電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析教學(xué)資料 02電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)z

1、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第二章簡單電力系統(tǒng)的分析和計算2-1 - 2-52 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算第二章簡單電力系統(tǒng)的分析和計算第一節(jié) 網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗第二節(jié) 電能損耗第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)變換第五節(jié) 電力線路導(dǎo)線截面積的選擇3 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行狀況：正常運行工況 潮流分布：電壓（電流）和功率分布 潮流計算是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析主要方法，可以對系統(tǒng)運行方式合理性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性分析和評價，提出改進(jìn)措施 潮流計算也是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計基礎(chǔ)工作 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是復(fù)雜大系統(tǒng)，潮流計算是求解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)過

2、程，分析計算必須借助計算機(jī)。4 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算-1 對簡單網(wǎng)絡(luò)估算或取得初始數(shù)據(jù)，便于深入理解物理概念，本章以簡單系統(tǒng)為例介紹手算方法，第三章討論復(fù)雜系統(tǒng)計算機(jī)分析計算方法 簡單系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)之間沒有明顯的界限。 本書復(fù)功率?。?單相數(shù)值表示 ： u-i：功率因數(shù)角 負(fù)荷以滯后功率因數(shù)運行時吸取無功功率為正，發(fā)電機(jī)以滯后功率因數(shù)運行時發(fā)出無功功率為正，反之為負(fù)。 jqpiusjqpjsuiiusiu)sin(cosuuuiii第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗 一、網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落二、網(wǎng)絡(luò)元件中的功率損耗三、運算負(fù)荷和運算功率6 第二章

3、簡單電力系統(tǒng)的分析和計算一、網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落 電力網(wǎng)絡(luò)元件：電力線路、變壓器和電抗器等 每個元件等值電路都含阻抗串聯(lián)電路 電壓降落：串聯(lián)阻抗元件首末兩端電壓相量差第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗21uuud7 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算一、網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落-1 電路中計算電流、電壓和電壓降很簡單。 潮流計算重點是電壓與功率分布，實際電力系統(tǒng)的電源、負(fù)荷以功率給出，必須用功率代替電流。 功率：支路電流與節(jié)點電壓的綜合量。 i1=i2，但u1u2，則s1s2。第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗jxrijxriuuud21218 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（一）電壓降落的兩

4、種分解計算方法 兩種已知條件：已知末端（或首端）電壓、功率求首端（或末端）電壓、功率和電壓降落。 單相參數(shù)等值電路，用線電壓、三相功率計算。有名制時，用單相電路圖進(jìn)行三相計算。 u：電壓降落縱分量 u：電壓降落橫分量 z=r+jx：每相阻抗第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗ujuudjqpsjqps;2221119 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算1.已知末端 、s2計算 取 與實軸重合，即 ，s2=p2+jq2 由 得 第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗2uud2u022uuius 222/usi222222222222221urqxpjuxqrpujxrujqpuzusuu10 第二章

5、 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算1.已知末端 、s2計算 -1 令 則 第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗2uud22ujuud)32(;22222222urqxpuuxqrpu52;42222112222212221uuutguuuuujuuuduu11 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算2.已知首端 、s1計算 取 與實軸重合，即 ，s1=p1+jq1 類似得 第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗1uud1u011uu111111111111112urqxpjuxqrpujxrujqpuzusuu12 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算2.已知首端 、s1計算 -1 令 則 第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓

6、降落和功率損耗1uud)72(;11111111urqxpuuxqrpu22ujuud92;82111122121121112uuutguuuuujuuuduu13 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算電壓計算兩方法間相量關(guān)系： 以上兩種結(jié)果符合電路規(guī)律： 式(2-3)、(2-7) 統(tǒng)一式： 功率與電壓必須是同一側(cè)數(shù)值第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗)102(2211ujuujuud)112(;uqrpxuuqxpru14 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算末端電壓u2可能大于始端： 電感性負(fù)荷q正值，電容性負(fù)荷q負(fù)值，u可能為負(fù)，末端電壓u2可能大于始端。 高壓輸電線路，用形等值電路，如負(fù)荷空

