按開式網(wǎng)算兩步計算（工程師的做法）：（1）設(shè)全網(wǎng)為額定電壓UN，不考慮功率損耗,求網(wǎng)絡(luò)的近似功率分布；（2）依近似功率分布,將閉式網(wǎng)分解成兩個開式網(wǎng)，分別按開式網(wǎng)算。功率分點功率分點：功率從兩側(cè)供給的負荷節(jié)點有功分點：無功分點：有功分點和無功分點不一定在同一點。（3）閉式網(wǎng)的分解與潮流分析在功率分點(一般為無功分點)將閉式網(wǎng)解開，分成兩個開式網(wǎng)，分別計算；按開式網(wǎng)計算時，要給定分點處的兩個功率，其余支路功率要在考慮功率損耗后重新計算。12總結(jié)：兩端供電網(wǎng)的潮流估算方法步驟⑴計算各母線的運算負荷，包括所連線路的π型等值電路中接地導納的吸收功率及下屬開式網(wǎng)的總負荷和損耗；⑵計算近似功率分布，并找出功率分點；⑶在功率分點處拆成兩個開式網(wǎng)，然后按開始網(wǎng)潮流估算方法，計算計及阻抗中損耗的功率分布，再計算電壓分布。（4）環(huán)網(wǎng)潮流分布計算怎么求？Z11AZ2Z32環(huán)網(wǎng)的近似功率分布特殊兩端供電網(wǎng)Z11A1Z2Z32A2環(huán)網(wǎng)的循環(huán)功率循環(huán)功率是由于兩端供電電源之間存在電勢差，在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生向一個方向流動、而不進入負荷的功率。

對單電源供電的環(huán)網(wǎng)，能產(chǎn)生循環(huán)功率嗎？答案：能如何產(chǎn)生？環(huán)網(wǎng)的循環(huán)功率A11A21:K11:K2T1T2A2若Ud&環(huán)路電勢環(huán)網(wǎng)的循環(huán)功率方向:與環(huán)路電勢的方向相同。環(huán)路總阻抗；歸算參數(shù)的基準電壓級的額定電壓。通過改變的大小和相位，可以改變循環(huán)功率（強迫功率）的大小。

的弊與利：不送入負荷，產(chǎn)生功率損耗（經(jīng)濟性）可調(diào)整潮流分布——強迫分布（可控性）A11A21:K11:K2T1T2A2總結(jié)

簡單環(huán)網(wǎng)潮流估算方法步驟按特殊的兩端供電網(wǎng)計算。計算方法和步驟與兩端供電網(wǎng)相同！已知某110kV網(wǎng)絡(luò)，T代表理想變壓器，變比為1:K，求：（1）K=1時的近似功率分布（不考慮功率損耗）；（2）若VA＝110kV，求1、2處電壓（考慮功率損耗和電壓損耗）；（3）若要使（1）的近似功率分布發(fā)生變化，使1-2線路中無功潮流為0，則K應(yīng)如何變化？（不計功率損耗）例題（1）K＝1時，在A點解開或（2）若VA＝110kV，求1、2處電壓（要求考慮功率損耗和電壓損耗）；解：功率分點在1點。在1點分解成2個單端供電網(wǎng)。已知末端功率和首端電壓。（1）計算功率損耗(不計電壓損耗，認為全網(wǎng)為額定電壓),推算全網(wǎng)功率分布、始端功率；（前代）（2）由始端電壓、功率向末端推算電壓損耗(不再另算功率損耗)，計算各母線電壓。（