第3章簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算和分析

1、1簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算和分析簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算和分析姜彤華北電力大學(xué)2011-01-142穩(wěn)態(tài)計(jì)算l 為了使電力系統(tǒng)能夠安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，為了使電力系統(tǒng)能夠安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行以及研究工作中，需要在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行以及研究工作中，需要針對(duì)系統(tǒng)的不同運(yùn)行狀態(tài)，做多種多樣的計(jì)算。針對(duì)系統(tǒng)的不同運(yùn)行狀態(tài)，做多種多樣的計(jì)算。本章主要研究穩(wěn)態(tài)計(jì)算。本章主要研究穩(wěn)態(tài)計(jì)算。l 穩(wěn)態(tài)計(jì)算：穩(wěn)態(tài)計(jì)算：不考慮發(fā)電機(jī)的參數(shù)，作為功率注入元或者電壓恒定的不考慮發(fā)電機(jī)的參數(shù)，作為功率注入元或者電壓恒定的邊界節(jié)點(diǎn)。邊界節(jié)點(diǎn)。根據(jù)給定的有功、無(wú)功負(fù)荷，發(fā)電機(jī)的有功出力和機(jī)端根據(jù)給定的有功、

2、無(wú)功負(fù)荷，發(fā)電機(jī)的有功出力和機(jī)端母線電壓幅值，求解電力網(wǎng)中其它各母線的電壓、各條母線電壓幅值，求解電力網(wǎng)中其它各母線的電壓、各條線路中的功率以及功率損耗。線路中的功率以及功率損耗。也叫潮流計(jì)算，不僅經(jīng)常進(jìn)行，還是其它計(jì)算的基礎(chǔ)。也叫潮流計(jì)算，不僅經(jīng)常進(jìn)行，還是其它計(jì)算的基礎(chǔ)。3潮流計(jì)算的作用l電力系統(tǒng)規(guī)劃中用于選擇系統(tǒng)的接線方式、電力系統(tǒng)規(guī)劃中用于選擇系統(tǒng)的接線方式、選擇電氣設(shè)備及導(dǎo)線的截面；在電力系統(tǒng)選擇電氣設(shè)備及導(dǎo)線的截面；在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，用于確定運(yùn)行方式和合理的供的運(yùn)行中，用于確定運(yùn)行方式和合理的供電方案，確定電壓調(diào)整措施等；提供繼電電方案，確定電壓調(diào)整措施等；提供繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置

3、的設(shè)計(jì)與整定依據(jù)。保護(hù)、自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與整定依據(jù)。 4電壓降落l定義：定義：電力網(wǎng)中任意兩點(diǎn)電壓的相量差。電力網(wǎng)中任意兩點(diǎn)電壓的相量差。l產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：電力系統(tǒng)中一條線路或一臺(tái)變壓器中有功率電力系統(tǒng)中一條線路或一臺(tái)變壓器中有功率S流流過(guò)是，其首端和末端的電壓就會(huì)有所不同。過(guò)是，其首端和末端的電壓就會(huì)有所不同。l舉例分析：舉例分析：發(fā)電機(jī)通過(guò)一條線路向一個(gè)用戶供電。已知線路發(fā)電機(jī)通過(guò)一條線路向一個(gè)用戶供電。已知線路末端電壓末端電壓U2和負(fù)荷和負(fù)荷SL。5簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)電壓降落分析l線路的首端電壓為：線路的首端電壓為：l將電流用功率表示：將電流用功率表示：12UUZ I*222*22SPjQI

4、UU12222222222()()UUUPjQRjXUP RQ XP XQ RjUU負(fù)荷為感性622UjUUd電壓降落橫分量電壓降落橫分量 2U222221)(UUUU2221UUUtg電壓降落縱分量電壓降落縱分量 2U222UXQRP222URQXP電壓降落電壓降落l表達(dá)式表達(dá)式其中：其中：l首端電壓有效值：首端電壓有效值：l首末端電壓相位差：首末端電壓相位差：71UIUUdRIXI jU2U電壓電壓降落降落電壓降落的電壓降落的縱分量縱分量電壓電壓降落降落的橫的橫分量分量電壓降落向量圖8需要注意的問(wèn)題l公式公式l成立的條件：成立的條件：負(fù)荷為負(fù)荷為感性負(fù)荷感性負(fù)荷，即，即SPjQ已知節(jié)點(diǎn)已知