7、載，則線路中實際負(fù)荷是末端容性導(dǎo)納充電功率，q為負(fù)值，出現(xiàn)末端電壓值高于始端電壓值。第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗15 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（二）計算公式的簡化及討論 u2+u2u2，u1-u1u1，u可忽略 簡化： 高壓輸電系統(tǒng)，xr，忽略r，簡化第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗)122(2222221uxqrpuuuu)132(1111112uxqrpuuuu)152(;11122221uxquuuxquu)162(/;/111112222211uuuxptguuuxptg16 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（二）計算公式的簡化及討論-1 重要概念： 高壓輸電系統(tǒng)，

8、電壓降落縱分量u取決于元件輸送無功功率，電壓降落橫分量取決于元件輸送有功功率。 元件兩端電壓大小之差取決于無功功率，兩端電壓相角差取決于有功功率。 低壓配電網(wǎng)絡(luò)或電纜線路，電阻與電抗相差不大，甚至rx，該結(jié)論不成立。第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗17 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（三）其他電壓質(zhì)量指標(biāo) 1.電壓損耗 電壓損耗：元件兩側(cè)電壓數(shù)量差，百分?jǐn)?shù)表示 具體計算：110kv及以下 220kv及以上應(yīng)考慮橫分量影響。第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗)172(100%21nuuu電壓損耗)182(1112122221uxqrpuuuxqrpuu或18 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和

9、計算（三）其他電壓質(zhì)量指標(biāo)-1 2.電壓偏移 電壓偏移：某節(jié)點電壓u與額定電壓數(shù)量差，百分?jǐn)?shù)表示。 電壓調(diào)整 電壓調(diào)整：某元件末端空載電壓u20與帶負(fù)載電壓u2數(shù)量差， 百分?jǐn)?shù)表示第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗)192(100%nnuuu電壓偏移)202(100%20220uuu電壓調(diào)整19 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算二、網(wǎng)絡(luò)元件中的功率損耗 每個元件等值電路都有串聯(lián)阻抗和并聯(lián)導(dǎo)納支路，元件功率損耗含串聯(lián)電阻或并聯(lián)電導(dǎo)有功和無功功率損耗。 線路電納為容性，發(fā)感性無功功率，無功功率損耗為負(fù)，所有感性電納無功功率損耗均為正 有功功率損耗直接增加一次能源消耗，無功功率損耗影響輸送功率從而

10、影響設(shè)備容量。 這兩類損耗無法避免，設(shè)法降低可帶來較大經(jīng)濟(jì)效益。第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗20 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（一）串聯(lián)阻抗支路功率損耗的計算 串聯(lián)阻抗功率損耗 ss=s1-s2=i12z=i22z (2-21) ss：阻抗z中損耗mva；s1、s2：mva；z=r+jx：；i1、i2：ka 第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗21 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（一）串聯(lián)阻抗支路功率損耗的計算-1第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗xuqpjruqpjxruqpzusziss21212121212121212121121xuqpjruqpjxruqpzuszis

11、s2222222222222222222222222 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（一）串聯(lián)阻抗支路功率損耗的計算-2 去掉下標(biāo) p、q、u必須是串聯(lián)支路同一側(cè)的量。 第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗sssqjpxuqpjruqpjxruqpzis2222222222)232(;222222xuqpqruqppss23 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算(二)并聯(lián)導(dǎo)納支路功率損耗的計算 由 、 得 特別注意：y=g+jb中電納為正值時是容性電納，相應(yīng)qp為負(fù)值；電納為負(fù)值時是感性電納，相應(yīng)qp為正值。 第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗ius yui qpjppjbuguujbguyu

12、yusspp2222 )252(;22buqguppp24 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算(三)網(wǎng)絡(luò)元件中的功率損耗 1.電力線路的功率損耗 已知 ，s2=p2+jq2 （已知首端類似）第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗2u222pssss22222/0ppqjujbsssssss21111psssssssqjpxuqpjruqpjxruqps22222222222222222212112/0ppqjujbs 需要按電壓 計算方法求 1u例2-1 25 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算輸電效率： 輸電效率：線路末端輸出的有功功率與首端輸入的有功功率的比值，用百分?jǐn)?shù)表示 第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電

