电力行业--电力系统潮流分析与计算

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1、第第3章章 电力系统潮流电力系统潮流分析与计算分析与计算 3.1 3.1 基本概念基本概念一、电力网的功率损耗一、电力网的功率损耗1 1、电力线路的功率损耗、电力线路的功率损耗)(103222kWRUQPPvar)(103222kXUQPQ注意：1）单位的选择；2）采用同一点的电压和通过同一点的功率3）若首末端的电压未知时，可用额定电压来计算。2 2、变压器的功率损耗、变压器的功率损耗1 1）双绕组变压器的功率损耗）双绕组变压器的功率损耗)(1003222kWPRUQPPTTvar)(1003222kQXUQPQTT2 2）三绕组变压器的功率损耗）三绕组变压器的功率损耗)(0323232322

2、222221212121kWPRUQPRUQPRUQPPTTTTvar)(0323232322222221212121kQXUQPXUQPXUQPQTTTT注意：1、单位的选择；2、采用同一点的电压和通过同一点的功率；3、若首末端的电压未知时，可用额定电压来计算。二、电力网的电压概念二、电力网的电压概念 1、电压降落：电力网中，任意两点电压之间的矢量差。2、电压损耗：电力网中，任意两点电压之间的代数差。3、电压偏移：电力网中，任意一点电压与额定电压之间的数值差。三、电压降落的纵分量和横分量分析三、电压降落的纵分量和横分量分析 从：21UUUdZUSUU2221ZUSUU1112可得：22222

3、221URQXPjUXQRPUU11111112URQXPjUXQRPUU矢量图表示：1U 2U U U Ud 1U 2U Ud U U U U（b）自始端起算 （a）自末端起算 四、线路首末端电压高低的分析四、线路首末端电压高低的分析讨论电力线路满载、轻载和空载时首末端电压高低。用 22222221URQXPjUXQRPUU关系式来分析。并用矢量表示。五、电力网中功率方向的分析五、电力网中功率方向的分析 由于输电网的XR，取R=0 得222221UXPjUXQUU Ud 2U 1U 22UXPj 22UXQ 212sinUUXPsin212XUUP 分析讨论功角特性关系，说明电力网中有功功率

4、是从电压超前的一端输向滞后的一端。21222cosUUXQU 取0，则cos1 XUUUQ22212 说明电力网中感性无功功率是从电压高的一端输向电压低的一端。容性无功功率是从电压低的一端输向电压高的一端。六、解释运算功率和运算负荷概念。六、解释运算功率和运算负荷概念。3.2 开式网的潮流分析开式网的潮流分析 任何一个负荷都只能从一个方向得到电能的电力网为开式网。在实际工程中，一般已知两个参数，求另两个参数。(1)已知网络同一端的功率和电压，求另一端的功率和电压。(2)已知网络不同端的功率和电压，求不同端各自对应的功率和电压。一般情况是已知末端负荷与首端的电压，求首端输入的功率与末端的实际电压

5、。(3)解题步骤1)作等值电路图并求出参数2)简化等值电路图并求出运算功率和运算负荷3)求出潮流分布4)求出各点实际电压(4)详细解释例题31(5)开式地方网的特点：电压较低、线路较短、输送功率较小，计算时可简化1)电力网阻抗和导纳的功率损耗不计2)电压降落的横分量不计3)可用额定电压代替实际电压计算20+j15MVA A 电力网接线图 116kV 2LGJ120 LGJ95 110kV 80km 220MVA 110/6.6 30km a b 8+j6MVA 10MVA 110/11 3.3 3.3 简单闭式网的潮流分析简单闭式网的潮流分析 任何一个负荷都可以从二个方向得到电能的电力网为闭式

6、网。简单闭式网的功率分布计算通常分两步进行，首先忽略网络阻抗和导纳中的功率损耗，计算功率分布，标明功率分点，称为初步功率分布。求出网络阻抗和导纳中的功率损耗，并叠加到初步功率分布上，称为最终功率分布。一、初步功率分布解题步骤一、初步功率分布解题步骤（1）作等值电路图并求出参数（2）简化等值电路图并求出运算功率和运算负荷（3）求出潮流分布，确定功率分点（4）求出各点实际电压二、最终功率分布解题步骤二、最终功率分布解题步骤（1）在做出初步功率分布，确定功率分点的基础上，将网络分成两 个开式网（2）求出各个开式网络阻抗和导纳中的功率损耗（3）将功率损耗叠加到初步功率分布上（4）将两个开式网合并还原（

