第三章輸電網(wǎng)

1、第三章 輸電網(wǎng)運(yùn)行分析 主要內(nèi)容電能質(zhì)量分析 電網(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路 電網(wǎng)的等值電路 輸電網(wǎng)的潮流分析 系統(tǒng)頻率分析 第一節(jié)第一節(jié) 電能質(zhì)量分析電能質(zhì)量分析 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)主要是電壓、頻率、波形、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡度。 1、電壓 電壓質(zhì)量以用戶處供電電壓和額定電壓的差值來衡量 電壓質(zhì)量對(duì)各類用電設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有直接影響。 各類負(fù)荷電壓特性如圖所示。 在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，供電電壓必須在規(guī)定的允許變化范圍之內(nèi)。這也就是電壓的質(zhì)量指標(biāo)。 我國目前所規(guī)定的用戶處的允許電壓變化范圍如表所示。線路額定電壓電壓允許變化范圍（）線路額定電壓電壓允許變化范圍（）35kV及以上5低壓照明5

2、1010kV及以下7農(nóng)業(yè)用戶5102、頻率 系統(tǒng)運(yùn)行頻率與系統(tǒng)額定頻率之差稱為頻率偏移。頻率偏移是衡量電能質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 我國電力系統(tǒng)采用的額定頻率為50Hz，其允許偏移值如表所示。 運(yùn)行情況允許頻率偏差（Hz）允許標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘誤差（s）正常運(yùn)行小系統(tǒng)大系統(tǒng)0.50.24030事故運(yùn)行30min以內(nèi)15min以內(nèi)絕不允許低于11.543、波形 電力系統(tǒng)電能質(zhì)量要求供電電壓（或電流）的波形應(yīng)為正弦波。 波形質(zhì)量由諧波含量與基波之比來衡量 122100UUDnnv4、電壓波動(dòng)與閃變 電壓波動(dòng)：短時(shí)的電壓變化閃變：負(fù)荷急劇波動(dòng)引起的照度變化 5、三相不平衡度 若三相電壓（或電流）大小相等，相位依次

3、（A、B、C）領(lǐng)先120，稱為三相平衡（或?qū)ΨQ），否則為不平衡（或不對(duì)稱）。 不平衡的三相系統(tǒng)可以將電壓（或電源）用對(duì)稱分量法分解為正序、負(fù)序、零序分量 。 負(fù)序分量與正序分量有效值之比稱為不平衡度（或不對(duì)稱度）。 電力系統(tǒng)中三相不平衡主要是由負(fù)荷不平衡，系統(tǒng)三相阻抗不對(duì)稱以及消弧線圈的不正確調(diào)諧所引起的?？梢圆捎孟铝蟹椒ń鉀Q：（1）將不對(duì)稱負(fù)荷分散接到不同的供電點(diǎn)，以減小集中連接造成不平衡度超標(biāo)問題；（2）使不對(duì)稱負(fù)荷合理分配到各相，盡量使其平衡化（換相連接）；（3）將不對(duì)稱負(fù)荷連接到更高電壓級(jí)上供電，以使連接點(diǎn)的短路容量足夠大；（4）采用平衡裝置。第二節(jié)第二節(jié) 電網(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路電

4、網(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路 一、電力線路的參數(shù)和等值電路 二、電抗器的參數(shù)和等值電路二、電抗器的參數(shù)和等值電路三、變壓器的參數(shù)和等值電路三、變壓器的參數(shù)和等值電路四、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和等值電路四、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和等值電路一、電力線路的參數(shù)和等值電路（一）電力線路的參數(shù) 電力線路的電氣參數(shù)包括導(dǎo)線的電阻、電導(dǎo)，以及由交變電磁場(chǎng)而引起的電感和電容四個(gè)參數(shù)。 電力線路是均勻分布參數(shù)的電路，也就是說，它的電阻、電抗、電導(dǎo)和電納都是沿線路長(zhǎng)度均勻分布的。 1、線路的電阻 線路的電阻參數(shù)代表的是輸電線路材料的電阻 直流電路中導(dǎo)體的電阻可按下式計(jì)算：lSR 在交流電路中，上式仍然適用，但由于集膚效應(yīng)和近

