電力系統(tǒng)分析 孟祥萍 PPT課件第3章

1、電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析3.1 基本概念基本概念3.2 開式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算開式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算3.3 簡單閉式網(wǎng)的電壓和功率分布計算簡單閉式網(wǎng)的電壓和功率分布計算電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析本章提示本章提示l負荷功率的表示法；負荷功率的表示法；l電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、運算電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、運算電源功率、運算負荷功率的基本概念；電源功率、運算負荷功率的基本概念；l電力網(wǎng)元件的功率損耗、電壓損耗的計電力網(wǎng)元件的功率損耗、電壓損耗的計算；算；l開式網(wǎng)、簡單閉式網(wǎng)的潮流計算（同一開式網(wǎng)、簡單閉式網(wǎng)的潮流計算（同一電壓級、多個電壓級）。電壓級、多個電壓級）。電力系統(tǒng)分析

2、電力系統(tǒng)分析3.1.1 3.1.1 負荷功率的表示方法負荷功率的表示方法3.1.2 3.1.2 電壓降落、電壓損耗、電壓偏移電壓降落、電壓損耗、電壓偏移3.1.3 3.1.3 功率損耗功率損耗 3.1.4 3.1.4 運算負荷功率和運算電源功率運算負荷功率和運算電源功率 3.1 3.1 基本概念基本概念電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析IUS*3*3IUSj j0 0IUI3.1 3.1 基本概念基本概念電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析)(*333jjjUIeIeUeIUSjQPjUIUIejsincos333.1 3.1 基本概念基本概念電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 電壓降落電壓降落電壓降落的縱分量電壓降落橫分量

3、1U1SIjXRI2S2ULDS向量差向量差3.1 3.1 基本概念基本概念電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 當網(wǎng)絡(luò)元件末端當網(wǎng)絡(luò)元件末端 、 、 已知時已知時,以以 為參考相量，為參考相量，首端電壓為首端電壓為2U2P2Q1U2U圖圖3.43.4電壓降落示意圖電壓降落示意圖222222221)()(UUUarctgUUUU式中： 稱為電壓降落的縱分量2U 稱為電壓降落橫分量2U稱為首末端電壓的相位差222UjUU22221222XXP RQPQ RUUjUU（3.73.7） 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 電壓損耗電壓損耗 12UUUAD 電壓偏移電壓偏移 100NNUUU電壓偏移（）反映供電電壓的質(zhì)量3

4、.1 3.1 基本概念基本概念電力網(wǎng)兩點電壓的代數(shù)差電力網(wǎng)中某點的實際電壓與該處的額定電壓之差電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析功率損耗阻抗中的功率損耗阻抗中的功率損耗導(dǎo)納中的功率損耗導(dǎo)納中的功率損耗與功率有關(guān)與功率有關(guān)與電壓有關(guān)與電壓有關(guān)3.1 3.1 基本概念基本概念電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析jXRUQPSL212121阻抗中的功率損耗阻抗中的功率損耗 LLLQjPjXRUQPjXRIS2222222線路或變壓器的阻抗線路或變壓器的阻抗3.1 3.1 基本概念基本概念電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析導(dǎo)納中的功率損耗導(dǎo)納中的功率損耗 輸電線路輸電線路22112211QU ,U22BBBQB 常用常用UN代替代替

5、U1,U23.1 3.1 基本概念基本概念電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析21210UUTTjBGS導(dǎo)納中的功率損耗導(dǎo)納中的功率損耗變壓器變壓器NSIjPS100%0003.1 3.1 基本概念基本概念電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析運算電源功率運算電源功率1S2SG G0SS2CQj2012CQjSSSS201CQjSSS3.1 3.1 基本概念基本概念指發(fā)電廠高壓母線輸入系統(tǒng)的等值功率變壓器的功率損耗輸電線路導(dǎo)納的功率損耗的一半發(fā)電機送出的功率電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析1S2SS2CQj0S2021CQjSSSS202CQjSSS3.1 3.1 基本概念基本概念指變電所高壓母線從系統(tǒng)吸取的等值功率變電所二次

