第三章簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的潮流分布計(jì)算

第三章簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的潮流分布計(jì)算第一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四潮流計(jì)算的概念電壓（包括幅值和相角）和功率（包括有功功率和無(wú)功功率）是表征電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的主要物理量。這就需要采用一定的方法確定系統(tǒng)中各處的電壓和功率分布（實(shí)為功率流，俗稱(chēng)潮流）。第二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四電力系統(tǒng)潮流計(jì)算目的（1）為系統(tǒng)規(guī)劃提供分析基礎(chǔ)（2）確定電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式；（3）檢查系統(tǒng)中的各元件是否過(guò)壓或過(guò)載；（4）為繼電保護(hù)的整定提供依據(jù)；（5）為穩(wěn)定計(jì)算提供初值；（6）事故預(yù)想分析；（7）為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供分析基礎(chǔ)；（8）電力市場(chǎng)下制定交易計(jì)劃，阻塞管理的依據(jù)第三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四潮流計(jì)算的目的：分析和評(píng)價(jià)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)和質(zhì)量，服務(wù)于規(guī)劃和運(yùn)行。如何計(jì)算？（1）人工：簡(jiǎn)單系統(tǒng)（2）計(jì)算機(jī)：復(fù)雜系統(tǒng)第四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四潮流計(jì)算和一般交流電路計(jì)算的根本差別潮流計(jì)算的變量是電壓和功率電路計(jì)算的變量是電壓和電流因?yàn)閷?duì)于龐大的交流系統(tǒng)，電流相位的測(cè)定十分困難，而功率的測(cè)量十分方便，可由有功功率表和無(wú)功功率表得到。第五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四

第六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四無(wú)功功率方向的規(guī)定負(fù)荷以滯后功率因數(shù)運(yùn)行所吸取的無(wú)功功率為正；以超前功率因數(shù)運(yùn)行時(shí)所吸取的無(wú)功功率為負(fù)。發(fā)電機(jī)以滯后功率因數(shù)運(yùn)行所發(fā)出的無(wú)功功率為正；以超前功率因數(shù)運(yùn)行所發(fā)出的無(wú)功功率為負(fù)。第七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四什么是無(wú)功？無(wú)用的功？學(xué)習(xí)什么知識(shí)時(shí)，接觸過(guò)無(wú)功？無(wú)功和有功的關(guān)系？無(wú)功與電力系統(tǒng)的關(guān)系？第八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四純電感元件電路iuL+-t

iOuLpL電感元件在上半個(gè)周期將電能變成磁場(chǎng)能儲(chǔ)存起來(lái),在下半個(gè)周期將儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能釋放出來(lái)還給電源.瞬時(shí)有功功率的最大值就是無(wú)功功率第九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四純電容元件電路iuC+-t

iCOupC電容元件在上半個(gè)周期將電能變成電場(chǎng)能儲(chǔ)存起來(lái),在下半個(gè)周期將儲(chǔ)存的電場(chǎng)能釋放出來(lái)還給電源瞬時(shí)有功功率的最大值就是無(wú)功功率第十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四RLC串聯(lián)電路LCRuuLuCi+-+-+-tOpLpC電感上和電容上的瞬時(shí)有功功率反向；電感上的無(wú)功叫做消耗感性無(wú)功，或發(fā)出容性無(wú)功；電容上的無(wú)功叫消耗容性無(wú)功，或發(fā)出感性無(wú)功。第十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四無(wú)功功率是電感或電容吞吐有功功率的最大值,是標(biāo)量,相當(dāng)于容器的容量;但是,由于電感與電容吞吐有功功率步調(diào)相反,因此將無(wú)功功率賦予方向:電容元件吞吐有功功率的過(guò)程,稱(chēng)為發(fā)出感性無(wú)功功率,是感性無(wú)功功率電源;電感元件吞吐有功功率的過(guò)程,稱(chēng)為吸收感性無(wú)功功率,是感性無(wú)功功率負(fù)荷.第十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四有發(fā)出,有吸收,構(gòu)成無(wú)功功率平衡.同步電機(jī)發(fā)出感性無(wú)功,異步電機(jī)吸收感性無(wú)功.因此電力系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)是同步的,電動(dòng)機(jī)是異步的.如果發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)都做出異步的，或都做出同步的會(huì)怎么樣？第十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四《辭?！穼?duì)無(wú)功功率的解釋具有電感和電容的交流電路中，電感的磁場(chǎng)或電容的電場(chǎng)在一個(gè)周期內(nèi)的一部分時(shí)間內(nèi)從電源吸收能量，另一部分時(shí)間內(nèi)將能量返回電源。在整個(gè)周期內(nèi)平均功率為零，也就是沒(méi)有能量消耗。但能量是在電源和電感或電容之間來(lái)回交換的。能量交換率的最大值叫做無(wú)功功率。第十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四關(guān)于無(wú)功功率的解釋無(wú)功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無(wú)功功率。無(wú)功和電壓關(guān)系密切（第六章的內(nèi)容）:感性無(wú)功不足,電壓降低;感性無(wú)功過(guò)剩,電壓升高.第十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.1電力線路運(yùn)行狀況的計(jì)算與分析電力線路上的功率損耗和電壓降落有四個(gè)變量：