5、距作用的影響，交流電阻與直流電阻不同。 2、線路的電抗 交流電流產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)會(huì)在自身和臨近導(dǎo)線中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，這些電動(dòng)勢(shì)方向和電流方向相反，具有阻礙電流流過的性質(zhì)，其現(xiàn)象和電抗的作用相同 三相導(dǎo)線對(duì)稱排列或雖不對(duì)稱排列但經(jīng)循環(huán)換位時(shí)，每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電抗可按下式計(jì)算： 41102lg6 . 42rmrDfx如將f50，r1代入上式得0157. 0lg1445. 01rDxmDm 三相導(dǎo)線的幾何平均距離 3cabcabmDDDD 分裂導(dǎo)線線路的電抗： 分裂導(dǎo)線的采用，改變了導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布，等效地增大了導(dǎo)線半徑，從而減小了每相導(dǎo)線的電抗。 3、線路的電導(dǎo) 線路的電導(dǎo)主要是由沿絕緣

6、子的泄漏電流和電暈現(xiàn)象決定的。線路的電導(dǎo)主要取決于電暈現(xiàn)象。 電暈現(xiàn)象： 就是指導(dǎo)線周圍空氣的電離現(xiàn)象。 電暈要消耗有功功率、消耗電能的。 空氣放電時(shí)產(chǎn)生的脈沖電磁波對(duì)無線電和高頻通信產(chǎn)生干擾， 電暈還會(huì)使導(dǎo)線表面發(fā)生腐蝕，從而降低導(dǎo)線的使用壽命。 電力線路應(yīng)考慮避免發(fā)生電暈現(xiàn)象。 電暈現(xiàn)象的發(fā)生，主要決定于導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度。 在導(dǎo)線表面開始產(chǎn)生電暈的電場(chǎng)強(qiáng)度，稱為電暈起始電場(chǎng)強(qiáng)度。使導(dǎo)線表面達(dá)到電暈起始電場(chǎng)強(qiáng)度的電壓，稱為電暈起始電壓，或稱臨界電壓。對(duì)于三相三角形架設(shè)的普通導(dǎo)線線路，其電暈臨界電壓的經(jīng)驗(yàn)公式為 :rDrmmUmcrlg3 .4921 電暈損耗在臨界電壓時(shí)開始出現(xiàn)，而且工作電

7、壓超過臨界電壓越多，電暈損耗就越大?？偟墓β蕮p耗為Pg，從而可確定線路的電導(dǎo)：32110UPgg4、線路的電納 在三相線路中，導(dǎo)線與導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與大地之間存在電容，用電納來反映其效應(yīng)。 4、線路的電納 三相線路對(duì)稱排列或雖不對(duì)稱排列但經(jīng)整循環(huán)換位時(shí)，每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電容可按下式計(jì)算： 6110lg0241. 0rDCm單位長(zhǎng)度的電納為)/(10lg58.72611kmSrDfCbm（二）輸電線路的等值電路與基本方程 輸電線路在正常運(yùn)行時(shí)三相參數(shù)是相等的，因此可以只用其中的一相作出它的等值電路。 當(dāng)線路長(zhǎng)度在300km以內(nèi)時(shí)，不計(jì)線路的這種分布參數(shù)特性，用集中參數(shù)來表示 用集中參數(shù)表示的等值

8、電路如圖所示 ：1、短線路的等值電路與基本方程 短線路是指線長(zhǎng)100km的架空線路，且電壓在35kV及以下。由于電壓不高，這種線路電納的影響不大，可略去。jXRZ2、中等長(zhǎng)度線路的等值電路與基本方程 對(duì)于電壓為110330kV、線長(zhǎng)100300km的架空線路及100km的電纜線路均可視為中等長(zhǎng)度線路。 這種線路，由于電壓較高，線路的電納一般不能忽略，等值電路常為形等值電路，3、長(zhǎng)線路的等值電路 電壓為330kV及以上、線長(zhǎng)300km的架空線路和線長(zhǎng)100km的電纜線路，一般稱之為長(zhǎng)線路。必須考慮分布參數(shù)特性的影響。將分布參數(shù)乘以適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)就變成了集中參數(shù)，從而就可繪出用集中參數(shù)表示的等值電