13、壓降落和功率損耗)272(100%12pp26 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算2.變壓器的功率計算 已知 ，s2=p2+jq2 （已知首端類似）第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗2usssssssss221ppttttpqjpujbugujbgs212121ttsxuqpjruqps222222222222pssss11 需要按電壓計算方法求1u例2-227 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算工程近似計算 ： 直接由變壓器試驗數(shù)據(jù)計算功率損耗。 設(shè)變壓器兩側(cè)均為額定電壓un，雙繞組變壓器 pt、qt：mw，mvar s：負(fù)荷視在功率，mva sn：mva p0、ps空載損耗和短路損耗，kw

14、i0%、us%：空載電流百分?jǐn)?shù)、短路電壓百分?jǐn)?shù)第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗203230100%100(%)1010nnsntnstsssusiqssppp28 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算三、運算負(fù)荷和運算功率 （一）變電所的運算負(fù)荷 負(fù)荷功率s2；等值負(fù)荷功率s1；運算負(fù)荷s1第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗按額定電壓un近似求取功率損耗 29 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（二）發(fā)電廠的運算功率 發(fā)電機(jī)功率s1；等值電源功率s2；運算功率s2第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗按額定電壓un近似求取功率損耗 30 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算第二節(jié) 電能損耗一、線路中

15、電能損耗二、不同結(jié)線方式電網(wǎng)中tmax的確定三、變壓器中電能損耗第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗31 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算第二節(jié) 電能損耗 電力系統(tǒng)運行經(jīng)濟(jì)性分析，需計算某時間段電能損耗。 電網(wǎng)各元件電能損耗，一部分與元件通過電流（或功率）平方成正比，如串聯(lián)阻抗中電能損耗；另一部分與元件施加電壓有關(guān)，如并聯(lián)導(dǎo)納中電能損耗。 一、線路中電能損耗 將一年8760小時分為n個時間段，每段元件末端電壓、功率為常數(shù)，各時段電能損耗 第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗)302(,11222niniiiiiittrtuqpw32 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算一、線路中電能損耗-1 負(fù)荷

16、變化規(guī)律復(fù)雜，工程計算近似計算： 如均方根電流法、損失因數(shù)法（最大電流法）、平均電流法（形狀系數(shù)法）、最大負(fù)荷損耗時間法等方法。 以統(tǒng)計資料制定經(jīng)驗公式或曲線為基礎(chǔ)。 介紹一種根據(jù)最大負(fù)荷損耗時間計算電能損耗的方法。 不同行業(yè)，可從手冊查其最大負(fù)荷利用小時數(shù)tmax，利用tmax查出最大負(fù)荷損耗時間max。第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗表2-1 max與tmax關(guān)系33 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算一、線路中電能損耗-2 最大負(fù)荷損耗時間max：全年總電能損耗w與最大負(fù)荷時功率損耗pmax比值。w = pmax max (2-31) w：kw.h；pmax：kw；max：小時，h m

17、ax與功率因數(shù)有關(guān)，電阻有功功率損耗包括輸送無功功率附帶引起的有功功率損耗。 未計入線路電暈損耗，330kv及以上用近似公式計算電暈電能損耗，不介紹。第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗34 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算線損率或網(wǎng)損率 ： 衡量電力線路或電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性能的指標(biāo)之一 線損率：損耗電能與輸入電能的比值，用百分?jǐn)?shù)表示 w：線路始端輸入電能 w：線路損耗電能 第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗)322(100%ww線損率35 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算二、不同接線方式電網(wǎng)中tmax的確定 放射式接線：線路tmax與負(fù)荷tmax相等。 其余接線：估算每段tmax加權(quán)平均值 第

18、一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗niiniiiptpt1max1maxmaxmax36 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算二、不同接線方式電網(wǎng)中tmax的確定-1 如b干線式： t13=tmax1 , t23=tmax2 由各段tmax查對應(yīng)max。 電力網(wǎng)絡(luò)中總電能損耗為各段電能損耗之和。第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗2max1max2max2max1max1max34pptptpt37 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算三、變壓器中電能損耗 電阻中損耗：銅耗，與線路中電能損耗相同。 電導(dǎo)中損耗：鐵耗，近似取變壓器空載損耗p0與變壓器全年運行小時數(shù)的乘積。w=p0t+pmaxmax (2