7、5）求出各点实际电压三、分析下图三、分析下图cbaabcABAUBUAS2S3SBSaSbScS根据基尔霍夫第一定律cBbaASSSSSSSSS3232线路中总的电压降落为两端电压相量之差，即 4332213ZIZIZIZIUUUdBABAAB用功率写ZUSZUSZUSZUSUUUdNBNNNABAAB33221整理后ZUUdZZSZSZSSNABccbbaAAZUUdZZSZSZSSNBAccbbaBB普遍式为ZUUdZZSSNABniiiA1ZUUdZZSSNBAniiiB1 此关系式分为：只与两端电源电压的相量差和线路阻抗有关的循环功率及与运算负荷和线路阻抗有关的供载功率两部分。简化供载

8、功率的计算（1）均一网：当线路导线的材料、截面和几何均距都相同时LLqQLLpPLqLQLpLPBBAA,（2）近似均一网RRqQXXpPRqRQXpXPBBAA,3.3 3.3 简单闭式网的潮流分析简单闭式网的潮流分析多电压等级环网潮流分布 电磁环网若有附加电势就会产生循环功率，产生附加电势主要有两种情况：一是网内各台变压器的变比不匹配AB10KVT2T1T3S1S2L2L1220KV110KVkc1:11:kb1:ka1:ka1:kbkc1:1T3T1T2AUBUDUDU11111kUkkkkUkkkUkUkkUUUEZUESDacbaAacbAaAcbADDNX 二是强制功率分布cycx

9、NaANaXhNXhEjEZUSSZUSSEZUES 若并列运行的变压器之间的参数不等，它们之间也会产生循环功率 3.4 3.4 复杂供电网络的潮流计算复杂供电网络的潮流计算一、支路的合并与分解一、支路的合并与分解aU1U2UdzUnU1IdzI2InIndzIIII211 1、等值电流为：、等值电流为：niindzIIIII121nanaadzadzZUUZUUZUUZUU2211或 2 2、等值支路阻抗和导纳、等值支路阻抗和导纳 niindzniindzYYYYYZZZZZ121121111113 3、等值支路电压、等值支路电压nidziinnndzdznndzdzdzYYUYYYYUYU

10、YUUZZUZZUZZUU12122112211二、负荷移置二、负荷移置ABbcabcaBAacSAScbScSaSbSASaSbSabSaS bS 将将C C点负荷移到点负荷移到a a、b b两点，设注入功率为两点，设注入功率为 BUU并设,SAA移置前移置前 bBcbacAabBbcBcaBaZZZZZSZSZSSA移置后移置后 bBcbacAabBbbaBaaZZZZZSSZSS)()(SA由于两式相等及由于两式相等及 baSSSc条件可得条件可得 cbcZSaccbaZZS 同理同理 cbcZSacacbZZS 三、三、Y-Y-网络的等值变换网络的等值变换 132Z12Z23Z3131

11、S12S2S23S1SZ2Z33SZ1Z1Z3Z2Z31Z23Z123211S2S3S12S23S31S1 1、由、由Y Y变换为变换为时时213133113232233212112ZZZZZZZZZZZZZZZZZZ网络各支路的功率为网络各支路的功率为311133312333222312221112SZZSZSSZZSZSSZZSZS2 2、由、由变换为变换为Y Y时时312312233133123121223231231231121ZZZZZZZZZZZZZZZZZZY Y网络各支路的功率为网络各支路的功率为233131223231121SSSSSSSSS 3.5 3.5 电力系统潮流的计算机算法电力系统潮流的计算机算法 运用计算机进行潮流分布计算,一般要完成以下几个步骤:建立数学模型、确定计算方法、制定计算流程并编制程序、上机计算及对计算结果进行分析等四步。本节主讲前两步一、变压器型等值电路 1、双绕组变压器型等值电路 2、多电压级网络的等值电路二、潮流计算的数学模型（网络方程）1、节点电压方程 2、节点导纳矩阵的形成和修改 1）节点导纳矩阵的形成 a）节点导纳矩阵是方阵 b）节点导纳矩阵是稀疏矩阵 c）节点导纳矩阵的对角元素 d）节点导纳矩阵的非对角元素 e)节点导纳矩阵一般是对称矩阵 2)节点导纳矩阵的修改三、计算机潮流计算的基本方法简介 谢谢再见！