，已知其中的兩個(gè)，可求另外兩個(gè)變量。電力系統(tǒng)計(jì)算的最大特點(diǎn)：①避免的復(fù)數(shù)計(jì)算；②功率容易測(cè)量，電流相角很難測(cè)量。第十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四已知：末端電壓，末端功率，求始端電壓，始端功率。取為參考方向，則，負(fù)荷以滯后功率因數(shù)運(yùn)行。(如何表達(dá)負(fù)荷以超前功率因數(shù)運(yùn)行?)無(wú)論是求流過(guò)的功率還是損耗的功率,都用下列公式表達(dá).。

在計(jì)算功率的過(guò)程中,無(wú)論是用有名值還是用標(biāo)幺值,最終的表達(dá)式是相同的.解題思路:（1）求功率：由末端向始端逐點(diǎn)、逐支路推算功率損耗。（2）求電壓：用末端數(shù)據(jù)，計(jì)算阻抗上的電壓損耗，得到始端電壓第十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四（1）支路末端導(dǎo)納支路的功率損耗為：第十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四第十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四如果已知始端電壓和始端功率，如何求末端電壓和末端功率？

相量圖如何？第二十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四幾個(gè)概念（1）電壓降落是指電力線路兩端電壓的相量差（2）電壓損耗是指電力線路兩端電壓的有效值之差，即U1-U2，電壓損耗是一個(gè)標(biāo)量，一般可近似認(rèn)為U1-U2≈△U，電壓損耗常以百分?jǐn)?shù)表示，即（3）電壓偏移是指電力線路兩端電壓與電力線路額定電壓的數(shù)值差，電壓偏移也常以百分?jǐn)?shù)表示，電力線路兩端電壓偏移百分?jǐn)?shù)為：第二十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.1.2電力線路上的電能損耗計(jì)算電力線路電能損耗的方法主要有兩個(gè)：經(jīng)驗(yàn)公式法和查表法。上述方法準(zhǔn)確,但是計(jì)算工作量大,規(guī)劃時(shí)用簡(jiǎn)化的方法求電力線路的電能損耗.第二十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四（1）基本概念1）最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)?？梢詮氖謨?cè)中查到該值

2）負(fù)荷率=

年負(fù)荷曲線第二十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3）年負(fù)荷率

年負(fù)荷曲線第二十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四4）最大負(fù)荷損耗時(shí)間

年負(fù)荷損耗曲線第二十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四5)年負(fù)荷損耗率

年負(fù)荷損耗曲線第二十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四（1）經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算電力線路電能損耗的步驟為：

a.計(jì)算最大負(fù)荷時(shí)的功率損耗b.查表得到最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmaxc.求年負(fù)荷率d.用下面的經(jīng)驗(yàn)公式,求年負(fù)荷損耗率，e.求電能損耗△WZ第二十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四（2）查表法計(jì)算電力線路電能損耗的步驟為：

a.查表得最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmaxb.查表得與最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax對(duì)應(yīng)的最大負(fù)荷損耗時(shí)間τmax。

c.求電能損耗△WZ第二十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四線損率線損率是供電企業(yè)重要的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)線損=理論線損+管理線損第三十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四潮流圖演示有載調(diào)壓變壓器線路的負(fù)載與空載運(yùn)行第三十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四線路空載運(yùn)行

第三十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四線路空載運(yùn)行電壓相量圖第三十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.2變壓器運(yùn)行狀況的分析與計(jì)算第三十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四變壓器中的電壓降落、功率損耗和電能損耗

發(fā)電廠中的變壓器已知始端功率和電壓，變電所中的變壓器已知末端功率和電壓第三十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四變電所的變壓器發(fā)電廠的變壓器第三十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四第三十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四第三十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四實(shí)際功率是S時(shí)第三十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四第四十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.2.2變壓器的電能損耗勵(lì)磁支路的電能損耗阻抗支路的功率損耗第四十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四第四十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.3輻射形網(wǎng)的潮流分布計(jì)算有四種已知條件（1）已知末端電壓和功率，求始端電壓和功率（2）已知始端電壓和功率，求末端電壓和功率（3）已知始端電壓，末端功率，求始端功率和末端電壓。（4）已知始端功率，末端電壓，求始端電壓和末端功率。第四十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.3輻射形網(wǎng)的潮流分布計(jì)算1)由已知接線圖作出等效電路；2)作出簡(jiǎn)化等值網(wǎng)絡(luò)圖；3)用逐段推算法推算其潮流分布。第四十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四已知末端功率和末端電壓第四十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四已知：始端電壓，末端功率，求末端電壓，始端功率。假設(shè)末端電壓額定（1）從末端向始端計(jì)算功率損耗，得到始端功率；（2）用已知的始端電壓和計(jì)算的始端功率，向末端計(jì)算電壓降落，得到末端電壓；。