9、路 。電阻、電抗及電納的修正系數(shù) 為：12161312112112111211lbxklxbrbxklbxkbxr 上述修正系數(shù)只適用于計(jì)算線路始、末端的電流和電壓，線路長(zhǎng)度超過300km、小于750km的架空線路及長(zhǎng)度超過100km、小于250km的電纜線路。超過上述長(zhǎng)度并要求較準(zhǔn)確計(jì)算遠(yuǎn)距離線路中任一點(diǎn)電壓和電流值時(shí)，應(yīng)按均勻分布參數(shù)的線路方程計(jì)算。 二、電抗器的參數(shù)和等值電路二、電抗器的參數(shù)和等值電路 電抗器的作用是限制短路電流，它是由電阻很小的電感線圈構(gòu)成，因此等值電路可用電抗來表示。 一般電抗器銘牌上給定它的額定電壓、額定電流和電抗百分值，由此可求電抗器的電抗。按百分值定義有： 10

10、0100%NRRRXXXX而NNNIUX3于是得NNRRIUXX3100%例題： 某220KV輸電線路選用LGJ-300型導(dǎo)線，導(dǎo)線直徑為24.2mm，水平排列，線間距為6m，線長(zhǎng)200km，試求等值電路參數(shù)。 解： 幾何均距 單位長(zhǎng)度電阻： km/105. 03005 .311Srmm7560126633cabcabmDDDD例題：km/42. 00157. 01 .127560lg144. 00157. 0lg144. 01rDxm單位長(zhǎng)度電抗：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度電納：S/km1071. 2101 .127560lg58. 710lg58. 76661rDbm例題：8420042. 0X212001

11、05. 01l rR電阻：電納：電抗：S1042. 52001071. 246B三、變壓器的參數(shù)和等值電路三、變壓器的參數(shù)和等值電路 變壓器的參數(shù)包括電阻、電導(dǎo)、電抗和電納，這些參數(shù)要根據(jù)變壓器銘牌上廠家提供的短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)和空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)來求取。 變壓器一般都是三相的，在正常運(yùn)行的情況下，由于三相變壓器是均衡對(duì)稱的電路，因此等值電路可以只用一相代表。變壓器的額定數(shù)據(jù): 額定容量SN額定電壓UN變壓器短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)：短路損耗pk短路電壓百分比 Uk%變壓器短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)：空載損耗 p0空載電流百分比 I0% （一）雙繞組變壓器 1、電阻 變壓器電阻反映經(jīng)過折算后的一、二繞組電阻之和，通過短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求

12、得。 22NNkTSUPR 變壓器短路試驗(yàn)接線圖如圖所示。從一次側(cè)測(cè)得短路損耗和短路電壓 。 由于短路試驗(yàn)時(shí)，變壓器短路損耗近似等于額定電流流過變壓器時(shí)高低壓繞組中總的銅耗，于是有：TNNTNNTNCukRUSRUSRIPP2222333可解得22NNkTSUPR 2、電抗 變壓器電抗反映經(jīng)折算后的一、二次繞組漏抗之和，由短路試驗(yàn)參數(shù)獲得NNkTSUUX100%2 短路試驗(yàn)時(shí)，繞組中通過額定電流，在一次側(cè)測(cè)得的電壓即為短路電壓)(3TTNkjXRIU對(duì)于大容量的變壓器， XTRT，則可認(rèn)為短路電壓主要降落在電抗上 ，有：TNkXIU3從而得NkTIUX3而NkkUUU100%NNNUSI3則有