5、節(jié)點(diǎn)2的的電壓電壓U2和和負(fù)荷負(fù)荷S2l提出疑問(wèn)：提出疑問(wèn)：如果已知的是如果已知的是節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)1的電壓和負(fù)荷，如何求解？的電壓和負(fù)荷，如何求解？如果是如果是容性負(fù)荷容性負(fù)荷怎么辦？怎么辦？2222P RQ XUU2222P XQ RUU9假設(shè)假設(shè)：已知首端功率和電壓，負(fù)荷為感性，求末端電壓l線路的末端電壓為：線路的末端電壓為：l將電流用功率表示：將電流用功率表示：21UUZ I*111*11SPjQIUU12111111111()()UUUPjQRjXUPRQ XPXQ RjUU只是換了下標(biāo)，公式形式與前一樣10比較兩者的關(guān)系l已知首端電壓和功率，求末端電壓已知首端電壓和功率，求末端電壓l已知末

6、端電壓和功率，求首端電壓已知末端電壓和功率，求首端電壓l兩者表達(dá)式并不相同，這是因?yàn)檫x擇的參兩者表達(dá)式并不相同，這是因?yàn)檫x擇的參考向量不同導(dǎo)致的?？枷蛄坎煌瑢?dǎo)致的。l計(jì)算結(jié)果一定滿足：計(jì)算結(jié)果一定滿足：222212222P RQ XP XQ RUUUUjUU 111121111PRQ XPXQ RUUUUjUU 112211212211,UUUUUUtgtgUUUU 11l表達(dá)式表達(dá)式其中：其中：l注意：這個(gè)公式是在感性負(fù)荷的情況下得注意：這個(gè)公式是在感性負(fù)荷的情況下得到的，如果是到的，如果是容性負(fù)荷容性負(fù)荷，則上述公式中，則上述公式中無(wú)無(wú)功功率前的符號(hào)應(yīng)變號(hào)。功功率前的符號(hào)應(yīng)變號(hào)。dUUj

7、U 電壓降落橫分量電壓降落橫分量 U電壓降落縱分量電壓降落縱分量 UPRQXUPXQRU電壓降落的通式表達(dá)電壓降落的通式表達(dá)1221UUU100%21BUUUU電壓損耗l定義：定義：電力網(wǎng)任意兩點(diǎn)電壓有效值之差，近似等于電壓電力網(wǎng)任意兩點(diǎn)電壓有效值之差，近似等于電壓降落的縱分量。降落的縱分量。l電壓損耗百分比：電壓損耗百分比：電壓損耗與相應(yīng)線路標(biāo)稱電壓相比稱為電壓損耗電壓損耗與相應(yīng)線路標(biāo)稱電壓相比稱為電壓損耗百分值百分值13電壓偏移l定義：定義：網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)的實(shí)際電壓有效值與相應(yīng)線路標(biāo)稱電網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)的實(shí)際電壓有效值與相應(yīng)線路標(biāo)稱電壓的差值稱之為該點(diǎn)的電壓偏移。壓的差值稱之為該點(diǎn)的電壓偏移。l電壓

8、偏移百分值：電壓偏移百分值：與標(biāo)稱電壓的比值的百分值與標(biāo)稱電壓的比值的百分值 100UU-U%BB電壓偏移14電壓調(diào)整l定義：定義：線路末端空載與負(fù)載時(shí)電壓的數(shù)值差。線路末端空載與負(fù)載時(shí)電壓的數(shù)值差。l電壓調(diào)整百分比：電壓調(diào)整百分比：20220U -U100U電壓調(diào)整%15之間的關(guān)系和區(qū)別l 電壓降落電壓降落電力網(wǎng)中任意電力網(wǎng)中任意兩點(diǎn)兩點(diǎn)電壓的相量差。電壓的相量差。向量，幅值和相角（實(shí)部和虛部）向量，幅值和相角（實(shí)部和虛部）l 電壓損耗電壓損耗電力網(wǎng)任意電力網(wǎng)任意兩點(diǎn)兩點(diǎn)電壓有效值之差。電壓有效值之差。近似等于電壓降落的縱分量。近似等于電壓降落的縱分量。l 電壓偏移電壓偏移某點(diǎn)某點(diǎn)的電壓有效

