2773986043簡單電力系統(tǒng)潮流計(jì)算

1、電力系統(tǒng)基礎(chǔ)電力系統(tǒng)基礎(chǔ) 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院 劉洪劉洪 課程設(shè)置課程設(shè)置 第一章第一章電力系統(tǒng)基本知識(shí)電力系統(tǒng)基本知識(shí) 4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 第二章第二章元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算 6學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 第三章第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算 8學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 第四章第四章電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行與控制電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行與控制12學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 第五章第五章電力系統(tǒng)故障與短路電流計(jì)算電力系統(tǒng)故障與短路電流計(jì)算12學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 2 2 潮流計(jì)算的基本概念潮流計(jì)算的基本概念 重要性：重要性： 電力系統(tǒng)分析中最基本的計(jì)算。電力系統(tǒng)分析中最基本的計(jì)算。 不僅是其他各類復(fù)雜計(jì)算的基礎(chǔ)

2、，還是電力系統(tǒng)規(guī)劃、不僅是其他各類復(fù)雜計(jì)算的基礎(chǔ)，還是電力系統(tǒng)規(guī)劃、 擴(kuò)建、運(yùn)行方式安排的基礎(chǔ)。擴(kuò)建、運(yùn)行方式安排的基礎(chǔ)。 任務(wù)：任務(wù)： 對給定的運(yùn)行條件確定系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。對給定的運(yùn)行條件確定系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。 包括各母線上的電壓、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布及功率損耗等包括各母線上的電壓、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布及功率損耗等 。 計(jì)算方式：計(jì)算方式： 拓?fù)浞绞脚c電路類似，計(jì)算方式也與電路類似。拓?fù)浞绞脚c電路類似，計(jì)算方式也與電路類似。 3 3 潮流計(jì)算的基本概念潮流計(jì)算的基本概念 與電路的相似之處：與電路的相似之處： 由節(jié)點(diǎn)和支路構(gòu)成的，利用基爾霍夫定律等進(jìn)行計(jì)算。由節(jié)點(diǎn)和支路構(gòu)成的，利用基爾霍夫定律等進(jìn)行計(jì)算

3、。 電力系統(tǒng)拓?fù)洌弘娏ο到y(tǒng)拓?fù)洌?節(jié)點(diǎn)：母線、連接（節(jié)點(diǎn)：母線、連接（t接）點(diǎn)等。接）點(diǎn)等。 支路：變壓器、線路、電感、電容等。支路：變壓器、線路、電感、電容等。 4 4 潮流計(jì)算的結(jié)果潮流計(jì)算的結(jié)果 直接計(jì)算結(jié)果：直接計(jì)算結(jié)果： 節(jié)點(diǎn)的電壓、支路的始端電流與末端電流（即功率）；節(jié)點(diǎn)的電壓、支路的始端電流與末端電流（即功率）； 間接計(jì)算結(jié)果：間接計(jì)算結(jié)果： 功率損耗功率損耗支路兩端的功率相減；支路兩端的功率相減； 電壓降落電壓降落支路兩端的節(jié)點(diǎn)電壓相減。支路兩端的節(jié)點(diǎn)電壓相減。 5 5 潮流計(jì)算的方法分類潮流計(jì)算的方法分類 按電力系統(tǒng)的復(fù)雜程度：按電力系統(tǒng)的復(fù)雜程度： 簡單電力系統(tǒng)潮流計(jì)算簡單

4、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算系統(tǒng)簡單、節(jié)點(diǎn)一般較少、采系統(tǒng)簡單、節(jié)點(diǎn)一般較少、采 用手工方法計(jì)算；是復(fù)雜潮流計(jì)算的基礎(chǔ)。用手工方法計(jì)算；是復(fù)雜潮流計(jì)算的基礎(chǔ)。 復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流計(jì)算復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流計(jì)算系統(tǒng)復(fù)雜、節(jié)點(diǎn)數(shù)十、百、千系統(tǒng)復(fù)雜、節(jié)點(diǎn)數(shù)十、百、千 計(jì)、采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行潮流計(jì)算。計(jì)、采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行潮流計(jì)算。 按網(wǎng)絡(luò)形式：按網(wǎng)絡(luò)形式： 開式網(wǎng)絡(luò)開式網(wǎng)絡(luò)環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)，輻射運(yùn)行；重點(diǎn)在元件的計(jì)算。環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)，輻射運(yùn)行；重點(diǎn)在元件的計(jì)算。 閉式網(wǎng)絡(luò)閉式網(wǎng)絡(luò)環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)，環(huán)網(wǎng)運(yùn)行；重點(diǎn)在解環(huán)的處理。環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)，環(huán)網(wǎng)運(yùn)行；重點(diǎn)在解環(huán)的處理。 6 6 單一元件的功率損耗和電壓降落單一元件的功率損耗和電壓降落線路和變壓器線路和變壓

5、器 開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算一級電壓和兩級電壓一級電壓和兩級電壓 配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算樹的遍歷順序樹的遍歷順序 簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算兩端供電和簡單環(huán)網(wǎng)兩端供電和簡單環(huán)網(wǎng) 電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算 7 7 簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算 3.1 單一元件的功率損耗單一元件的功率損耗 和電壓降落和電壓降落 8 8 簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算 3.1.1 電力線路的功率損耗電力線路的功率損耗 和電壓降落和電壓降落 9 9 電力線路的功率損耗電力線路的功率損耗 圖中的等值電路忽略了對地電導(dǎo)，功率為三圖中的等

6、值電路忽略了對地電導(dǎo)，功率為三 相功率，電壓為線電壓。相功率，電壓為線電壓。 注意：阻抗兩端通過的電流相同，均為注意：阻抗兩端通過的電流相同，均為i，阻抗兩端的，阻抗兩端的 功率則不同，分別為功率則不同，分別為s和和s。 線路功率損耗（有功和無功）分為：線路功率損耗（有功和無功）分為： 電流通過等值電路中串聯(lián)阻抗時(shí)產(chǎn)生的功率損耗電流通過等值電路中串聯(lián)阻抗時(shí)產(chǎn)生的功率損耗 電壓施加于對地導(dǎo)納時(shí)產(chǎn)生的損耗電壓施加于對地導(dǎo)納時(shí)產(chǎn)生的損耗 1010 串聯(lián)支路的功率損耗串聯(lián)支路的功率損耗 電路中損耗的基本公式電路中損耗的基本公式 電流（采用末端功率和電壓）在線路的電阻和電電流（采用末端功率和電壓）在線路

7、的電阻和電 抗上產(chǎn)生的功率損耗為抗上產(chǎn)生的功率損耗為 若電流用首端功率和電壓計(jì)算，則若電流用首端功率和電壓計(jì)算，則 22 2 lll 2 2 j(j )(j ) pq spqirxrx u 22 l 2 1 (j ) pq srx u 2 l si z 1111 串聯(lián)支路的功率損耗串聯(lián)支路的功率損耗 合并兩式，得合并兩式，得 需要注意兩個(gè)問題：需要注意兩個(gè)問題： 采用功率和電壓表示電流時(shí)，由于線路存在功率損耗采用功率和電壓表示電流時(shí)，由于線路存在功率損耗 和電壓損耗，線路兩端功率和電壓是不同的，因此使和電壓損耗，線路兩端功率和電壓是不同的，因此使 用公式要用公式要保證功率和電壓必須是同一端保證