19、-34) p0：kw；t：變壓器全年投入電網(wǎng)時間，h 變壓器兩側(cè)運行電壓在額定值附近，近似計算 ps：變壓器短路損耗，kw smax：變壓器最大負(fù)荷，mva第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗)352(max2max0nsssptpw例2-3 38 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 一、開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算二、閉式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算三、電力網(wǎng)絡(luò)中潮流的調(diào)整控制第一節(jié)網(wǎng)絡(luò)元件中的電壓降落和功率損耗39 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 電力網(wǎng)絡(luò)潮流分布計算手算方法：將電力網(wǎng)分為開式電力網(wǎng)絡(luò)和閉式電力網(wǎng)絡(luò)，采用不同方法計算。 開式網(wǎng)絡(luò)：

20、無備用和有備用結(jié)線方式中的放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò) 閉式網(wǎng)絡(luò)：簡單環(huán)式網(wǎng)絡(luò)和兩端供電網(wǎng)絡(luò) 第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 40 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算一、開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 （一）最簡單開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 功率分布：一般由電源向負(fù)荷側(cè)輸送功率。 一個最簡單開式網(wǎng)絡(luò)：僅包含升壓變壓器、一段單回輸電線路和一臺降壓變壓器組成的輸電系統(tǒng)。 發(fā)電機(jī)出線端母線為首端，變壓器t-1勵磁支路yt1移到負(fù)荷側(cè)，阻抗、導(dǎo)納按節(jié)點重新編號。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 41 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（一）最簡單開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算-1 潮流分布計算：可用電路各種方法，如節(jié)點電壓法、支路

21、電流法等。 功率代電流后，電路方程變?yōu)榉蔷€性，不能直接求解析解，只能迭代求近似解。 復(fù)雜系統(tǒng)必須借計算機(jī)計算；簡單系統(tǒng)簡化后，可用人工計算方法進(jìn)行潮流分布計算。 簡化等值電路形式簡單，利用網(wǎng)絡(luò)元件上電壓降落和功率損耗計算方法，逐段推算最終潮流分布。 逐段推算方法根據(jù)已知條件和計算精度不同要求，有幾種基本算法。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 42 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算1.已知同一節(jié)點的電壓和功率 已知 ，s4逐段推算： 首先s4、 s34s3=s4+s34 由 sy3s3=s3+sy3，已推算出末段功率和電壓分布。 用s3、 s23s2 sy2s2 用s2、 s12s1 完成最終潮流

22、分布計算。 已知首端電壓和功率同樣推算。 110kv及以下電壓，可略去橫分量。 將各節(jié)點電壓歸算至原電壓等級。 第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 4u圖2-124u3u3u3u2u2u1u例2-443 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算2.已知不同節(jié)點的電壓與功率 已知不同節(jié)點電壓和功率，采用反復(fù)推算求解 基本步驟： 首先在已知功率節(jié)點設(shè)定電壓，一般取額定電壓，按已知同一節(jié)點電壓與功率推算，直至求出已知電壓節(jié)點的功率； 再用已知節(jié)點電壓和推算出的功率返回推算，求得已知功率節(jié)點電壓； 再用已知功率與求得的電壓交替遞推，。 反復(fù)遞推，逐步逼近已知條件給定電壓和功率 如設(shè)定電壓接近實際值，一、二次反復(fù)可

23、得足夠精確結(jié)果。 第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 圖2-1244 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算2.已知不同節(jié)點的電壓與功率-1 電力系統(tǒng)中，已知s4、 ： 設(shè) ，用s4(0)和 由末端向首端逐段推算出 、功率s1(1)； 再用給定 、s1(1)由首端向末端逐段遞推，求出 、s4(1)； 再一次用 和s4(0)由末端向首端推算，求首端 、s1(2)，依此類推。 實用計算： 一次往返可得足夠精確結(jié)果。由末端向首端推算功率；由首端向末端僅推算電壓 第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 圖2-121u)0(4u)0(4u) 1 (1u)0(1u) 1 (4u) 1 (4u)2(1u例2-5 45 第二章

24、 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（二）多分支開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 實際電力系統(tǒng)，開式網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，可簡化為放射式、干線式和鏈?zhǔn)健?兩個及以上分支開式網(wǎng)，從每條線路末端向首端遞推會有幾個不同首端電壓，因此電壓計算只能從首端向末端逐段推算。 電力系統(tǒng)變電所數(shù)目較多時，可用運算負(fù)荷化簡，只能用近似計算法。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 46 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（二）多分支開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算-1 多分支開式網(wǎng)潮流計算簡化計算法： 假設(shè)全網(wǎng)為額定電壓，用各分支末端負(fù)荷功率和額定電壓，逐段計算各元件功率損耗、累加功率分布。計算出電源端所有支路始端功率，近似認(rèn)為是最終功率分布。 按得到的功率分布，