9、值與相應(yīng)線路標(biāo)稱電壓之差。的電壓有效值與相應(yīng)線路標(biāo)稱電壓之差。衡量某一點(diǎn)的電壓質(zhì)量。衡量某一點(diǎn)的電壓質(zhì)量。l 電壓調(diào)整電壓調(diào)整某點(diǎn)某點(diǎn)的電壓有效值與相應(yīng)線路空載電壓之差。的電壓有效值與相應(yīng)線路空載電壓之差。衡量某一點(diǎn)的電壓空載與負(fù)載時(shí)的差值。衡量某一點(diǎn)的電壓空載與負(fù)載時(shí)的差值。16輸電效率l定義：定義：線路末端輸出有功功率線路末端輸出有功功率P1與線路始端輸入有功與線路始端輸入有功功率功率P2的比值，常以百分值表示。的比值，常以百分值表示。l因?yàn)榫€路始端有功功率因?yàn)榫€路始端有功功率P1總大于末端有功總大于末端有功功率功率P2，因此輸電效率總小于，因此輸電效率總小于1。21P100P輸電效率%1

10、7功率損耗l 功率損耗的產(chǎn)生：功率損耗的產(chǎn)生：電力線路、變壓器等設(shè)備具有阻抗和導(dǎo)納；電力線路、變壓器等設(shè)備具有阻抗和導(dǎo)納；電流流過(guò)阻抗和導(dǎo)納將產(chǎn)生有功和無(wú)功功率損耗。電流流過(guò)阻抗和導(dǎo)納將產(chǎn)生有功和無(wú)功功率損耗。l 損耗對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)不利的：損耗對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)不利的：迫使投入運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備容量大于用戶的實(shí)際負(fù)荷迫使投入運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備容量大于用戶的實(shí)際負(fù)荷l多裝設(shè)發(fā)電機(jī)組多裝設(shè)發(fā)電機(jī)組l多消耗大量的一次能源多消耗大量的一次能源損耗產(chǎn)生的熱量會(huì)加速電氣絕緣的老化損耗產(chǎn)生的熱量會(huì)加速電氣絕緣的老化l損耗過(guò)大時(shí)，可能因過(guò)熱而燒毀絕緣和融化導(dǎo)體，致使設(shè)損耗過(guò)大時(shí)，可能因過(guò)熱而燒毀絕緣和融化導(dǎo)體，致使設(shè)

11、備損壞，影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。備損壞，影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。18電力線路功率損耗 l已知線路末端電壓和三相負(fù)荷，線路用已知線路末端電壓和三相負(fù)荷，線路用型型等值電路表示：等值電路表示：l則線路的功率損耗由三個(gè)部分組成：則線路的功率損耗由三個(gè)部分組成：線路末端導(dǎo)納中的功率損耗線路末端導(dǎo)納中的功率損耗阻抗中的功率損耗阻抗中的功率損耗線路首端導(dǎo)納中的功率損耗線路首端導(dǎo)納中的功率損耗 19線路型等值電路PjQ線路末端導(dǎo)納中的功率損耗線路首端導(dǎo)納中的功率損耗線路阻抗中的功率損耗20l線路首端導(dǎo)納中的功率損耗線路首端導(dǎo)納中的功率損耗l線路末端導(dǎo)納中的功率損耗線路末端導(dǎo)納中的功率損耗22221BUQB21121

12、BUQB線路首末端功率損耗21線路阻抗中的功率損耗l已知首端電壓和首端功率已知首端電壓和首端功率l已知末端電壓和末端功率已知末端電壓和末端功率22222222222222222222333333SPQPI RRRUUSPQQI XXXUU22221112112222111211333333SPQPI RRRUUSPQQI XXXUU22線路阻抗中的功率損耗計(jì)算通式XUQPQRUQPP222222l 注意：其中注意：其中P、Q和和U是線路中是線路中某一端某一端節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的有功功率、無(wú)功功率和電壓幅值。的有功功率、無(wú)功功率和電壓幅值。23電力線路功率損耗l線路末端導(dǎo)納中的功率損耗線路末端

13、導(dǎo)納中的功率損耗l阻抗中的功率損耗阻抗中的功率損耗l線路首端導(dǎo)納中的功率損耗線路首端導(dǎo)納中的功率損耗21121BUQB22221BUQB222222PQPQPRQXUU24變壓器中的功率損耗l變壓器中的功率損耗包括兩個(gè)部分：變壓器中的功率損耗包括兩個(gè)部分：可變損耗可變損耗：ZT中的功率損耗與通過(guò)變壓器的負(fù)荷中的功率損耗與通過(guò)變壓器的負(fù)荷有關(guān)，是隨機(jī)的。有關(guān)，是隨機(jī)的。固定損耗固定損耗：YT中的功率損耗只與電網(wǎng)的電壓有關(guān)，中的功率損耗只與電網(wǎng)的電壓有關(guān)，變化范圍小，可當(dāng)作是不變的。變化范圍小，可當(dāng)作是不變的。ZTYT2520()TTNSQXQU 雙繞組變壓器l有功功率損耗有功功率損耗l無(wú)功功率損