8、功率和電壓必須是同一端的。的。 即使元件不傳輸有功功率、只傳輸無功功率，仍將在即使元件不傳輸有功功率、只傳輸無功功率，仍將在 元件上產(chǎn)生有功功率的損耗。因此元件上產(chǎn)生有功功率的損耗。因此避免大量無功功率避免大量無功功率 的流動(dòng)是節(jié)能降損的一項(xiàng)重要措施的流動(dòng)是節(jié)能降損的一項(xiàng)重要措施。 2222 l 22 12 (j )(j ) pqpq srxrx uu 1212 并聯(lián)支路的功率損耗并聯(lián)支路的功率損耗 電路中損耗的基本公式電路中損耗的基本公式 外加電壓在線路的電容上產(chǎn)生的功率損耗為外加電壓在線路的電容上產(chǎn)生的功率損耗為 式中，線路的對地并聯(lián)支路是容性的，即在運(yùn)行時(shí)發(fā)式中，線路的對地并聯(lián)支路是容性

9、的，即在運(yùn)行時(shí)發(fā) 出無功功率。與此相對應(yīng)的是，出無功功率。與此相對應(yīng)的是， =uisin=-u*u*y ，所以取負(fù)號。，所以取負(fù)號。負(fù)號負(fù)號=發(fā)出發(fā)出。 同樣，功率和電壓也必須取自同一端同樣，功率和電壓也必須取自同一端 。 2 l su y 2 b11 1 2 qbu 2 b22 1 2 qbu b q 1313 并聯(lián)支路的功率損耗并聯(lián)支路的功率損耗 線路首端的輸入功率為線路首端的輸入功率為 線路末端的輸出功率為線路末端的輸出功率為 線路末端輸出線路末端輸出有功功率有功功率與首端輸入與首端輸入有功功率有功功率之比之比 稱為線路輸電效率。稱為線路輸電效率。 1b1 jssq 2b2 jssq %

10、100 1 2 p p 輸電效率 1414 電力線路的電壓降落電力線路的電壓降落 設(shè)網(wǎng)絡(luò)元件的設(shè)網(wǎng)絡(luò)元件的一相等值電路一相等值電路如圖所示，其中如圖所示，其中r和和x 分別為一相的電阻和等值電抗，分別為一相的電阻和等值電抗，u和和i表示相電壓表示相電壓 和相電流。和相電流。 網(wǎng)絡(luò)元件的電壓降落是指元件首末端兩點(diǎn)電壓的網(wǎng)絡(luò)元件的電壓降落是指元件首末端兩點(diǎn)電壓的 相量差，由等值電路可知相量差，由等值電路可知 12 (j)uurx i 1515 以以u2為參考軸的電壓降落相量圖為參考軸的電壓降落相量圖 以以 為參考軸，己知為參考軸，己知 和和 ，可作出如下圖，可作出如下圖 所示的相量圖所示的相量圖

11、圖中，圖中， 就是電壓降落相量就是電壓降落相量 。把電壓降。把電壓降 落相量分解為與電壓相量落相量分解為與電壓相量 同方向和相垂直的兩同方向和相垂直的兩 個(gè)分量個(gè)分量 及及 ，絕對值分別記為，絕對值分別記為 和和 ， 即：即： 及及 2 u i 2 cos ab (j )rx i 2 u addb 2 u 2 u 2 uad 2 udb 1616 以以u2為參考軸的電壓降落相量圖為參考軸的電壓降落相量圖 于是，便有于是，便有 和和 分別稱為電壓降落的縱分量和橫分量，分別稱為電壓降落的縱分量和橫分量， 由相量圖可知（由相量圖可知（見圖的演示見圖的演示） 1222 (j )uurx iuu 2 u

12、 2 u 222 222 cossin cossin urixi uxiri 1717 以以u2為參考軸的電壓降落計(jì)算為參考軸的電壓降落計(jì)算 在電力系統(tǒng)分折中，習(xí)慣用功率進(jìn)行運(yùn)算。與電在電力系統(tǒng)分折中，習(xí)慣用功率進(jìn)行運(yùn)算。與電 壓壓 和電流和電流 相對應(yīng)的一相功率為相對應(yīng)的一相功率為 用功率代替電流，可將式改寫為用功率代替電流，可將式改寫為 注意：與功率損耗的計(jì)算相同，上式的功率和電注意：與功率損耗的計(jì)算相同，上式的功率和電 壓也須取自同一端。壓也須取自同一端。 * 22222 jcosjsinsu ipqu iu i 2 2 2 2 p rq x u u p xq r u u 1818 以以

13、u2為參考軸的電壓降落計(jì)算為參考軸的電壓降落計(jì)算 在電力系統(tǒng)分折中，習(xí)慣用功率進(jìn)行運(yùn)算。與電在電力系統(tǒng)分折中，習(xí)慣用功率進(jìn)行運(yùn)算。與電 壓壓 和電流和電流 相對應(yīng)的一相功率為相對應(yīng)的一相功率為 用功率代替電流，可將式改寫為用功率代替電流，可將式改寫為 注意：與功率損耗的計(jì)算相同，上式的功率和電注意：與功率損耗的計(jì)算相同，上式的功率和電 壓也須取自同一端。壓也須取自同一端。 * 22222 jcosjsinsu ipqu iu i 2 2 2 2 p rq x u u p xq r u u 1919 以以u2為參考軸的首端電壓計(jì)算為參考軸的首端電壓計(jì)算 根據(jù)上式，根據(jù)上式，元件首端的元件首端的

14、相電壓為相電壓為 于是于是 式中，式中，為元件首末端電壓相量的相位差。為元件首末端電壓相量的相位差。 1222 2 22 1 j uuuu p rq xp xq r u uu u 22 1222 ()()uuuu 2 22 u arctg uu 2020 以以u1為參考軸的電壓降落相量圖為參考軸的電壓降落相量圖 同樣，若以同樣，若以 為參考軸，己知為參考軸，己知 和和 ，可作，可作 出如下圖所示的相量圖出如下圖所示的相量圖 也可把電壓降落相量分解為與同方向和垂直的兩也可把電壓降落相量分解為與同方向和垂直的兩 個(gè)分量個(gè)分量 1 u i 2 cos 1211 (j )uurx iuu 2121 以

15、以u1為參考軸的電壓降落計(jì)算為參考軸的電壓降落計(jì)算 如果再用一相功率表示電流如果再用一相功率表示電流 于是于是 注意：上式的功率和電壓也須取自同一端。注意：上式的功率和電壓也須取自同一端。 11111 jcosjsinsu ipqu iu i 1 1 1 1 p rq x u u p xq r u u 2 2 2 2 p rq x u u p xq r u u 2222 以以u1為參考軸的首端電壓計(jì)算為參考軸的首端電壓計(jì)算 根據(jù)上式，元件末端的相電壓為根據(jù)上式，元件末端的相電壓為 式中，式中， 為元件首末端電壓相量的相位差。為元件首末端電壓相量的相位差。 2111 1 11 2 j uuuu

16、p rq xp xq r u uu u 22 2111 ()()uuuu 1 11 u arctg uu 1222 2 22 1 j uuuu p rq xp xq r u uu u 22 1222 ()()uuuu 2 22 u arctg uu 2323 以以u1和和u2為參考軸計(jì)算的對比為參考軸計(jì)算的對比 電壓降落相量既可以按照電壓降落相量既可以按照 作參考軸分解，也可作參考軸分解，也可 以按照以按照 作參考軸分解。如下圖所示。作參考軸分解。如下圖所示。 值得注意的是，這兩種分解的縱分量和橫分量分值得注意的是，這兩種分解的縱分量和橫分量分 別都不相等，即別都不相等，即 ， 需要指出的是，