13、NNkTSUUX100%23、電導(dǎo) 變壓器電導(dǎo)反映與變壓器勵(lì)磁支路有功損耗相應(yīng)的等值電導(dǎo)，通過空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)求得。20NTUPG 變壓器空載試驗(yàn)接線圖如圖所示。進(jìn)行空載試驗(yàn)時(shí)，二次開路，一次加上額定電壓，在一次測(cè)得空載損耗和空載電流。 由于空載試驗(yàn)的電流很小，變壓器二次處于開路，所以此時(shí)的繞組銅損耗很小，可認(rèn)為空載損耗主要損耗在鐵芯上，因此，鐵芯損耗近似等于空載損耗，于是有： TNFeGUPP20從而得20NTUPG 4、電納 變壓器電納反映與變壓器主磁通的等值參數(shù)（勵(lì)磁電抗）相應(yīng)的電納，也是通過空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)求得。 20100%NNTUSIB 變壓器空載試驗(yàn)時(shí)，流經(jīng)勵(lì)磁支路的空載電流可分解為有功

14、電流和無功電流，且有功分量較無功分量小得多，所以在數(shù)值上空載電流計(jì)算約等于無功電流。 由TbTNBIBIU13130得TNbBUI3又由100%00NIII得NNNUSIIII3100%100%000解得20100%NNTUSIB 在工程計(jì)算中，因變壓器的電壓變化不太大，往往將變壓器的勵(lì)磁支路以額定電壓下的勵(lì)磁功率來代替，于是變壓器的等值電路又可用下圖表示。）（）（varM100%MW10000000NSIQPPw其中勵(lì)磁功率損耗為：例題： 計(jì)算SFL1-20000/110 型變壓器規(guī)算到高壓側(cè)的參數(shù)，并畫出等值電路。變壓器銘牌給出該變壓器的變比為110/11、pk = 135kw、po =

15、22kw、Uk% = 10.5、 Ik% = 0.8 解： 08. 42010001101352222NNkTSUPR53.63201001105 .10100%22NNkTSUUXS1082. 11101000226220NTUPGS1032. 1110100208 . 0100%622NNoTUSIB四、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和等值電路四、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和等值電路1、發(fā)電機(jī)的參數(shù)和等值電路 發(fā)電機(jī)是供電的電源，其等值電路有兩種。 在電力系統(tǒng)計(jì)算中，一般不計(jì)發(fā)電機(jī)的電阻，因此，發(fā)電機(jī)參數(shù)只有一個(gè)電抗 。 一般發(fā)電機(jī)廠家提供的參數(shù)有發(fā)電機(jī)額定容量，額定有功功率，額定功率因素，額定電壓及電抗百分

16、值，據(jù)此可求得發(fā)電機(jī)電抗。 NGNGGSUXX100%2按百分值定義 100%NGGXXX而NGNNIUX3GNNNUSI3代入上式可解得： NGNGGSUXX100%22、負(fù)荷的功率和阻抗 負(fù)荷的表示方法一般有如下幾種表示方法：（1）把負(fù)荷表示成恒定功率；（2）把負(fù)荷表示成恒定阻抗；（3）用感應(yīng)電機(jī)的機(jī)械特性表示負(fù)荷；（4）用負(fù)荷的靜態(tài)特性方程表示負(fù)荷。 最常用的是前兩種。（a）用恒定功率表示負(fù)荷；（b）用恒定阻抗或?qū)Ъ{表示負(fù)荷負(fù)荷功率表示：LLLiuLLLLLIUIUIUS)(LLLLLLLLQPIUIUjsinjcos負(fù)荷以恒定阻抗表示：*LLLLLLLLLZUUZUUIUS由得LLLL