25、用首端已知電壓和功率向末端逐段推算各節(jié)點電壓。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 47 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（二）多分支開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算-2 計算方法： 由s5、uns45s4 用s4、uns24s2 再從節(jié)點3類似計算，逐步算出s1和s1 用s1、s1和u1由始端向末端推算電壓。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 48 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算二、閉式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 閉式網(wǎng)絡(luò)：有備用接線環(huán)網(wǎng)和兩端供電網(wǎng)絡(luò)。 閉式網(wǎng)絡(luò)潮流分布計算復(fù)雜，用近似計算法 閉式網(wǎng)絡(luò)潮流分布近似計算法： 設(shè)全網(wǎng)為額定電壓，算各發(fā)電廠、變電所運算負(fù)荷和運算功率，得僅有串聯(lián)阻抗的簡化等值電路； 設(shè)全網(wǎng)

26、為額定電壓且不考慮各元件功率損耗，計算網(wǎng)絡(luò)功率分布，稱初步功率分布； 按初步功率分布將閉式網(wǎng)分解為兩個開式網(wǎng)，分別按開式網(wǎng)進(jìn)行計算。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 49 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算二、閉式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算-1 實際電力系統(tǒng)，一般將各母線運行電壓控制在一定范圍內(nèi)，與額定值偏移不大，采用全網(wǎng)為額定電壓假設(shè)，計算結(jié)果能滿足工程計算精度。 對較復(fù)雜閉式電力網(wǎng)絡(luò)，如多環(huán)網(wǎng)絡(luò)，一般用計算程序。人工計算時，必須用網(wǎng)絡(luò)化簡，將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)簡化成簡單環(huán)網(wǎng)，再進(jìn)行計算。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 50 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算閉式網(wǎng)絡(luò)的初步功率分布計算 簡單環(huán)網(wǎng)可看作兩端供電網(wǎng)特殊

27、情況，如將兩端供電網(wǎng)的兩個電源聯(lián)接，且設(shè)兩個電源電壓完全相等，兩端供電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為簡單環(huán)網(wǎng)。 簡單環(huán)網(wǎng)的初步功率分布計算 簡化等值網(wǎng)絡(luò)： 全網(wǎng)un，計算運算負(fù)荷和運算功率 設(shè)全網(wǎng)電壓為額定，不考慮功率損耗，列線電壓回路方程： 第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 nnususi0)(3)(33323122312iiiziizizaaa51 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算簡單環(huán)網(wǎng)的初步功率分布計算-1 ia、i2、i3對應(yīng)功率代入： 解得 相似得：第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 0323122312nnnannanausususzususzusz0)()(323122312ssszsszszaaa)3

28、92()(31231222132123zzzszszzsb)382()(31231233123123zzzszszzsa52 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算簡單環(huán)網(wǎng)的初步功率分布計算-2 與力學(xué)中梁的反作用力計算公式相似 第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 3 , 2;33223322mzszzszszszszzszszsmmbmma53 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算簡單環(huán)網(wǎng)的初步功率分布計算-3 校驗計算結(jié)果： 環(huán)網(wǎng)電流關(guān)系 即 sa+sb=s2+s3=sm ; m=2,3 (2-41) 可推廣應(yīng)用到更多節(jié)點單一環(huán)網(wǎng)，計算時注意復(fù)數(shù)運算。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 3,232miiii

29、imba54 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算簡單環(huán)網(wǎng)的初步功率分布計算-4 不用復(fù)數(shù)： pa=g(pmrm+qmxm)+b(pmxm-qmrm) qa=b(pmrm+qmxm)-g(pmxm-qmrm) pb=g(pmrm+qmxm)+b(pmxm-qmrm) qb=b(pmrm+qmxm)-g(pmxm-qmrm) 求出sa、sb，可得不計網(wǎng)損時網(wǎng)絡(luò)中各段流通功率，即初步功率分布。 功率分點：節(jié)點功率由兩側(cè)向其流動。含有功功率分點和無功功率分點，用“”表示有功功率分點，用“”表示無功功率分點。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 功率分點55 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算均一線： 均一線：同