17、上述公式需要指出的是，上述公式同時(shí)適用于一相等值電同時(shí)適用于一相等值電 路和三相等值電路路和三相等值電路的情況。的情況。 2 u 1 u 12 uu 12 uu 2424 電壓降落與功率傳輸?shù)年P(guān)系電壓降落與功率傳輸?shù)年P(guān)系 電壓降落的公式如下電壓降落的公式如下 由上式可知由上式可知交流電力系統(tǒng)功率傳輸?shù)幕疽?guī)律交流電力系統(tǒng)功率傳輸?shù)幕疽?guī)律： 元件兩端的電壓元件兩端的電壓幅值差幅值差主要由電壓降落的主要由電壓降落的縱分量縱分量決定決定 元件兩端的電壓元件兩端的電壓相角差相角差主要由電壓降落的主要由電壓降落的橫分量橫分量確定確定 在高壓輸電線的參數(shù)中，由于電抗比電阻大得多在高壓輸電線的參數(shù)中，由于

18、電抗比電阻大得多 ，若忽略電阻，便得，若忽略電阻，便得 1 1 1 1 p rq x u u p xq r u u 2 2 2 2 p rq x u u p xq r u u uqx uupx u 121122 uuuuuu 2525 電壓降落與功率傳輸?shù)年P(guān)系電壓降落與功率傳輸?shù)年P(guān)系 重要結(jié)論：重要結(jié)論： 電壓降落的電壓降落的縱分量縱分量是因傳送是因傳送無功功率無功功率而產(chǎn)生；而產(chǎn)生； 電壓降落的電壓降落的橫分量橫分量則因傳送則因傳送有功功率有功功率而產(chǎn)生。而產(chǎn)生。 即：即： 元件兩端存在元件兩端存在電壓幅值差電壓幅值差是傳送是傳送無功功率無功功率的條件；的條件； 元件兩端存在元件兩端存在電壓

19、相角差電壓相角差是傳送是傳送有功功率有功功率的條件。的條件。 進(jìn)一步引申：進(jìn)一步引申： 感性無功功率感性無功功率總是從總是從電壓幅值較高電壓幅值較高的一端的一端流向流向電壓電壓幅幅 值較低值較低的一端；的一端； 有功功率有功功率則從則從電壓相位超前電壓相位超前的一端的一端流向流向電壓電壓相位滯后相位滯后 的一端。的一端。 uqx uupx u 2626 電壓降落與功率傳輸?shù)年P(guān)系電壓降落與功率傳輸?shù)年P(guān)系 實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)元件都存在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)元件都存在電阻電阻，因此，因此 電流的有功分量流過電阻將會(huì)增加電壓降落縱分量電流的有功分量流過電阻將會(huì)增加電壓降落縱分量 電流的無功分量流過電阻將會(huì)減少電壓降落橫分

20、量電流的無功分量流過電阻將會(huì)減少電壓降落橫分量 uqx uupx u 1 1 1 1 p rq x u u p xq r u u 2 2 2 2 p rq x u u p xq r u u 2727 電壓降落、電壓損耗和電壓偏移電壓降落、電壓損耗和電壓偏移 在討論電網(wǎng)的電壓水平和電能質(zhì)量時(shí)，電壓損在討論電網(wǎng)的電壓水平和電能質(zhì)量時(shí)，電壓損 耗和電壓偏移是兩個(gè)常用的概念。耗和電壓偏移是兩個(gè)常用的概念。 三個(gè)概念（三個(gè)概念（不能混淆不能混淆）：）： 電壓降落：元件首末端兩點(diǎn)電壓的電壓降落：元件首末端兩點(diǎn)電壓的相量差相量差。 電壓損耗：元件兩端間電壓電壓損耗：元件兩端間電壓幅值的絕對值之差幅值的絕對值

21、之差。 電壓偏移：網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點(diǎn)的電壓偏移：網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓同實(shí)際電壓同該節(jié)點(diǎn)的該節(jié)點(diǎn)的額定額定 電壓之差電壓之差。 （回憶前面講過（回憶前面講過基準(zhǔn)電壓可選額定電壓基準(zhǔn)電壓可選額定電壓的意義）的意義） 2828 電壓降落與電壓損耗的對比電壓降落與電壓損耗的對比 由相量圖可知：由相量圖可知： 電壓降落電壓降落ab； 電壓損耗電壓損耗ac。 當(dāng)兩點(diǎn)電壓間的相角差較小時(shí)，當(dāng)兩點(diǎn)電壓間的相角差較小時(shí)，ad與與ac的長度的長度 相差不大，電壓損耗近似等于電壓降落的縱分量相差不大，電壓損耗近似等于電壓降落的縱分量 電壓損耗電壓損耗還常用該元件額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。還常用該元件額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。

22、在工程實(shí)際中，常需計(jì)算某負(fù)荷點(diǎn)到電源點(diǎn)的總在工程實(shí)際中，常需計(jì)算某負(fù)荷點(diǎn)到電源點(diǎn)的總 電壓損耗，總電壓損耗等于從電源點(diǎn)到該負(fù)荷點(diǎn)電壓損耗，總電壓損耗等于從電源點(diǎn)到該負(fù)荷點(diǎn) 所經(jīng)各串聯(lián)元件電壓損耗的代數(shù)和。所經(jīng)各串聯(lián)元件電壓損耗的代數(shù)和。 2929 電壓偏移電壓偏移 電壓偏移的作用：電壓偏移的作用： 電力網(wǎng)實(shí)際電壓幅值的高低對用戶用電設(shè)備的工作是電力網(wǎng)實(shí)際電壓幅值的高低對用戶用電設(shè)備的工作是 有密切影響的，而電壓相位則對用戶沒有什么影響。有密切影響的，而電壓相位則對用戶沒有什么影響。 用電設(shè)備都按工作在額定電壓附近進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，用電設(shè)備都按工作在額定電壓附近進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造， 為了衡量電壓質(zhì)量，

23、必須知道節(jié)點(diǎn)的電壓偏移。為了衡量電壓質(zhì)量，必須知道節(jié)點(diǎn)的電壓偏移。 電壓偏移電壓偏移的計(jì)算公式：的計(jì)算公式： 電壓偏移是電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不電壓偏移是電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不 同電壓等級的允許電壓偏移。（同電壓等級的允許電壓偏移。（+7-3） n n ( )100 uu u 電壓偏移 3030 簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算 3.1.2 變壓器的功率損耗變壓器的功率損耗 和電壓降落和電壓降落 3131 變壓器功率損耗計(jì)算與線路的對比變壓器功率損耗計(jì)算與線路的對比 變壓器的等值電路與線路的區(qū)別在于只有一個(gè)對變壓器的等值電路與線路的區(qū)別在于只有一個(gè)