17、LLLLLLLLLLLXRQPSUSSUSSSUUZjj2222）（第三節(jié) 電網(wǎng)的等值電路 求得各元件的等值電路后，就可以根據(jù)電力系統(tǒng)的電氣接線圖繪制出整個(gè)系統(tǒng)的等值電路圖。一、用有名值計(jì)算時(shí)的等值電路一、用有名值計(jì)算時(shí)的等值電路二、標(biāo)么值計(jì)算時(shí)的等值電路二、標(biāo)么值計(jì)算時(shí)的等值電路一、用有名值計(jì)算時(shí)的電壓級(jí)歸算一、用有名值計(jì)算時(shí)的電壓級(jí)歸算 在畫等值電路時(shí)，要注意電壓等級(jí)的歸算。其參數(shù)歸算過程如下。 （1）選基本級(jí)?；炯?jí)的確定取決于研究的問題所涉及的電壓等級(jí)。 （2）確定變比。變壓器的變比分為兩種，即實(shí)際額定變比和平均額定變比。（3）參數(shù)歸算。 采用變壓器的變比進(jìn)行歸算ZKZ2YKY21UK

18、UIKI11）準(zhǔn)確歸算法：變壓器的實(shí)際額定變比為：待歸算級(jí)側(cè)的額定電壓基本級(jí)側(cè)的額定電壓K 2）近似歸算法：采用變壓器的平均額定變比進(jìn)行參數(shù)歸算avavbavUUK電壓待歸算級(jí)側(cè)的平均額定壓基本級(jí)側(cè)的平均額定電采用平均額定電壓的優(yōu)越性在于：對(duì)多電壓等級(jí)的復(fù)雜網(wǎng)，參數(shù)的歸算按近似歸算法進(jìn)行時(shí)，可以大大減輕計(jì)算工作量。二、標(biāo)么值計(jì)算二、標(biāo)么值計(jì)算 所謂標(biāo)么制是相對(duì)單位制的一種表示方法，在標(biāo)么制中參與計(jì)算的各物理量都是用無單位的相對(duì)數(shù)值表示。標(biāo)么值的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 位）基準(zhǔn)值（與實(shí)際值同單實(shí)際值（任意單位）標(biāo)么值1、標(biāo)么值的特點(diǎn)（1）標(biāo)么值是無單位的量（為兩個(gè)同量綱的數(shù)值比）。（2）標(biāo)么值計(jì)算結(jié)

19、果清晰，便于迅速判斷計(jì)算結(jié)果的正確性，可大大簡(jiǎn)化計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)。 （3）標(biāo)么值與百分值換算方便 三相系統(tǒng)中各量的關(guān)系滿足YZIZUUIS1332、三相系統(tǒng)中基準(zhǔn)值的選擇 基準(zhǔn)值選擇有兩個(gè)限制條件： （1)基準(zhǔn)值的單位與有名值單位相同； （2）各電氣量的基準(zhǔn)值之間符合電路的基本關(guān)系式。因此有：BBBBBBBBYZZIUIUS133 首先選定SB、UB為功率和電壓的基準(zhǔn)值 其他三個(gè)基準(zhǔn)值按三相電路關(guān)系派生：BBBBBBBBBUSIUSYSUZ3223、標(biāo)么值用于三相系統(tǒng) 當(dāng)基準(zhǔn)值滿足三相電路關(guān)系時(shí)，標(biāo)幺值計(jì)算和單相電路一樣phBBBUZIZIIZUUU33)1(33SUIUIIUSSSBBB標(biāo)么值的益

20、處是給計(jì)算帶來方便 。4、采用標(biāo)么制時(shí)的電壓級(jí)歸算 對(duì)多電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)必須歸算到同一個(gè)電壓等級(jí)上。若這些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)是以標(biāo)么值表示的，則這些標(biāo)么值是依基本級(jí)上取的基準(zhǔn)值為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。歸算途徑有兩個(gè)： （1）先有名值歸算，后取標(biāo)么值計(jì)算。 先將網(wǎng)絡(luò)中各待歸算級(jí)各元件的阻抗、導(dǎo)納以及電壓、電流的有名值參數(shù)歸算到基本級(jí)上，然后除以基本級(jí)的基準(zhǔn)值，得到標(biāo)么值參數(shù)（2）先基準(zhǔn)值歸算，后取標(biāo)么值 先將基本級(jí)上的基準(zhǔn)值歸算到各待歸算級(jí)，然后再被待歸算級(jí)上相應(yīng)的電壓、電流、阻抗、導(dǎo)納分別去除，得到標(biāo)么值參數(shù)。歸算過程中用到的公式如下： （歸算） （取標(biāo)么） BBBBBBBBBBBBBBBBBBSUII