6、側(cè)的集中負荷功率變壓器的功率損耗輸電線路導(dǎo)納的功率損耗的一半電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析開式網(wǎng)絡(luò) 多級電壓開式網(wǎng)絡(luò)多級電壓開式網(wǎng)絡(luò)同一電壓等級開式網(wǎng)同一電壓等級開式網(wǎng)電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析A A1 12 2b bc cA ALDbSLDcSU UN NR R1 1+jX+jX1 1R R2 2+jX+jX2 2LDbSb bc cLDcSjBjB1 1/2/2jBjB1 1/2/2jBjB2 2/2/2jBjB2 2/2/2b bc cA AAS21Qj 1S1S1SbS2S2S 2SCS11jXR 22jXR 系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖 等值電路等值電路 簡化等值電路簡化等值電路電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析A

7、AR R1 1+jX+jX1 1R R2 2+jX+jX2 2LDbSb bc cLDcSjBjB1 1/2/2jBjB1 1/2/2jBjB2 2/2/2jBjB2 2/2/2222NLDccUBjSS222122NNLDbbUBjUBjSS211NUBQ b bc cA AAS21Qj 1S1S1SbS2S2S 2SCS11jXR 22jXR 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析b bc cA AAS21Qj 1S1S1SbS2S2S 2SCS11jXR 22jXR A AR R1 1+jX+jX1 1R R2 2+jX+jX2 2LDbSb bc cLDcSjBjB1 1/2/2jBjB1 1/2/

8、2jBjB2 2/2/2jBjB2 2/2/2cUASAU已知同一端的電壓和功率已知同一端的電壓和功率已知末端電壓和功率已知末端電壓和功率始端電壓和功率始端電壓和功率？電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析2 22SSS22 2 222 2 22222 22 222222XUQPjRUQPjXRUQPSccccSS 2bSSS2 1cUXQRPU2 22 22cURQXPU2 22 222222UUUUcbb bc cA AAS21Qj 1S1S1SbS2S2S 2SCS11jXR 22jXR cUAU電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析1 11SSS1122 12 11jXRUQPSb211QjSSAbUXQRPU1

9、 11 11bURQXPU1 11 112121UUUUbAb bc cA AAS21Qj 1S1S1SbS2S2S 2SCS11jXR 22jXR cUAU末端向首端逐段推算末端向首端逐段推算各點的各點的功率功率和和電壓電壓同同時進行時進行電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析A AR R1 1+jX+jX1 1R R2 2+jX+jX2 2LDbSb bc cLDcSjBjB1 1/2/2jBjB1 1/2/2jBjB2 2/2/2jBjB2 2/2/2cUASAU已知不同端的電壓和功率已知不同端的電壓和功率已知末端功率和首端電壓已知末端功率和首端電壓首端功率和末端電壓首端功率和末端電壓？步驟步驟由末端

10、向首端逐段計算功率由末端向首端逐段計算功率由首端向末端逐段計算各點電壓由首端向末端逐段計算各點電壓計算功率損耗時，電壓以計算功率損耗時，電壓以U UN N代替代替計算電壓損耗時，電壓為計算電壓損耗時，電壓為實際實際電壓電壓電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 35KV及以下網(wǎng)絡(luò)的簡化措施：及以下網(wǎng)絡(luò)的簡化措施：（1）等值電路中忽略并聯(lián)導(dǎo)納支路）等值電路中忽略并聯(lián)導(dǎo)納支路（2）不計阻抗中的功率損耗）不計阻抗中的功率損耗（3）不計電壓降的橫分量）不計電壓降的橫分量（4）用額定電壓代替實際電壓）用額定電壓代替實際電壓電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析例例1 1：系統(tǒng)圖及等值電路圖如下，參數(shù)歸算到：系統(tǒng)圖及等值電路圖如下，