24、對 地并聯(lián)支路。因此：地并聯(lián)支路。因此： 串聯(lián)支路產(chǎn)生功率損耗的計(jì)算方法相同；串聯(lián)支路產(chǎn)生功率損耗的計(jì)算方法相同； 并聯(lián)支路產(chǎn)生功率損耗的計(jì)算方法不同。并聯(lián)支路產(chǎn)生功率損耗的計(jì)算方法不同。 3232 變壓器并聯(lián)支路的功率損耗計(jì)算變壓器并聯(lián)支路的功率損耗計(jì)算 與線路的容性不同，變壓器的對地并聯(lián)支路是感與線路的容性不同，變壓器的對地并聯(lián)支路是感 性的，即運(yùn)行時(shí)消耗無功功率。并聯(lián)支路損耗主性的，即運(yùn)行時(shí)消耗無功功率。并聯(lián)支路損耗主 要是變壓器的勵(lì)磁功率，由等值電路中勵(lì)磁支路要是變壓器的勵(lì)磁功率，由等值電路中勵(lì)磁支路 的導(dǎo)納確定。的導(dǎo)納確定。 由于正常運(yùn)行時(shí)電壓與額定電壓相差不大，因此由于正常運(yùn)行時(shí)電

25、壓與額定電壓相差不大，因此 實(shí)際計(jì)算中可近似采用額定電壓計(jì)算，即變壓器實(shí)際計(jì)算中可近似采用額定電壓計(jì)算，即變壓器 的勵(lì)磁損耗可以近似用恒定的空載損耗代替，即的勵(lì)磁損耗可以近似用恒定的空載損耗代替，即 2 0tt (j)sgb u 0 0000n % jj 100 i spqps 3333 簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算 3.2 開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算 3434 開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算 開式網(wǎng)絡(luò)的概念：開式網(wǎng)絡(luò)的概念： 由單一電源點(diǎn)通過輻射狀網(wǎng)絡(luò)向多個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電的網(wǎng)絡(luò)由單一電源點(diǎn)通過輻射狀網(wǎng)絡(luò)向多個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電的網(wǎng)絡(luò) 開式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算的意義：開式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)

26、算的意義： 我國配電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)都采用輻射狀運(yùn)行，適合使我國配電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)都采用輻射狀運(yùn)行，適合使 用開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算方法。用開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算方法。 開式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算也是閉式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算的基礎(chǔ)。開式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算也是閉式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算的基礎(chǔ)。 開式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算的概念：開式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算的概念： 根據(jù)給定的網(wǎng)絡(luò)接線（輻射）和其它已知條件，計(jì)算根據(jù)給定的網(wǎng)絡(luò)接線（輻射）和其它已知條件，計(jì)算 網(wǎng)絡(luò)中的功率分布、功率損耗和未知的節(jié)點(diǎn)電壓。網(wǎng)絡(luò)中的功率分布、功率損耗和未知的節(jié)點(diǎn)電壓。 3535 簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算 3.2.1 運(yùn)算負(fù)荷運(yùn)算負(fù)荷 3636 運(yùn)算負(fù)荷運(yùn)算負(fù)荷 在

27、潮流計(jì)算前一般先要對網(wǎng)絡(luò)等值電路作化簡處在潮流計(jì)算前一般先要對網(wǎng)絡(luò)等值電路作化簡處 理，以便將并聯(lián)支路的無功電源或損耗與負(fù)荷合理，以便將并聯(lián)支路的無功電源或損耗與負(fù)荷合 并，以便形成運(yùn)算負(fù)荷。并，以便形成運(yùn)算負(fù)荷。 以下圖網(wǎng)絡(luò)為例介紹運(yùn)算負(fù)荷的概念和化簡方法以下圖網(wǎng)絡(luò)為例介紹運(yùn)算負(fù)荷的概念和化簡方法 圖中電源點(diǎn)圖中電源點(diǎn)1通過線路向負(fù)荷節(jié)點(diǎn)通過線路向負(fù)荷節(jié)點(diǎn)2、3和和4供電。供電。 3737 含線路的運(yùn)算負(fù)荷化簡含線路的運(yùn)算負(fù)荷化簡 化簡結(jié)果如下化簡結(jié)果如下 公式：公式： 原網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)化簡為由三個(gè)集中的阻抗元件相串聯(lián)、四個(gè)節(jié)原網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)化簡為由三個(gè)集中的阻抗元件相串聯(lián)、四個(gè)節(jié) 點(diǎn)接有集中負(fù)荷的等值

28、網(wǎng)絡(luò)。點(diǎn)接有集中負(fù)荷的等值網(wǎng)絡(luò)。 2 2ld2b12b23ld2ld21223n 1 jjj() 2 ssqqpqbbu 2 3ld3b23b34ld3ld32334n 1 jjj() 2 ssqqpqbbu 2 4ld4b34ld4ld434n 1 jj 2 ssqpqb u 3838 含變壓器的運(yùn)算負(fù)荷化簡含變壓器的運(yùn)算負(fù)荷化簡 網(wǎng)絡(luò)中并聯(lián)接入的變壓器支路也可化簡為運(yùn)算負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)中并聯(lián)接入的變壓器支路也可化簡為運(yùn)算負(fù)荷 方法：方法： 采用額定電壓計(jì)算變壓器的勵(lì)磁損耗采用額定電壓計(jì)算變壓器的勵(lì)磁損耗 采用額定電壓和實(shí)際負(fù)荷電流計(jì)算繞組損耗采用額定電壓和實(shí)際負(fù)荷電流計(jì)算繞組損耗 將變壓器損耗與低

29、壓側(cè)負(fù)荷合并得到高壓側(cè)的總負(fù)荷將變壓器損耗與低壓側(cè)負(fù)荷合并得到高壓側(cè)的總負(fù)荷 與線路并聯(lián)導(dǎo)納充電功率合并得到運(yùn)算負(fù)荷。與線路并聯(lián)導(dǎo)納充電功率合并得到運(yùn)算負(fù)荷。 中壓配電網(wǎng)中，一般采用此方法來處理配電變壓器中壓配電網(wǎng)中，一般采用此方法來處理配電變壓器 3939 簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算 3.2.2 只含一級電壓的只含一級電壓的 開式網(wǎng)潮流計(jì)算開式網(wǎng)潮流計(jì)算 （已知末端或首端電壓）（已知末端或首端電壓） 4040 只含一級電壓的開式網(wǎng)潮流計(jì)算只含一級電壓的開式網(wǎng)潮流計(jì)算 只有一級電壓的開式網(wǎng)的特點(diǎn)：只有一級電壓的開式網(wǎng)的特點(diǎn)： 網(wǎng)絡(luò)上只有線路；網(wǎng)絡(luò)上只有線路； 不含變壓器支路；

30、不含變壓器支路； 另有幾個(gè)負(fù)荷。另有幾個(gè)負(fù)荷。 分兩種情況討論：分兩種情況討論： 已知末端電壓；已知末端電壓； 已知首端電壓。已知首端電壓。 4141 已知末端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算已知末端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算 已知末端節(jié)點(diǎn)已知末端節(jié)點(diǎn)4的電壓，可從節(jié)點(diǎn)的電壓，可從節(jié)點(diǎn)4開始，利用前開始，利用前 面的單一元件功率損耗和電壓降落方法來計(jì)算。面的單一元件功率損耗和電壓降落方法來計(jì)算。 22 2 lll 2 2 j(j )(j ) pq spqirxrx u 2 2 2 2 p rq x u u p xq r u u 4242 已知末端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算已知末端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算