14、耗無(wú)功功率損耗20()TTNSPRPU 26變壓器功率損耗的簡(jiǎn)化計(jì)算l根據(jù)銘牌值計(jì)算根據(jù)銘牌值計(jì)算RT和和XTl并且實(shí)際計(jì)算時(shí)，一般設(shè)并且實(shí)際計(jì)算時(shí)，一般設(shè)U1=UN，U2=UNl直接利用出廠參數(shù)計(jì)算功率損耗：直接利用出廠參數(shù)計(jì)算功率損耗：22200%100%100kkTRTXNNTGTBNP SUSPQSSIPPQS 27l計(jì)算步驟計(jì)算步驟開(kāi)式網(wǎng)潮流計(jì)算 1、計(jì)算元件參數(shù)、計(jì)算元件參數(shù)2、形成等值電路、形成等值電路3、計(jì)算電壓降落和功率損耗、計(jì)算電壓降落和功率損耗281、計(jì)算元件參數(shù)l計(jì)算線路和變壓器參數(shù)計(jì)算線路和變壓器參數(shù)線路用線路用型等值模型型等值模型變壓器用變壓器用型等值模型型等值模型

15、111RrlXxlBbl2220022%1000100%1000100KNNNKTTNNNTTNNP UUURXSSPISGBUU292、形成等值電路la.畫(huà)出等值電路圖畫(huà)出等值電路圖lb.將歸算后的參數(shù)標(biāo)于圖中將歸算后的參數(shù)標(biāo)于圖中l(wèi)c.簡(jiǎn)化等值電路簡(jiǎn)化等值電路30同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)l 畫(huà)出等值電路圖，并標(biāo)注參數(shù)畫(huà)出等值電路圖，并標(biāo)注參數(shù)31同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)l 簡(jiǎn)化等值電路圖簡(jiǎn)化等值電路圖222cBBB222bBBB323、計(jì)算電壓降落和功率損耗l計(jì)算方法：計(jì)算方法：逐段向另一端推算。逐段向另一端推算。l例如，已知末端電壓例如，已知末端電壓Ua和末端功率和末端功率SLa求其求其它各點(diǎn)功率和

16、電壓，則有它各點(diǎn)功率和電壓，則有a點(diǎn)逐段計(jì)算，最點(diǎn)逐段計(jì)算，最后推算到后推算到d點(diǎn)。點(diǎn)。l對(duì)同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)的計(jì)算步驟的分析，對(duì)同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)的計(jì)算步驟的分析，來(lái)學(xué)習(xí)有功計(jì)算開(kāi)式網(wǎng)潮流的方法。來(lái)學(xué)習(xí)有功計(jì)算開(kāi)式網(wǎng)潮流的方法。33同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)計(jì)算l 第一步：設(shè)第一步：設(shè)Ua為參考電壓為參考電壓1、計(jì)算第、計(jì)算第段線路末端電納中的功率損耗段線路末端電納中的功率損耗2、確定送往、確定送往a點(diǎn)的負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷3、求第、求第段線路阻抗中的電壓降落及功率損耗段線路阻抗中的電壓降落及功率損耗22aBQUaLaSSj Q 222222aaaaaaaaaaaaP RQ XP XQ RUUj UjUUP

17、QPQSPj QRjXUU &34同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)計(jì)算l 第一步：設(shè)第一步：設(shè)Ua為參考電壓為參考電壓4、計(jì)算、計(jì)算b點(diǎn)電壓點(diǎn)電壓5、計(jì)算功率、計(jì)算功率Sal 第二步：計(jì)算第第二步：計(jì)算第段線路電壓降落和功率損耗段線路電壓降落和功率損耗1、計(jì)算第、計(jì)算第段線路末端電納中的功率損耗段線路末端電納中的功率損耗2、確定送往、確定送往b點(diǎn)的負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷baUUUaaSSS 22bbbBQUbaLbbSSSj Q 35同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)計(jì)算l 第二步：計(jì)算第第二步：計(jì)算第段線路電壓降落和功率損耗段線路電壓降落和功率損耗3、求第、求第段線路阻抗中的電壓降落及功率損耗段線路阻抗中的電壓降落及功率損耗4、計(jì)