11、參數(shù)歸算到110KV110KV側(cè)，每臺側(cè)，每臺變壓器額定容量為變壓器額定容量為20MVA20MVA，P PS S=135KW=135KW, ,U US S%=10.5%=10.5, ,P P0 0=22KW=22KW, ,I I0 0%=0.8%=0.8, ,變壓器變比為變壓器變比為110/11KV110/11KV，低壓側(cè)負荷，低壓側(cè)負荷，當始端電壓為當始端電壓為116KV116KV時，求變壓器低壓側(cè)電壓及電壓偏移百分時，求變壓器低壓側(cè)電壓及電壓偏移百分數(shù)。數(shù)。MVAjSC2030B BA AC C116KV116KVcSA A(14.45(14.45+j20.75)+j20.75)(2.04

12、(2.04+j31.75)+j31.75)B BC Cj2.74j2.741010-4-4s sj2.74j2.741010-4-4s s(3.64(3.641010-6-6-j2.64-j2.641010-5-5)s)sASABSBCS ABScS電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析例：下圖是一額定電壓為例：下圖是一額定電壓為10KV10KV的配電線路，已知數(shù)據(jù)示于的配電線路，已知數(shù)據(jù)示于圖中，若各負荷功率因數(shù)圖中，若各負荷功率因數(shù) ，試計算線路的最，試計算線路的最大電壓損耗。大電壓損耗。8 . 0cosA Aa ab bc cd dLJ-35LJ-35LJ-35LJ-35LJ-25LJ-25LJ-16

13、LJ-162km2km1.5km1.5km3km3km4km4km200kW200kW160kW160kW100kW100kW120kW120kW電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析A Aa ab bc cd d(1.84+j0.732)(1.84+j0.732) (1.38+j0.549)(1.38+j0.549)(5.12+j1.508)(5.12+j1.508)(5.94+j1.173)(5.94+j1.173)(200+j150)(200+j150)kVAkVA(160+j120)(160+j120)kVAkVA(100+j75)(100+j75)kVAkVA(120+j90)(120+j90)k

14、VAkVA電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析A Ab bc cd dLDST TL1L1L2L2A Ab bc cd dLDSK:K:1 1C C R R1 1+jX+jX1 1R R2 2+jX+jX2 2jBjB1 1/2/2jBjB1 1/2/2jBjB2 2/2/2jBjB2 2/2/2Z ZT T S S0 0經(jīng)理想變壓器時，功率不變，但電壓需折算經(jīng)理想變壓器時，功率不變，但電壓需折算方法一：理想變壓器方法一：理想變壓器電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析A Ab bc cd dLDST TL1L1L2L2最后計算結(jié)果最后計算結(jié)果Uc,UUc,Ud d需按變比折算成低壓側(cè)實際電壓需按變比折算成低壓側(cè)實際電

15、壓A Ab bc c d d LDSR R1 1+jX+jX1 1jBjB1 1/2/2jBjB1 1/2/2Z ZT T S S0 0R R 2 2+jX+jX 2 2jBjB 2 2/2/2jBjB 2 2/2/2方法二：方法二：將線路將線路L2L2的參數(shù)歸算到的參數(shù)歸算到L1L1電壓級電壓級電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析3.3 3.3 簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算 任何一個負荷點都只能從兩個任何一個負荷點都只能從兩個方向獲得電能方向獲得電能兩端供電網(wǎng)兩端供電網(wǎng)多級電壓環(huán)網(wǎng)多級電壓環(huán)網(wǎng)電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析第一步：兩端供電網(wǎng)的初步功率分布第一步：兩端供電網(wǎng)的

16、初步功率分布aSG GG GA AB BL1L1L2L2L3L3a ab bbSaSA AB BZ Z3 3a ab bbSZ Z2 2Z Z1 1aIbI1, 1IS2, 2IS3, 3IS3.3 3.3 簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算近似功率分布近似功率分布忽略各線段上的功率損耗忽略各線段上的功率損耗電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析332211IZIZIZUUBAbIII3221IIIaAUBUaSA AB BZ Z3 3a ab bbSZ Z2 2Z Z1 1aIbI1, 1IS2, 2IS3, 3IS3.3 3.3 簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算簡單閉式網(wǎng)絡(luò)