31、具體計(jì)算步驟為：具體計(jì)算步驟為： 采用節(jié)點(diǎn)采用節(jié)點(diǎn)4的電壓和功率計(jì)算線路支路的電壓和功率計(jì)算線路支路3-4的電壓降落的電壓降落 和功率損耗，得到節(jié)點(diǎn)和功率損耗，得到節(jié)點(diǎn)3的電壓及線路的電壓及線路2-3末端功率。末端功率。 計(jì)算時(shí)需注意還要加上節(jié)點(diǎn)計(jì)算時(shí)需注意還要加上節(jié)點(diǎn)3的運(yùn)算負(fù)荷；的運(yùn)算負(fù)荷； 按同樣方法依次計(jì)算支路按同樣方法依次計(jì)算支路2-3和支路和支路1-2的電壓降落和的電壓降落和 功率損耗，直到計(jì)算到首端得到節(jié)點(diǎn)功率損耗，直到計(jì)算到首端得到節(jié)點(diǎn)1的電壓和功率。的電壓和功率。 4343 已知末端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算已知末端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算 注意：在不要求特別精確時(shí)，電壓計(jì)算中

32、的電壓注意：在不要求特別精確時(shí)，電壓計(jì)算中的電壓 損耗可近似采用電壓降落的縱分量代替。損耗可近似采用電壓降落的縱分量代替。 22 1222 ()()uuuu 122 uuu 4444 已知首端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算已知首端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算 通常情況下，電力系統(tǒng)潮流計(jì)算具有以下特點(diǎn)：通常情況下，電力系統(tǒng)潮流計(jì)算具有以下特點(diǎn)： 已知電源點(diǎn)電壓和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的功率；已知電源點(diǎn)電壓和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的功率； 要求確定各負(fù)荷點(diǎn)電壓和網(wǎng)絡(luò)中的功率分布。要求確定各負(fù)荷點(diǎn)電壓和網(wǎng)絡(luò)中的功率分布。 由于功率損耗和電壓降落的計(jì)算公式都要求采用由于功率損耗和電壓降落的計(jì)算公式都要求采用 同一端的功率和電壓，當(dāng)已知首端

33、電壓時(shí)，就無同一端的功率和電壓，當(dāng)已知首端電壓時(shí)，就無 法直接利用公式計(jì)算。法直接利用公式計(jì)算。 迭代計(jì)算迭代計(jì)算 4545 已知首端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算已知首端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算 計(jì)算步驟計(jì)算步驟1： 從末端節(jié)點(diǎn)從末端節(jié)點(diǎn)4開始向電源點(diǎn)開始向電源點(diǎn)1方向計(jì)算功率分布。方向計(jì)算功率分布。 因?yàn)楦髫?fù)荷節(jié)點(diǎn)的因?yàn)楦髫?fù)荷節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓未知實(shí)際電壓未知，而正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，而正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行實(shí)實(shí) 際電壓總在額定電壓附近際電壓總在額定電壓附近，因此，因此第一次迭代時(shí)第一次迭代時(shí)各節(jié)點(diǎn)各節(jié)點(diǎn) 電壓的初值均電壓的初值均采用額定電壓代替實(shí)際電壓采用額定電壓代替實(shí)際電壓，從末端到，從末端到 首端依次算出各段線

34、路阻抗中的功率損耗和功率分布首端依次算出各段線路阻抗中的功率損耗和功率分布 4646 已知首端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算已知首端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算 計(jì)算步驟計(jì)算步驟1的公式：的公式： 同理計(jì)算同理計(jì)算s12 與與s12 。 22 3434 343434433 2 n (j) pq ssssrx u 22 2323 23232333422 2 n (j) pq sssssrx u 4747 已知首端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算已知首端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算 計(jì)算步驟計(jì)算步驟2： 從電源點(diǎn)從電源點(diǎn)1開始向末端負(fù)荷點(diǎn)開始向末端負(fù)荷點(diǎn)4方向計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓方向計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓 利用第一步求得的功率分布利用第

35、一步求得的功率分布以及以及已知的首端電壓已知的首端電壓順著順著 功率傳送方向，依次計(jì)算各段支路的電壓降落，并求功率傳送方向，依次計(jì)算各段支路的電壓降落，并求 出各節(jié)點(diǎn)電壓。出各節(jié)點(diǎn)電壓。 4848 已知首端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算已知首端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算 計(jì)算步驟計(jì)算步驟2的公式：的公式： 也可忽略橫分量也可忽略橫分量 最后按照相同方法依次計(jì)算節(jié)點(diǎn)最后按照相同方法依次計(jì)算節(jié)點(diǎn)3、4的電壓。的電壓。 12121212121 1212121212a 22 211212 ()/ ()/ ()() up rq xu up xq ru uuuu 2112 uuu 4949 已知首端電壓的一級開式

36、網(wǎng)潮流計(jì)算已知首端電壓的一級開式網(wǎng)潮流計(jì)算 通過以上兩個(gè)步驟便完成了第一輪迭代計(jì)算，一通過以上兩個(gè)步驟便完成了第一輪迭代計(jì)算，一 般計(jì)算到此為止。般計(jì)算到此為止。 如果要求精度較高，則重復(fù)以上迭代計(jì)算。如果要求精度較高，則重復(fù)以上迭代計(jì)算。 須注意的是，在下一輪計(jì)算功率損耗時(shí)應(yīng)利用上須注意的是，在下一輪計(jì)算功率損耗時(shí)應(yīng)利用上 一輪第二步所求得的節(jié)點(diǎn)電壓。多次迭代后計(jì)算一輪第二步所求得的節(jié)點(diǎn)電壓。多次迭代后計(jì)算 結(jié)果將逼近精確結(jié)果。結(jié)果將逼近精確結(jié)果。 5050 簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算 3.1.3 含兩級電壓的含兩級電壓的 開式網(wǎng)潮流計(jì)算開式網(wǎng)潮流計(jì)算 5151 含兩級電壓

37、的開式網(wǎng)潮流計(jì)算含兩級電壓的開式網(wǎng)潮流計(jì)算 含兩級電壓的開式電力網(wǎng)及其等值電路分別如圖含兩級電壓的開式電力網(wǎng)及其等值電路分別如圖 （a）、（）、（b）所示。）所示。 圖中變壓器阻抗已歸算到線路圖中變壓器阻抗已歸算到線路l-12的電壓等級，的電壓等級， 已知首端實(shí)際電壓和末端功率，求各節(jié)點(diǎn)電壓和已知首端實(shí)際電壓和末端功率，求各節(jié)點(diǎn)電壓和 網(wǎng)絡(luò)的功率分布。網(wǎng)絡(luò)的功率分布。 5252 含兩級電壓的開式網(wǎng)潮流計(jì)算含兩級電壓的開式網(wǎng)潮流計(jì)算 潮流計(jì)算仍可采用前面所講單一電壓開式網(wǎng)在已潮流計(jì)算仍可采用前面所講單一電壓開式網(wǎng)在已 知首端電壓時(shí)的迭代計(jì)算方法：知首端電壓時(shí)的迭代計(jì)算方法： 假定實(shí)際電壓初值為額