18、算、計(jì)算c點(diǎn)電壓點(diǎn)電壓5、計(jì)算功率、計(jì)算功率SbcbUUUbbSSS 222222bbbbbbbbbbbbPRQ XP XQ RUUj UjUUPQPQSPj QRjXUU &36同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)計(jì)算l 第三步：計(jì)算第第三步：計(jì)算第段線路電壓降落和功率損耗段線路電壓降落和功率損耗1、計(jì)算第、計(jì)算第段線路末端電納中的功率損耗段線路末端電納中的功率損耗2、確定送往、確定送往c點(diǎn)的負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷3、 求第求第段線路阻抗中的電壓降落及功率損耗段線路阻抗中的電壓降落及功率損耗22cccBQUcbLccSSSj Q 222222ccccccccccccPRQ XP XQ RUUj UjUUPQPQSPj

19、QRjXUU &37同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)計(jì)算l 第三步：計(jì)算第第三步：計(jì)算第段線路電壓降落和功率損耗段線路電壓降落和功率損耗4、計(jì)算、計(jì)算d點(diǎn)電壓點(diǎn)電壓5、計(jì)算功率、計(jì)算功率Scl 第四步：計(jì)算第四步：計(jì)算d點(diǎn)的功率注入點(diǎn)的功率注入1、計(jì)算第、計(jì)算第段線路首端的電納中的功率損耗段線路首端的電納中的功率損耗2、計(jì)算、計(jì)算d點(diǎn)功率注入量點(diǎn)功率注入量dcUUUccSSS 22dBQUdcSSj Q 38同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)的電壓向量圖aUUUUUUUbUcUdU39同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)潮流的近似算法l 上述計(jì)算是嚴(yán)格而精確的。上述計(jì)算是嚴(yán)格而精確的。條件：已知同一個(gè)點(diǎn)的電壓和功率。條件：已知同一個(gè)點(diǎn)的電壓

20、和功率。l 但是：電力網(wǎng)中通常已知首端電壓但是：電力網(wǎng)中通常已知首端電壓Ud和各節(jié)點(diǎn)負(fù)和各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷，并不知道荷，并不知道Ua。也就是，已知某個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓和另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率也就是，已知某個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓和另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率采用近似算法進(jìn)行計(jì)算。采用近似算法進(jìn)行計(jì)算。l 處理方法：處理方法：假定假定a、b、c各點(diǎn)電壓等于額定電壓各點(diǎn)電壓等于額定電壓UN，根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)，根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)的功率計(jì)算系統(tǒng)中其它各個(gè)部分的功率損耗。的功率計(jì)算系統(tǒng)中其它各個(gè)部分的功率損耗。然后由計(jì)算得到的功率，根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)的電壓，計(jì)算各然后由計(jì)算得到的功率，根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)的電壓，計(jì)算各點(diǎn)電壓降落，得到各節(jié)點(diǎn)電壓。點(diǎn)電壓降落，得到各節(jié)點(diǎn)電

21、壓。40同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)潮流的近似計(jì)算l 第一步：已知負(fù)荷功率第一步：已知負(fù)荷功率SLa，、，、SLb和和SLc。假設(shè)各。假設(shè)各點(diǎn)電壓等于額定電壓點(diǎn)電壓等于額定電壓UN，計(jì)算各部分功率損耗，計(jì)算各部分功率損耗1、各電納中的無(wú)功功率、各電納中的無(wú)功功率2、合并負(fù)荷和對(duì)地支路中的無(wú)功功率、合并負(fù)荷和對(duì)地支路中的無(wú)功功率3、簡(jiǎn)化等值電路、簡(jiǎn)化等值電路22222222NNNNBBBBQUQUQUQUbcbcaLabLbcLcdSSj QSSj QSSj QSj Q bc41同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)潮流的近似計(jì)算l 第二步：計(jì)算各條線路阻抗上的功率損耗第二步：計(jì)算各條線路阻抗上的功率損耗1、計(jì)算第、計(jì)算第段