17、的電壓和功率分布計算電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析3213213321ZZZUUZZZIZIZZIBAba3213212113ZZZUUZZZIZZIZIABbaIUS00NNUULLDNBAbaSSZZZUUUZZZSZSZZS)()LDNABbaSSZZZUUUZZZSZZSZS)()(33213212113供載功率供載功率循環(huán)功率循環(huán)功率3.3 3.3 簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析aSSS12aSA AB BZ Z3 3a ab bbSZ Z2 2Z Z1 1aIbI1, 1IS2, 2IS3, 3IS有功功

18、率和無功功率可能重合，也可能不重合有功功率和無功功率可能重合，也可能不重合若不重合，有功功率分點用若不重合，有功功率分點用無功功率分點用無功功率分點用表示表示表示表示3.3 3.3 簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算功率分點功率分點電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析aS2SA AB Ba ab bb b3SaSA AB BZ Z3 3a ab bbSZ Z2 2Z Z1 1aIbI1, 1IS2, 2IS3, 3IS計算功率損耗時，各點的未知電壓用線路計算功率損耗時，各點的未知電壓用線路額定電壓額定電壓代替代替3.3 3.3 簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電

19、壓和功率分布計算電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析（1）當兩端供電網(wǎng)兩端電壓相等）當兩端供電網(wǎng)兩端電壓相等時時環(huán)網(wǎng)環(huán)網(wǎng)（2 2）電壓等級為）電壓等級為35kV35kV及以下的兩端供電網(wǎng)，忽略阻及以下的兩端供電網(wǎng)，忽略阻抗和導(dǎo)納中的功率損耗，因此，抗和導(dǎo)納中的功率損耗，因此，初步潮流分布也是初步潮流分布也是最終潮流分布最終潮流分布。（3 3）此功率計算為）此功率計算為復(fù)功率法復(fù)功率法均一電力網(wǎng)均一電力網(wǎng)：電力網(wǎng)各段線路的電抗與電阻的比值相等：電力網(wǎng)各段線路的電抗與電阻的比值相等電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析3213323213321)()(RRRQRQRRjRRRPRPRRSbabaLD321211321211

20、3)()(RRRQRRQRjRRRPRRPRSbabaLDllQjllPllSSkiiikiiikiiiLD1111llQjllPllSSkiiikiiikiiiLD1113aSA AB BZ Z3 3a ab bbSZ Z2 2Z Z1 1aIbI1, 1IS2, 2IS3, 3IS均一網(wǎng)均一網(wǎng)3.3 3.3 簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析AMVjS)4090(2AMVjS)3050(31 12 24 43 3L1L1L2L2L3L3L4L4AMVjS)1540(4U U1 1=235KV=235KV3.3 3.3 簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓

21、和功率分布計算簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析Z Z1 1= =（10+j17.3210+j17.32）Z Z3 3= =（25+j43.325+j43.3）Z Z2 2= =（20+j34.620+j34.6）Z Z4 4= =（10+j17.310+j17.3）Z Z1 1Z Z2 2Z Z3 3Z Z4 41 11 12 23 34 43S2S4S3.3 3.3 簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析當當K K1 1KK2 2時時循環(huán)功率循環(huán)功率cSAULDST2T2T1T1A AB B如何求??？如何求取？思路：思

22、路：供載功率供載功率循環(huán)功率循環(huán)功率初步潮流分布初步潮流分布3.3 3.3 簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析AaUkU11AaUkU2221aaUU212121)(TTNaaTTNcZZUUUZZUES) 1() 1()(221221kUkkkUkkUEaAAA AB Ba a1 1a a2 2：k k1 1：k k2 2Z Z T1T1Z Z T2T2LDSAUcS電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析A AA AB B：k k1 1a a1 1a a2 2k k2 2：1 1Z Z T1T1Z Z T2T2LDS1TS2TS3.3 3.3 簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析例：某例：某35kV35kV變電所有兩臺變壓器并聯(lián)運行，求以下兩變電所有兩臺變壓器并聯(lián)運行，求以下兩種情況每臺變壓器通過的功率為多少？種情況每臺變壓器通過