38、定電壓由末端向首端逐步算出假定實(shí)際電壓初值為額定電壓由末端向首端逐步算出 各點(diǎn)的功率；各點(diǎn)的功率； 用求得的首端功率和首端實(shí)際電壓依次往后推算出各用求得的首端功率和首端實(shí)際電壓依次往后推算出各 節(jié)點(diǎn)的電壓。節(jié)點(diǎn)的電壓。 不同之處在于需處理理想變壓器，有兩種方法：不同之處在于需處理理想變壓器，有兩種方法： 理想變壓器兩側(cè)功率不變，只需要采用變比計(jì)算另一理想變壓器兩側(cè)功率不變，只需要采用變比計(jì)算另一 側(cè)電壓。側(cè)電壓。 將變壓器二次側(cè)的線路參數(shù)也歸算到變壓器高壓側(cè)。將變壓器二次側(cè)的線路參數(shù)也歸算到變壓器高壓側(cè)。 5353 理想變壓器第二種處理方式理想變壓器第二種處理方式 若采用第二種處理方式，以圖為

39、例說明若采用第二種處理方式，以圖為例說明 線路線路l-34的歸算公式如下的歸算公式如下 222 343434343434343434 z+j/rxrk rxk xbbk 5454 理想變壓器第二種處理方式理想變壓器第二種處理方式 歸算后得到圖（歸算后得到圖（c）的等值電路。）的等值電路。 此時(shí)已沒有變壓器，這種等值的電壓和功率計(jì)算此時(shí)已沒有變壓器，這種等值的電壓和功率計(jì)算 與單一電壓的開式網(wǎng)絡(luò)完全一樣，計(jì)算結(jié)束后，與單一電壓的開式網(wǎng)絡(luò)完全一樣，計(jì)算結(jié)束后， 還要將圖（還要將圖（c）中節(jié)點(diǎn)和的電壓還原到實(shí)際電壓）中節(jié)點(diǎn)和的電壓還原到實(shí)際電壓 。 5555 含兩級電壓的開式網(wǎng)潮流計(jì)算含兩級電壓的開

40、式網(wǎng)潮流計(jì)算 在手工潮流計(jì)算中，上述兩種處理方法都可采用在手工潮流計(jì)算中，上述兩種處理方法都可采用 第一種方法更為方便，因?yàn)樵摲椒ㄔ诘谝环N方法更為方便，因?yàn)樵摲椒ㄔ跓o需線路參無需線路參 數(shù)折算數(shù)折算的情況下即能直接求出網(wǎng)絡(luò)各點(diǎn)的實(shí)際電的情況下即能直接求出網(wǎng)絡(luò)各點(diǎn)的實(shí)際電 壓。壓。 5656 含兩級電壓的開式網(wǎng)潮流計(jì)算示例含兩級電壓的開式網(wǎng)潮流計(jì)算示例 已知線路額定電壓已知線路額定電壓110kv，長度，長度30km； 導(dǎo)線參數(shù)導(dǎo)線參數(shù)r0=0.2 /km，x0=0.4 /km，b0=2*10-6s/km； 變壓器額定變比為變壓器額定變比為110/11，sn=40mva，p0=80kw， pk=2

41、00kw，uk%=8，i0%=3，分接頭在額定檔；，分接頭在額定檔； 負(fù)荷負(fù)荷sldb為為10+j3mva，sldc為為20+j10mva。母線。母線c實(shí)際實(shí)際 電壓為電壓為10kv。 計(jì)算變壓器、線路的損耗和母線計(jì)算變壓器、線路的損耗和母線a輸出的功率以及母線輸出的功率以及母線a 、b的電壓。的電壓。 5757 (1)畫出系統(tǒng)的等值電路畫出系統(tǒng)的等值電路 作圖：作圖： 5858 (2)元件參數(shù)計(jì)算元件參數(shù)計(jì)算 線路：線路： rl=r0l=0.2*30=6xl=x0l=0.4*30=12 bl=b0l=2*10-6*30=0.6*10-4s qb=-0.5blun2=-0.5*0.6*10-4

42、*1102=-0.363 mvar 變壓器：變壓器： 22 33 kn t 22 n 200 110 10101.5125 40000 p u r s 22 33 kn t n %8 110 101024.2 100100 40000 uu x s 000 3 40 j0.08j0.08j1.2mva 100 spq 5959 (3)已知末端電壓向前推功率和電壓已知末端電壓向前推功率和電壓 計(jì)算運(yùn)算負(fù)荷：計(jì)算運(yùn)算負(fù)荷： 1) 計(jì)算計(jì)算uc uc = uc*k = 10*110/11 = 100 kv bldbb0 j10j3j0.363 0.08j1.210.08j3.837mvassqs j

43、j0.363mvar b q cldc 20j10mvass 6060 (3)已知末端電壓向前推功率和電壓已知末端電壓向前推功率和電壓 2) c到到b，計(jì)算變壓器的功率損耗與電壓損耗，計(jì)算變壓器的功率損耗與電壓損耗 變壓器繞組功率損耗變壓器繞組功率損耗 變壓器總損耗變壓器總損耗 2222 22 ttt 22 c 2010 (j)(1.5125j24.2)0.076j1.21mva 100 pq srx u 2ct 20j100.076j1.2120.076j11.21mvasss tat0 0.156j2.41mvasss 6161 (3)已知末端電壓向前推功率和電壓已知末端電壓向前推功率和電

44、壓 2) c到到b，計(jì)算變壓器的功率損耗與電壓損耗，計(jì)算變壓器的功率損耗與電壓損耗 變壓器電壓損耗變壓器電壓損耗 2t2t t c 20 1.5125 10 24.2 2.723kv 10 110/11 p rq x u u 2t2t t c 20 24.2 10 1.5125 4.689kv 10 110/11 p xq r u u 2 2 22 bctt (1002.723)4.689102.83kvuuuu 6262 (3)已知末端電壓向前推功率和電壓已知末端電壓向前推功率和電壓 2) b到到a，計(jì)算線路的功率損耗與電壓損耗，計(jì)算線路的功率損耗與電壓損耗 12b 20.076j11.21

45、 10.08j3.83730.156j15.047mvasss 2222 11 lll 22 b 30.15615.047 (j)(6j12)0.644j1.289mva 102.83 pq srx u 11l 30.156j15.0470.644j1.28930.8j16.336mvasss a1b j30.8j16.336j0.36330.8j15.973mvassq 6363 (3)已知末端電壓向前推功率和電壓已知末端電壓向前推功率和電壓 2) b到到a，計(jì)算線路的功率損耗與電壓損耗，計(jì)算線路的功率損耗與電壓損耗 1l1l l b 30.156 6 15.047 12 3.516kv 1

46、02.83 p rq x u u 1l1l l b 30.156 12 15.047 6 2.641kv 102.83 p xq r u u 22 22 abll (102.833.156)2.641106.019kvuuuu 6464 含兩級電壓的開式網(wǎng)潮流計(jì)算示例含兩級電壓的開式網(wǎng)潮流計(jì)算示例 需要指出：需要指出： 如果在上述計(jì)算中都將電壓降落的橫分量略去不計(jì)，如果在上述計(jì)算中都將電壓降落的橫分量略去不計(jì)， 所得的結(jié)果同計(jì)及電壓降落橫縱分量的計(jì)算結(jié)果相比所得的結(jié)果同計(jì)及電壓降落橫縱分量的計(jì)算結(jié)果相比 較，誤差很小。較，誤差很小。 若已知電壓不是母線若已知電壓不是母線c、而是母線、而是母線a