22、線路阻抗上的功率損耗段線路阻抗上的功率損耗2、計(jì)算、計(jì)算b點(diǎn)注入功率點(diǎn)注入功率Sb222222aaaaNNPQPQSPj QRjXUU bbSSS42同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)潮流的近似計(jì)算l 第二步：計(jì)算各條線路阻抗上的功率損耗第二步：計(jì)算各條線路阻抗上的功率損耗3、計(jì)算第、計(jì)算第段線路阻抗上的功率損耗段線路阻抗上的功率損耗4、計(jì)算、計(jì)算c點(diǎn)注入功率點(diǎn)注入功率Sc222222bbbbNNPQPQSPj QRjXUU ccSSS43同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)潮流的近似計(jì)算l 第二步：計(jì)算各條線路阻抗上的功率損耗第二步：計(jì)算各條線路阻抗上的功率損耗5、計(jì)算第、計(jì)算第段線路阻抗上的功率損耗段線路阻抗上的功率損耗6

23、、計(jì)算、計(jì)算d點(diǎn)注入功率點(diǎn)注入功率Sd222222ccccNNPQPQSPj QRjXUU ddSSS44同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)潮流的近似計(jì)算l 第三步：已知首端電壓第三步：已知首端電壓Ud，根據(jù)所得到的功率分，根據(jù)所得到的功率分布計(jì)算電壓降落布計(jì)算電壓降落1、以、以Ud為參考電壓，計(jì)算電壓為參考電壓，計(jì)算電壓UcddddddcdP RQ XP XQ RUUj UjUUUUU 45同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)潮流的近似計(jì)算l 第三步：已知首端電壓第三步：已知首端電壓Ud，根據(jù)所得到的功率分，根據(jù)所得到的功率分布計(jì)算電壓降落布計(jì)算電壓降落2、計(jì)算電壓、計(jì)算電壓UbccccccbcPRQ XP XQ RUUj

24、UjUUUUU 46同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)潮流的近似計(jì)算l 第三步：已知首端電壓第三步：已知首端電壓Ud，根據(jù)所得到的功率分，根據(jù)所得到的功率分布計(jì)算電壓降落布計(jì)算電壓降落3、計(jì)算電壓、計(jì)算電壓UabbbbbbabP RQ XP XQ RUUj UjUUUUU 47同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)潮流計(jì)算方法總結(jié)l計(jì)算元件參數(shù)計(jì)算元件參數(shù)l畫(huà)出等值電路畫(huà)出等值電路l并進(jìn)行簡(jiǎn)化并進(jìn)行簡(jiǎn)化l計(jì)算功率損耗和電壓降落計(jì)算功率損耗和電壓降落48計(jì)算功率損耗和電壓降落第一類(lèi)l第一類(lèi)：已知同一點(diǎn)的電壓和功率第一類(lèi)：已知同一點(diǎn)的電壓和功率方法：逐段向另一端推算。對(duì)于某段線路按方法：逐段向另一端推算。對(duì)于某段線路按如下步驟計(jì)算：

25、如下步驟計(jì)算：l1、計(jì)算該段線路已知端電納中的功率損耗；、計(jì)算該段線路已知端電納中的功率損耗；l2、確定送往該點(diǎn)的負(fù)荷；、確定送往該點(diǎn)的負(fù)荷；l3、求該段線路阻抗中的電壓降落及功率損耗；、求該段線路阻抗中的電壓降落及功率損耗；l4、計(jì)算該段線路另一端電壓；、計(jì)算該段線路另一端電壓；l5、計(jì)算該段線路另一端節(jié)點(diǎn)流出功率。、計(jì)算該段線路另一端節(jié)點(diǎn)流出功率。49計(jì)算功率損耗和電壓降落第二類(lèi)l第二類(lèi)：已知某一點(diǎn)的電壓和另一點(diǎn)的功第二類(lèi)：已知某一點(diǎn)的電壓和另一點(diǎn)的功率率方法：采用簡(jiǎn)化方法計(jì)算。具體計(jì)算步驟如下：方法：采用簡(jiǎn)化方法計(jì)算。具體計(jì)算步驟如下：l1、設(shè)全網(wǎng)為標(biāo)稱電壓，由末端向首端推算，僅計(jì)及、設(shè)