30、樣單位長度參數(shù)線路。 lm、lm、l分別對應(yīng)線路長度。 第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 4323 , 2,;mlqlqlplplslslqlqlplplslsmmbmmbmmbmmammamma56 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算兩端供電網(wǎng)絡(luò)的初步功率分布計算 等值為回路電壓不為0的單一環(huán)網(wǎng)。 令電壓差 ，回路方程為 z12ia+z23(ia-i2)+z34(ia-i2-i3)=du ; (2-44) 代入功率：第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 nusi/41uuududussszsszsznaaa)()(32312231257 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算兩端供電網(wǎng)絡(luò)的初步功率分布計算-

31、1 解出： 循環(huán)功率sc：兩端電壓不等時產(chǎn)生。 不影響負(fù)荷功率，僅改變網(wǎng)絡(luò)功率分布。 改寫：第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 452)()(3423123423122213212334231234231233423423zzzuduzzzszszzszzzuduzzzszszzsnbnazudusnc)472(;cmmbcmmaszszsszszs58 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算循環(huán)功率算例： t-1：242/10.5kv242/10.5kv t-2：231/10.5kv231/10.5kv 空載、斷路器qf1開環(huán)，兩側(cè)有電壓差； qf1閉合有循環(huán)功率。 斷路器qf1斷開： 左側(cè)電壓 10

32、.510.5242/10.5=242/10.5=242242(kv)(kv) 右側(cè)電壓 10.510.5231/10.5=231/10.5=231231(kv)(kv) 斷路器閉合，有順時針方向循環(huán)功率流動，大 小取決于斷路器兩側(cè)電壓差和環(huán)網(wǎng)回路總阻抗第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 59 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算 閉式網(wǎng)絡(luò)的分解及潮流分布計算 求得網(wǎng)絡(luò)初步功率分布后，可確定功率分點及該功率分點功率。 功率分點一般是電力網(wǎng)絡(luò)中最低電壓點，可在功率分點將環(huán)網(wǎng)或兩端供電網(wǎng)絡(luò)解開為兩個開式網(wǎng)。 如有功功率分點和無功功率分點不在同一點，應(yīng)考慮電網(wǎng)特點：高壓網(wǎng)中，電壓損耗由無功流動引起，無功功率分

33、點電壓低于有功功率分點電壓，是閉式網(wǎng)絡(luò)中電壓最低點。 在無功功率分點處解開環(huán)網(wǎng)或兩端供電網(wǎng)絡(luò)。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 60 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算 閉式網(wǎng)絡(luò)的分解及潮流分布計算-1 設(shè)無功功率分點3，解開環(huán)網(wǎng)成兩個開式網(wǎng)s23=sa-s2，s23+sb=s3 解開環(huán)網(wǎng)后，由功率分點開始，從其兩側(cè)按近似計算方法，逐段向電源端推算功率分布。 求得電源端輸入功率后，再用已知電源端電壓和求得電源端功率逐段計算各元件電壓降落。 注意：兩個開式網(wǎng)求得功率分點電壓數(shù)值必須一致或僅有很小計算誤差。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 例2-6 61 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算 多級電壓閉式網(wǎng)

34、絡(luò)中環(huán)路電勢的計算 兩臺變壓器并聯(lián)，1為高壓、2為低壓，參數(shù)歸算到高壓側(cè)，k1、k2為高壓側(cè)分接頭電壓與低壓側(cè)額定電壓比值。 兩臺變壓器變比不同，產(chǎn)生環(huán)路電勢。 計算時僅考慮本環(huán)路電壓差，忽略負(fù)荷和變壓器勵磁支路影響。 qf4斷開，a、b開路電壓差就是環(huán)路電勢 第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 e62 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算環(huán)路電勢計算： 設(shè)u2已知 變比相等并聯(lián)，不會產(chǎn)生循環(huán)功率。 如環(huán)網(wǎng)原來功率分布在技術(shù)上或經(jīng)濟(jì)上不合理時，加入可調(diào)環(huán)路電勢，改變環(huán)網(wǎng)功率分布。 按變壓器實際變比歸算變壓器參數(shù)時，環(huán)網(wǎng)中按順時針方向和逆時針方向歸算阻抗參數(shù)不同，只能進(jìn)行近似計算。 如需精確計算，必須將