47、，則需要迭代求解，則需要迭代求解 ，第一次迭代從采用額定電壓作為末端電壓初值，從，第一次迭代從采用額定電壓作為末端電壓初值，從 末端到首端推功率，再用首端功率與給定實(shí)際電壓向末端到首端推功率，再用首端功率與給定實(shí)際電壓向 末端推電壓；再不斷迭代，直到兩次求得電壓差的絕末端推電壓；再不斷迭代，直到兩次求得電壓差的絕 對值滿足精度要求。對值滿足精度要求。 6565 簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算 3.3 配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算 6666 配電網(wǎng)絡(luò)的供電方式配電網(wǎng)絡(luò)的供電方式 配電網(wǎng)絡(luò)原則配電網(wǎng)絡(luò)原則 環(huán)網(wǎng)建設(shè)、輻射運(yùn)行環(huán)網(wǎng)建設(shè)、輻射運(yùn)行 典型運(yùn)行方式典型運(yùn)行方式 從變電

48、站的饋電線路出口向樹狀網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)負(fù)荷節(jié)從變電站的饋電線路出口向樹狀網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)負(fù)荷節(jié) 點(diǎn)供電點(diǎn)供電 本質(zhì)本質(zhì) 開式網(wǎng)絡(luò)（饋線出口可看作網(wǎng)絡(luò)的單一供電電源點(diǎn)）開式網(wǎng)絡(luò)（饋線出口可看作網(wǎng)絡(luò)的單一供電電源點(diǎn)） 配電網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算可以按照饋線樹為單位分別進(jìn)配電網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算可以按照饋線樹為單位分別進(jìn) 行計(jì)算。行計(jì)算。 6767 配電網(wǎng)絡(luò)的供電方式配電網(wǎng)絡(luò)的供電方式 配電網(wǎng)絡(luò)供電的最明顯拓?fù)涮卣髋潆娋W(wǎng)絡(luò)供電的最明顯拓?fù)涮卣鳂?；樹?饋線樹的電源點(diǎn)是樹的根節(jié)點(diǎn)，樹中不存在任何饋線樹的電源點(diǎn)是樹的根節(jié)點(diǎn)，樹中不存在任何 閉合回路，功率傳遞方向是完全確定的，任一條閉合回路，功率傳遞方向是完全確定的，任一條 支路

49、按照電流方向都有確定的始節(jié)點(diǎn)和終節(jié)點(diǎn)。支路按照電流方向都有確定的始節(jié)點(diǎn)和終節(jié)點(diǎn)。 除根節(jié)點(diǎn)外，分為除根節(jié)點(diǎn)外，分為葉節(jié)點(diǎn)和非葉節(jié)點(diǎn)葉節(jié)點(diǎn)和非葉節(jié)點(diǎn)。 葉節(jié)點(diǎn)葉節(jié)點(diǎn)為該支路的終節(jié)點(diǎn)，為該支路的終節(jié)點(diǎn)，只與一條支路聯(lián)接只與一條支路聯(lián)接。 非葉節(jié)點(diǎn)與兩條或兩條以上的支路聯(lián)接非葉節(jié)點(diǎn)與兩條或兩條以上的支路聯(lián)接，它作為一條，它作為一條 支路的終節(jié)點(diǎn)，又兼作另一條或多條支路的始節(jié)點(diǎn)。支路的終節(jié)點(diǎn)，又兼作另一條或多條支路的始節(jié)點(diǎn)。 6868 小規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算步驟小規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算步驟 配電網(wǎng)潮流計(jì)算的主要特點(diǎn)：配電網(wǎng)潮流計(jì)算的主要特點(diǎn)： 已知：已知： 分布在饋線樹上各點(diǎn)的負(fù)荷和首端電壓，分布在

50、饋線樹上各點(diǎn)的負(fù)荷和首端電壓， 計(jì)算方法：計(jì)算方法： 與已知首端電壓的簡單開式網(wǎng)絡(luò)類似。與已知首端電壓的簡單開式網(wǎng)絡(luò)類似。 由末端向首端逐步推算出各點(diǎn)的功率；由末端向首端逐步推算出各點(diǎn)的功率； 由首端向末端依次推算出各節(jié)點(diǎn)的電壓。由首端向末端依次推算出各節(jié)點(diǎn)的電壓。 結(jié)合配電網(wǎng)絡(luò)的樹形特點(diǎn)，確定具體步驟如下：結(jié)合配電網(wǎng)絡(luò)的樹形特點(diǎn)，確定具體步驟如下： 6969 第一步第一步由末端向首端的功率計(jì)算由末端向首端的功率計(jì)算 內(nèi)容：內(nèi)容： 從與葉節(jié)點(diǎn)聯(lián)接的支路開始，該支路的末端功率即等從與葉節(jié)點(diǎn)聯(lián)接的支路開始，該支路的末端功率即等 于葉節(jié)點(diǎn)功率，利用這個(gè)功率和對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算于葉節(jié)點(diǎn)功率，利用這個(gè)功

51、率和對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算 支路功率損耗，求得支路的首端功率。支路功率損耗，求得支路的首端功率。 關(guān)鍵點(diǎn)：關(guān)鍵點(diǎn)： 葉節(jié)點(diǎn)電壓初值取額定電壓；葉節(jié)點(diǎn)電壓初值取額定電壓； 當(dāng)以某節(jié)點(diǎn)為始節(jié)點(diǎn)的各支路都計(jì)算完畢后，便想象當(dāng)以某節(jié)點(diǎn)為始節(jié)點(diǎn)的各支路都計(jì)算完畢后，便想象 將這些支路都拆去，使該節(jié)點(diǎn)成為新的葉節(jié)點(diǎn)，其節(jié)將這些支路都拆去，使該節(jié)點(diǎn)成為新的葉節(jié)點(diǎn)，其節(jié) 點(diǎn)功率等于原有的負(fù)荷功率與以該節(jié)點(diǎn)為始節(jié)點(diǎn)的各點(diǎn)功率等于原有的負(fù)荷功率與以該節(jié)點(diǎn)為始節(jié)點(diǎn)的各 支路首端功率之和。支路首端功率之和。 這樣計(jì)算便可延續(xù)下去，直到全部支路計(jì)算完畢。這樣計(jì)算便可延續(xù)下去，直到全部支路計(jì)算完畢。 7070 第一步第一步由

52、末端向首端的功率計(jì)算由末端向首端的功率計(jì)算 關(guān)鍵點(diǎn)公式：關(guān)鍵點(diǎn)公式： 式中式中k為迭代次數(shù)。為迭代次數(shù)。nj為由節(jié)點(diǎn)為由節(jié)點(diǎn)j供電的所有相連供電的所有相連 節(jié)點(diǎn)的集合。在上圖中，對于節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的集合。在上圖中，對于節(jié)點(diǎn)2， n25， 3，6；對于節(jié)點(diǎn)；對于節(jié)點(diǎn)7， n79；對于所有的葉；對于所有的葉 節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)， 為空集。為空集。 j ( )( )( ) ijjjm kkk m n sss ( )2( )2 ijij( ) ijijij ( )2 j (j) kk k k pq srx u ( )( )( ) ijijij kkk sss j n 7171 第二步第二步由首端向末端的電壓計(jì)算由首