前推回代方法，是配網(wǎng)潮流計(jì)算的主要方法之一第四十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四已知末端功率和始端電壓即設(shè)全網(wǎng)電壓均為額定電壓。由已知的始端電壓和求得的始端功率第四十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.3.2對(duì)多端網(wǎng)絡(luò)的處理第四十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四合到一起運(yùn)算功率與運(yùn)算負(fù)荷是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)位置流過(guò)的功率的命名。這樣命名，好處是在進(jìn)行電網(wǎng)分析和計(jì)算時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。第四十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四運(yùn)算功率第五十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四運(yùn)算負(fù)荷第五十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四第五十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.4環(huán)形網(wǎng)中的潮流分布計(jì)算第五十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四思路手算潮流必須知道潮流的始端和末端，而環(huán)網(wǎng)潮流方向不確定，網(wǎng)絡(luò)中的始端是電源點(diǎn)，而網(wǎng)絡(luò)的末端不確定。首先，用簡(jiǎn)化方法，確定環(huán)網(wǎng)中潮流的大致方向，由此確定網(wǎng)絡(luò)的末端，將環(huán)網(wǎng)打開(kāi)，形成兩個(gè)輻射形網(wǎng)絡(luò)。然后，用計(jì)算輻射形網(wǎng)絡(luò)的方法計(jì)算功率損耗；從電源點(diǎn)開(kāi)始沿網(wǎng)絡(luò)循序一周計(jì)算電壓降落。第五十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.4.1環(huán)形網(wǎng)中的初步功率分布第五十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四第五十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四第五十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四如果電力網(wǎng)各段線路采用相同型號(hào)的導(dǎo)線、相同的材料、相同的截面積，而且導(dǎo)線間的幾何均距相等，那么這種電力網(wǎng)單位長(zhǎng)度的參數(shù)完全相同，稱(chēng)為均一網(wǎng)。第五十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四功率分點(diǎn)無(wú)功功率分點(diǎn)：與該點(diǎn)連接的所有支路的無(wú)功功率都流向該點(diǎn)；有功功率分點(diǎn)：與該點(diǎn)連接的所有支路的有功功率都流向改點(diǎn)；功率與電壓的關(guān)系可以比喻為水流與地勢(shì)的關(guān)系；一般無(wú)功功率分點(diǎn)電壓更低。第五十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四兩端電壓不等時(shí)的功率分布第六十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四

第六十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四兩端供電網(wǎng)絡(luò)的功率分布第六十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.4.2環(huán)形網(wǎng)的分解及潮流分布第六十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四變壓器變比不匹配，產(chǎn)生循環(huán)功率242/10.5231/10.5第六十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四產(chǎn)生循環(huán)功率的網(wǎng)絡(luò)1.兩端供電網(wǎng)絡(luò)2.環(huán)網(wǎng)，變壓器變比不匹配第六十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.5電力網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化方法3.5.1等效電源法3.5.2負(fù)荷移置法3.5.3星-—網(wǎng)變換法第六十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.5.1等效電源法第六十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.5.2負(fù)荷移置法第六十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四3.6電力網(wǎng)絡(luò)潮流的調(diào)整控制為什么要控制控制的范圍控制的手段第六十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四為什么調(diào)整控制潮流？環(huán)網(wǎng)中自然功率按阻抗分布，有功損耗最小按電阻分布。為了使電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的供電要求，因而有必要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的潮流進(jìn)行調(diào)整控制。安全：功率不過(guò)載優(yōu)質(zhì)：電壓質(zhì)量滿(mǎn)足要求經(jīng)濟(jì)：有功損耗小第七十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四調(diào)整控制潮流的范圍①輻射形（開(kāi)式）網(wǎng)中的潮流無(wú)法控制，其完全取決于各點(diǎn)負(fù)荷；②兩端供電網(wǎng)絡(luò)的潮流可以借調(diào)整兩端電源電壓或功率適當(dāng)控制，但調(diào)整幅度有限；③若不計(jì)及環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中變壓器分接頭的作用，其潮流按阻抗分布，也無(wú)法控制；（潮流按阻抗分布并不最優(yōu)）；有功功率損耗最小時(shí)的功率分布應(yīng)按線段的電阻分布

第七十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四限制2-3線路負(fù)荷為125MW第七十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四調(diào)整控制潮流的手段①串聯(lián)電容，是在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中阻抗相對(duì)過(guò)大的線段上串聯(lián)電容，以容抗抵償線路的電抗，起到轉(zhuǎn)移重載線路上流通功率的作用。第七十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四串聯(lián)電容第七十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四②串聯(lián)電抗，是在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中重載線路上串聯(lián)電抗，起到限制線路上流通功率，避免線路過(guò)載的作用。但串聯(lián)電抗對(duì)電壓質(zhì)量和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有不良影響，故該手段未得到推廣。調(diào)整控制潮流的手段第七十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四串聯(lián)電抗第七十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期四③附加串聯(lián)加壓器，是在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中接入串聯(lián)