35、變壓器用型等值電路表示，一般用于潮流的計算機(jī)計算。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 21221221kkukkuuuueab 例 2-7 63 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算三、電力網(wǎng)絡(luò)中潮流的調(diào)整控制 自然功率分布：不采取任何控制、調(diào)節(jié)手段，取決于網(wǎng)絡(luò)各段阻抗。 從保證安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)供電要求出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)中潮流需要控制。 例：圖2-16(d)簡單環(huán)網(wǎng) 中潮流，按有功功率損 耗最小進(jìn)行分布 第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 64 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算三、電力網(wǎng)絡(luò)中潮流的調(diào)整控制-1 網(wǎng)絡(luò)總有功功率損耗： 求p對pa、qa一階偏導(dǎo) 數(shù)并令為零，得有功損耗最小時網(wǎng)絡(luò)功率分布 第三節(jié) 電力網(wǎng)

36、絡(luò)的潮流分布計算 492312232232232222212222ruqqqpppruqqppruqppnaanaanaa0)(2)(220)(2)(22312322322122312322322122ruqqqruqqruqqpruppprupprupppnananaanananaa65 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算三、電力網(wǎng)絡(luò)中潮流的調(diào)整控制-2 求出的pa、qa分別用pa.o、qa.o表示： 網(wǎng)絡(luò)中有功功率損耗最小的功率分布取決于各段電阻而不是阻抗。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 rqrqrrqrprprrpoaoa33123123.33123123.;31231233123123.

37、31231233123123.rrrsrsrrsrrrsrsrrsoboa66 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算調(diào)整控制潮流主要手段：1. 串聯(lián)電容 作用：抵償線路感抗，串聯(lián)在環(huán)網(wǎng)中阻抗相對過大線路上，轉(zhuǎn)移其他重載線路流通功率。只用于高壓系統(tǒng)提高穩(wěn)定性。2. 串聯(lián)電抗 作用：限流，串聯(lián)在重載線路避免該線路過載。但影響穩(wěn)定性，未推廣應(yīng)用。3. 附加串聯(lián)加壓器作用：產(chǎn)生一個環(huán)流或強(qiáng)制循環(huán)功率，使強(qiáng)制循環(huán)功率與自然分布功率疊加到理想值。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 67 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算附加串聯(lián)加壓器原理 ： 設(shè)強(qiáng)制循環(huán)功率為sfc： 環(huán)網(wǎng)串附加電勢ec ：ecx：縱向附加電勢，相

38、位與相電壓一致；ecy：橫向附加電勢，相位與相電壓差90 fcaoasss.cycxnaoanfccjeeuzssuzse)(.第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 2222)()(xrurexejxruxereujxrjeezuejqpsncycxncycxncycxncfcfcfc68 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算附加串聯(lián)加壓器原理 ：-1 高壓電網(wǎng)線路電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電抗，r0可得 縱向串聯(lián)電勢主要產(chǎn)生強(qiáng)制循環(huán)功率無功部分，橫向串聯(lián)電勢主要產(chǎn)生強(qiáng)制循環(huán)功率有功部分。 調(diào)整電壓大小是改變無功功率分布，調(diào)整電壓相位是改變有功功率分布。 重要概念，可將有功功率與頻率調(diào)整、無功功率與電壓調(diào)整分別研究。

39、第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 )552(xuejxuejqpsncxncyfcfcfc69 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算附加串聯(lián)加壓器原理 ：第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算 70 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算靈活交流輸電系統(tǒng)： 靈活交流輸電系統(tǒng)：用于潮流控制設(shè)施，以晶閘管置換傳統(tǒng)機(jī)械式調(diào)節(jié)器和開關(guān)，作用之一使潮流更易于控制，線路輸送能力大幅度提高，各種故障得以及早隔離，以致系統(tǒng)運行更靈活、穩(wěn)定、可靠。 控制潮流設(shè)施：重新構(gòu)筑的串聯(lián)電容、有根本性改進(jìn)的附加串聯(lián)加壓器、“綜合潮流控制器”、靜止無功功率補(bǔ)償器和其他幾種由晶閘管控制的電力設(shè)施。第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)