53、端向末端的電壓計(jì)算 內(nèi)容：內(nèi)容： 利用第一步所得的電源點(diǎn)出口首端功率和電源點(diǎn)已知利用第一步所得的電源點(diǎn)出口首端功率和電源點(diǎn)已知 電壓，從電源點(diǎn)開始逐條支路向網(wǎng)絡(luò)末端進(jìn)行計(jì)算，電壓，從電源點(diǎn)開始逐條支路向網(wǎng)絡(luò)末端進(jìn)行計(jì)算， 直到求得各支路終節(jié)點(diǎn)的電壓直到求得各支路終節(jié)點(diǎn)的電壓 。 公式：公式： 迭代中，上式計(jì)算也可忽略電壓降落橫分量。迭代中，上式計(jì)算也可忽略電壓降落橫分量。 對規(guī)模不大的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算并不復(fù)雜，可手工計(jì)算對規(guī)模不大的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算并不復(fù)雜，可手工計(jì)算 。精度要求不是很高時(shí)，作一輪迭代計(jì)算即可。精度要求不是很高時(shí)，作一輪迭代計(jì)算即可。 迭代收斂的依據(jù)：迭代收斂的依據(jù)： ( )( )( )( )

54、 ijijijijijijijij(1)(1)22 ji (1)(1) ii ()() kkkk kk kk prqxpxqr uu uu (1)( ) ii max kk uu 7272 大規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算步驟大規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算步驟 對于規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)一般用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。對于規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)一般用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。 在迭代開始前，首先要解決支路的計(jì)算順序問題。在迭代開始前，首先要解決支路的計(jì)算順序問題。 常用的確定支路計(jì)算順序的方法有兩種：常用的確定支路計(jì)算順序的方法有兩種： 逐條減少支路逐條減少支路 逐條追加支路逐條追加支路 逐條減少支路的方法與小規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)逐條減少支路

55、的方法與小規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì) 算方法相同。算方法相同。 7373 逐條減少支路的方法逐條減少支路的方法 基本步驟：基本步驟： 按與葉結(jié)點(diǎn)連接支路排序；按與葉結(jié)點(diǎn)連接支路排序； 將已排序支路拆除。將已排序支路拆除。 在此過程中會(huì)不斷出現(xiàn)新的葉節(jié)點(diǎn)，將與其聯(lián)接在此過程中會(huì)不斷出現(xiàn)新的葉節(jié)點(diǎn)，將與其聯(lián)接 的支路又加入排序行列，直至全部排列好。的支路又加入排序行列，直至全部排列好。 順序的意義：順序的意義： 正序是從葉節(jié)點(diǎn)向電源點(diǎn)計(jì)算功率損耗的支路順序；正序是從葉節(jié)點(diǎn)向電源點(diǎn)計(jì)算功率損耗的支路順序； 逆序就是進(jìn)行電壓計(jì)算的支路順序。逆序就是進(jìn)行電壓計(jì)算的支路順序。 7474 逐條減少支路方法的實(shí)例逐

56、條減少支路方法的實(shí)例 從任一末端葉節(jié)點(diǎn)從任一末端葉節(jié)點(diǎn)9開始，選支路開始，選支路7-9作為第一條支路；作為第一條支路； 拆除該支路，節(jié)點(diǎn)拆除該支路，節(jié)點(diǎn)7變成葉節(jié)點(diǎn)，支路變成葉節(jié)點(diǎn)，支路3-7作為第二條支路作為第二條支路 ； 拆除拆除3-7時(shí)時(shí)沒有出現(xiàn)新的葉節(jié)點(diǎn)沒有出現(xiàn)新的葉節(jié)點(diǎn)。 接著拆除接著拆除3-4和和3-8支路，此時(shí)支路，此時(shí)3成為葉節(jié)點(diǎn)；成為葉節(jié)點(diǎn)； 于是拆除于是拆除2-3支路，接下去是支路，接下去是2-5和和2-6支路，最后是支路，最后是1-2。 值得注意的是，值得注意的是，選擇拆除支路時(shí)可以有多種選擇，因此最終選擇拆除支路時(shí)可以有多種選擇，因此最終 存在多種不同的排序方案。存在多

57、種不同的排序方案。 7575 逐條增加支路的方法逐條增加支路的方法 基本步驟：基本步驟： 從根節(jié)點(diǎn)開始接出第一條支路；從根節(jié)點(diǎn)開始接出第一條支路； 引出一個(gè)新節(jié)點(diǎn)。引出一個(gè)新節(jié)點(diǎn)。 以后每次追加的支路都必須從已出現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)接出以后每次追加的支路都必須從已出現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)接出 ，按該原則逐條追加支路，直到全部支路追加完，按該原則逐條追加支路，直到全部支路追加完 畢。畢。 順序的意義：順序的意義： 正序是進(jìn)行電壓計(jì)算的支路順序正序是進(jìn)行電壓計(jì)算的支路順序 ； 逆序是進(jìn)行功率計(jì)算的支路順序。逆序是進(jìn)行功率計(jì)算的支路順序。 7676 逐條增加支路方法的實(shí)例逐條增加支路方法的實(shí)例 從根節(jié)點(diǎn)從根節(jié)點(diǎn)1開始，選支路

58、開始，選支路1-2作為第一條支路；作為第一條支路； 引出節(jié)點(diǎn)引出節(jié)點(diǎn)2，先選擇支路，先選擇支路2-5作為第二條支路；作為第二條支路； 引出節(jié)點(diǎn)引出節(jié)點(diǎn)3，然后沒有新的支路。，然后沒有新的支路。 回到節(jié)點(diǎn)回到節(jié)點(diǎn)2，選擇支路，選擇支路2-3。 結(jié)果：結(jié)果：1-2、2-5、2-3、3-7、7-9、3-4、3-8、2-6。 值得注意的是，值得注意的是，選擇增加支路時(shí)可以有多種選擇，因此最終選擇增加支路時(shí)可以有多種選擇，因此最終 存在多種不同的排序方案。存在多種不同的排序方案。 7777 大規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算步驟大規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算步驟 確定計(jì)算順序后，可以按照普通開式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)確定計(jì)算順序后

59、，可以按照普通開式網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì) 算的方法進(jìn)行計(jì)算就可以完成配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算的方法進(jìn)行計(jì)算就可以完成配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì) 算。算。 這種按一定排序方式這種按一定排序方式前推后推前推后推迭代進(jìn)行潮流計(jì)算迭代進(jìn)行潮流計(jì)算 的方法具有的方法具有公式簡單、收斂迅速公式簡單、收斂迅速的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng) 用于樹狀配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算。用于樹狀配電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算。 7878 小規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算示例小規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算示例 負(fù)荷及線路參數(shù)如下：負(fù)荷及線路參數(shù)如下： z12=1.2+j2.4 z23 =1.0+j2.0 z24=1.5+j3.0。 s2=0.3+j0.2mva， s3=0.5+j0.3m

60、va，s4=0.2+j0.15mva 設(shè)母線設(shè)母線1的電壓為的電壓為10.5kv，線路始端功率容許誤差為，線路始端功率容許誤差為0.3% 試作功率和電壓計(jì)算。試作功率和電壓計(jì)算。 7979 小規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算示例小規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算示例 第一步：第一步： 簡化出樹形結(jié)構(gòu)簡化出樹形結(jié)構(gòu) 假設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓均為額定電壓假設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓均為額定電壓 功率損耗計(jì)算的支路順序?yàn)楣β蕮p耗計(jì)算的支路順序?yàn)?-2、4-2、2-1 第一輪計(jì)算依上列支路順序計(jì)算各支路的功率損耗和功率第一輪計(jì)算依上列支路順序計(jì)算各支路的功率損耗和功率 分布。分布。 2222 33 232323 22 n 0.50.3 (j)(1j