26、全網(wǎng)為標(biāo)稱電壓，由末端向首端推算，僅計(jì)及元件中的功率損耗而不計(jì)算電壓降落，從而求全網(wǎng)的元件中的功率損耗而不計(jì)算電壓降落，從而求全網(wǎng)的功率分布；功率分布；l2、由始端電壓及上一步計(jì)算的始端功率向末端推算，、由始端電壓及上一步計(jì)算的始端功率向末端推算，求各節(jié)點(diǎn)的電壓，此時(shí)不必重新計(jì)算功率損耗和功率求各節(jié)點(diǎn)的電壓，此時(shí)不必重新計(jì)算功率損耗和功率分布。分布。50同一電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)潮流計(jì)算l 以上方法可以推廣到含有以上方法可以推廣到含有n段線路和段線路和n個(gè)集中負(fù)荷個(gè)集中負(fù)荷的開(kāi)式電力網(wǎng)。的開(kāi)式電力網(wǎng)。l 對(duì)于下圖所示的同一電壓等級(jí)開(kāi)式電力網(wǎng)，同樣對(duì)于下圖所示的同一電壓等級(jí)開(kāi)式電力網(wǎng)，同樣可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的

27、已知條件，用前述方法計(jì)算?？梢愿鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)的已知條件，用前述方法計(jì)算。51例題l標(biāo)稱電壓為220kV、長(zhǎng)度為200km的單回輸電線路，已知線路末端負(fù)荷和末端電壓，如下圖所示：線路參數(shù)為：r1=0.1/km，x1=0.4/km，b1=2.510-6 S/km 。試求線路始端電壓U1和始端功率S1。 52不同電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)計(jì)算l 在多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)中，由于各元件的參數(shù)一般是以其所處的電壓等級(jí)的電壓求得的，為了建立多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)的等值電路，必須將各元件的阻抗、導(dǎo)納及這些元件所處的電壓級(jí)的電壓、電流歸算到同一電壓等級(jí)中去，該電壓等級(jí)稱為基本級(jí)，通常取網(wǎng)絡(luò)中的最高電壓級(jí)為基本級(jí)。53不同電壓等級(jí)開(kāi)式網(wǎng)計(jì)算l 這種

28、電力網(wǎng)計(jì)算的特殊性在于變壓器的表示方式，一旦變壓器的表示方式確定之后 ，即可制定電力網(wǎng)的等值電路，并根據(jù)已知條件，按計(jì)算同一電壓等級(jí)電力網(wǎng)的類(lèi)似方法進(jìn)行計(jì)算。l 變壓器有兩種表示方式：第一種：用折算后的阻抗于具有變比為k的理想變壓器串連等值電路表示變壓器第二種：將變壓器只有折算后的阻抗表示，需要把線路參數(shù)按變比k折算54變壓器的兩種表示方式l第一種：用折算后的阻抗與具有變比為k的理想變壓器串連等值電路表示變壓器l第二種：將變壓器只有折算后的阻抗表示，需要把線路參數(shù)按變比k折算55多電壓等級(jí)參數(shù)歸算212212nnRR k kkXXk kk212212nnGGk kkBBk kk212212nn

29、UUk kkIIk kkA-歸算前的參數(shù)歸算前的參數(shù)A-歸算后的參數(shù)歸算后的參數(shù)k-變壓器的變比，變壓器的變比，k的分子是向著基本級(jí)一側(cè)的電壓，分母是的分子是向著基本級(jí)一側(cè)的電壓，分母是向著待歸算一側(cè)的電壓。向著待歸算一側(cè)的電壓。56遠(yuǎn)距離輸電的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性l電力系統(tǒng)中，當(dāng)架空線路的實(shí)際長(zhǎng)度超過(guò)電力系統(tǒng)中，當(dāng)架空線路的實(shí)際長(zhǎng)度超過(guò)300km及電纜線路長(zhǎng)度超過(guò)及電纜線路長(zhǎng)度超過(guò)100km時(shí)，一時(shí)，一般不能忽略線路參數(shù)的分布性質(zhì)。般不能忽略線路參數(shù)的分布性質(zhì)。l本節(jié)介紹內(nèi)容：本節(jié)介紹內(nèi)容：長(zhǎng)線方程長(zhǎng)線方程自然功率自然功率57長(zhǎng)線方程l 通過(guò)分析之后可以得到考慮長(zhǎng)線路的分布參數(shù)特通過(guò)分析之后可以得到

30、考慮長(zhǎng)線路的分布參數(shù)特性，可以得到長(zhǎng)線中距線路末端性，可以得到長(zhǎng)線中距線路末端x處的電壓和電處的電壓和電流的表達(dá)式：流的表達(dá)式：l A1和和A2是積分常數(shù)，由邊界條件確定。其中是積分常數(shù)，由邊界條件確定。其中U2和和I2表示已知末端電路的電壓和電流。表示已知末端電路的電壓和電流。1212xxxxccUAeA eAAIeeZZ1222221212ccAUZ IAUZ I58波阻抗和傳播常數(shù)l波阻抗波阻抗l傳播常數(shù)傳播常數(shù)1111cccrj LZRjXgj C1111gj Crj Lj波阻抗和傳播常數(shù)僅取決于線路單位長(zhǎng)度的阻抗和導(dǎo)納波阻抗和傳播常數(shù)僅取決于線路單位長(zhǎng)度的阻抗和導(dǎo)納59簡(jiǎn)化波阻抗和傳