40、的潮流分布計算 71 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)變換 一、等值電源法二、負(fù)荷移置法三、星網(wǎng)變換法72 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)變換 電網(wǎng)潮流人工計算，將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)通過等效變換，化簡成基本形式計算潮流分布，再通過網(wǎng)絡(luò)變換，將網(wǎng)絡(luò)還原，最終確定實際網(wǎng)絡(luò)潮流分布。 常用幾種網(wǎng)絡(luò)變換方法，除在電力系統(tǒng)潮流計算應(yīng)用外，也可用于電力系統(tǒng)其它計算。第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)變換73 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算一、等值電源法 替代后網(wǎng)絡(luò)中其它部分電壓、電流、功率不變 s1+s2+sn=si 第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)變換nmzueuszueusiiiiimimmim,.,2, 1;iiiniin

41、iiiizuezuezuezue2211)582(1111nmmiinmmiiyyzz或74 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算一、等值電源法-1 每個有源支路中不能有支接負(fù)荷。 第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)變換)592(11nmimiminmmiimiyyeezzee或iiiimiimmizusezuseu)602(,2, 1;nmszzuzeesimiiimiimm75 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算二、負(fù)荷移置法 移置前后，網(wǎng)絡(luò)中其他部分電壓、電流、功率等保持不變。 （一）將一點負(fù)荷移置到兩處第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)變換kjikikkjkjikkjkizzzsszzzss76 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（二）

42、將兩處的負(fù)荷移置到一點第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)變換jiiijkjjijijikssszzssszz77 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算（三）星形網(wǎng)絡(luò)中點的負(fù)荷移置到射線的端點第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)變換mlyyyyssmnnnnnl,2, 1;21ln78 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算三、星網(wǎng)變換法 形和形互換 形變換為形 第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)變換662233131223231121312312312333123122312231231231121ssssssssszzzzzzzzzzzzzzzzzznnn79 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算三、星網(wǎng)變換法-1 形變換為形 第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)變換)672(311133312

43、333222312221112231311313232233212112zzszsszzszsszzszsszzzzzzzzzzzzzzzzzznnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn80 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算三、星網(wǎng)變換法-2 星網(wǎng)變換：由網(wǎng)形變?yōu)樾切尉W(wǎng)絡(luò)逆變換不成立第四節(jié) 網(wǎng)絡(luò)變換jimjiyzzzmlinjninij,.2 , 1,;1例 2-8 81 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算第五節(jié)電力線路導(dǎo)線截面積的選擇 一、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積及校驗二、按電壓損耗選擇導(dǎo)線截面積及校驗82 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算第五節(jié) 電力線路導(dǎo)線截面積的選擇 電力線路導(dǎo)線截面

44、積選擇：電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問題，僅作簡單介紹。 選擇導(dǎo)線截面積：按各節(jié)點負(fù)荷功率進(jìn)行，考慮經(jīng)濟(jì)電流密度、允許載流量、電暈、機(jī)械強(qiáng)度、電壓損耗等5個條件，但不是所有線路同時考慮。 例：選電纜可不考慮電暈；選35kv及以上電壓的導(dǎo)線截面，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按允許載流量、電暈進(jìn)行校驗，110kv及以上，電暈是主要限制條件； 10kv及以下，電壓損耗是主要條件，按允許載流量和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗。第五節(jié) 電力線路導(dǎo)線截面積的選擇 83 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算 一、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積及校驗 經(jīng)濟(jì)截面積sec和經(jīng)濟(jì)電流密度jec： 為降低有功功率損耗和電壓降落，應(yīng)選擇截面積大的導(dǎo)線；但較大截面積導(dǎo)線將增加投資和多消耗有色金屬，從而選擇截面積不能過大。兼顧兩方面確定的截面積稱經(jīng)濟(jì)截面積sec，對應(yīng)電流密度稱經(jīng)濟(jì)電流密度jec。 第五節(jié) 電力線路導(dǎo)線截面積的選擇 84 第二章 簡單電力系統(tǒng)的分析和計算一、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積及校驗-1 確定線路類別和導(dǎo)線材料，按每段線路實際傳輸電能和功率，確定最大負(fù)荷利用小時數(shù)tmax和