31、播常數(shù)l 一般設(shè)計(jì)高壓線路時(shí)，一般設(shè)計(jì)高壓線路時(shí)，不應(yīng)使電暈產(chǎn)生，即不應(yīng)使電暈產(chǎn)生，即g10：l 高壓線路有高壓線路有r1直流或者直流直流或者直流交流的變換交流的變換l換流器換流器：一般用三相橋式整流電路，整流橋的六個(gè)臂：一般用三相橋式整流電路，整流橋的六個(gè)臂采用可控硅整流器。每臂稱為一個(gè)閥臂或閥。采用可控硅整流器。每臂稱為一個(gè)閥臂或閥。l控制器控制器l保護(hù)器保護(hù)器l換流變壓器換流變壓器65運(yùn)行方式l單極運(yùn)行方式單極運(yùn)行方式l雙極運(yùn)行方式雙極運(yùn)行方式l同級(jí)運(yùn)行方式同級(jí)運(yùn)行方式66單極運(yùn)行方式l單極系統(tǒng)以負(fù)極性運(yùn)行。直流架空線路受單極系統(tǒng)以負(fù)極性運(yùn)行。直流架空線路受雷擊的幾率以及電暈引起的無(wú)線電

32、干擾都雷擊的幾率以及電暈引起的無(wú)線電干擾都比用正極性運(yùn)行時(shí)小。比用正極性運(yùn)行時(shí)小。67雙極運(yùn)行方式l 通常情況下，注入兩級(jí)的電流相等，沒(méi)有接地電通常情況下，注入兩級(jí)的電流相等，沒(méi)有接地電流。有時(shí)，會(huì)用第三根導(dǎo)線將中點(diǎn)連接。流。有時(shí)，會(huì)用第三根導(dǎo)線將中點(diǎn)連接。68同級(jí)運(yùn)行方式l 兩條輸電線路同級(jí)，通常都用負(fù)極。由于大地回兩條輸電線路同級(jí)，通常都用負(fù)極。由于大地回路會(huì)對(duì)地下管道腐蝕，因此通常接入回流線路。路會(huì)對(duì)地下管道腐蝕，因此通常接入回流線路。69換流原理l整流：把三相交流點(diǎn)變換成直流電整流：把三相交流點(diǎn)變換成直流電l逆變：把直流電變換成三相交流電逆變：把直流電變換成三相交流電l整流和逆變是直流

33、輸電的兩個(gè)最重要的緩整流和逆變是直流輸電的兩個(gè)最重要的緩解，組成這兩部分的換流器，一般由一組解，組成這兩部分的換流器，一般由一組可控的三相橋式整流電路串連（或并聯(lián)）可控的三相橋式整流電路串連（或并聯(lián)）而成。而成。l以單組整流橋的運(yùn)行狀態(tài)為例，分析換流以單組整流橋的運(yùn)行狀態(tài)為例，分析換流器工作原理。器工作原理。70HVDC電路分析71HVDC電路分析l不考慮電源電抗器，不考慮觸發(fā)延遲時(shí)：不考慮電源電抗器，不考慮觸發(fā)延遲時(shí)：03 63 22.341.35dLNLNLLLLVEEEEl考慮觸發(fā)延遲，考慮電源阻抗時(shí)：考慮觸發(fā)延遲，考慮電源阻抗時(shí)：0(coscos ),2ddVV其中l(wèi)考慮電源阻抗，換相重疊角引起電壓下降：考慮電源阻抗，換相重疊角引起電壓下降：0cosddVV72HVDC電路分析結(jié)論l通過(guò)以上分析，可以得到多橋換流器母線通過(guò)以上分析，可以得到多橋換流器母線電壓電流公式如下：電壓電流公式如下：000013 21.30533coscoscos60.78dLLLLdddcdddcddLddVBTEBTEVVI BXVVI BXVVIBTIBTI或73HVDC系統(tǒng)控制等值模型l 電力系統(tǒng)圖電力系統(tǒng)圖l 等值電路圖等值電