21、IIKIIUUUUKUSUYYYYYKYUSZZZZKZZ312222實(shí)用方法：1、各級(jí)功率基準(zhǔn)相同 2、各級(jí)電壓基準(zhǔn)取額定平均電壓3、計(jì)算其他基準(zhǔn)值4、計(jì)算各元件標(biāo)么值5、基準(zhǔn)值改變后的標(biāo)么值換算 發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電抗，廠家提供以百分值表示的數(shù)據(jù)，百分值除以100即得標(biāo)么值，這個(gè)標(biāo)么值是以元件本身的額定參數(shù)（額定電壓、額定容量）為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。 在電力網(wǎng)計(jì)算中，當(dāng)選定基本級(jí)后，應(yīng)把這些電抗標(biāo)么值換算成以基本級(jí)上的參數(shù)為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。 基準(zhǔn)值改變后的發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的標(biāo)么值電抗為： RNBBRNRRNBBNkTNBBNGGIIUUXXSSUUXXSSUUXX2222100%100

22、%100% 采用標(biāo)么制時(shí)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)歸算，顯然較有名值歸算復(fù)雜些，但對(duì)以后的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、調(diào)壓計(jì)算及短路計(jì)算等，采用以標(biāo)么值參數(shù)表示的等值電路進(jìn)行計(jì)算較為方便。 電力系統(tǒng)等值電路的繪制，即是將參數(shù)歸算后的各元件的等值電路連接起來。為了以后的計(jì)算方便，等值電路越簡(jiǎn)單越好。 采用標(biāo)么制計(jì)算的步驟（采用近似計(jì)算）：1、確定基準(zhǔn)值 各級(jí)功率基準(zhǔn)值（SB）相等 各級(jí)電壓基準(zhǔn)值取平均額定電壓 計(jì)算各級(jí)電流、阻抗基準(zhǔn)值2、計(jì)算各元件標(biāo)幺值3、畫出等值電路4、根據(jù)等值電路計(jì)算電壓、電流和功率標(biāo)么值6、計(jì)算各電量實(shí)際值第四節(jié)第四節(jié) 輸電網(wǎng)的潮流分析輸電網(wǎng)的潮流分析一、潮流分布一、潮流分布二、簡(jiǎn)單電網(wǎng)的手工計(jì)算

23、法二、簡(jiǎn)單電網(wǎng)的手工計(jì)算法三、復(fù)雜電網(wǎng)的計(jì)算機(jī)算法三、復(fù)雜電網(wǎng)的計(jì)算機(jī)算法一、潮流分布一、潮流分布 電力系統(tǒng)的潮流分布，指的是電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運(yùn)行方式下，電力網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的電壓和支路功率的分布情況。 潮流分布計(jì)算，是按給定的電力系統(tǒng)接線方式、參數(shù)和運(yùn)行條件，確定電力系統(tǒng)各部分穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)參量的計(jì)算。通常給定的運(yùn)行條件有系統(tǒng)中各電源和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的功率、樞紐點(diǎn)電壓、平衡節(jié)點(diǎn)的電壓和相位角。待求的運(yùn)行狀態(tài)參量包括各節(jié)點(diǎn)的電壓及其相位角以及流經(jīng)各元件的功率、網(wǎng)絡(luò)的功率損耗等。 潮流計(jì)算的主要目的： 1、檢查電力系統(tǒng)各元件（如變壓器、輸電線路等）是否過負(fù)荷，以及可能的預(yù)防措施等。 2、檢查電力系統(tǒng)各

24、節(jié)點(diǎn)的電壓是否滿足電壓質(zhì)量的要求，分析機(jī)組發(fā)電出力和負(fù)荷的變化，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化對(duì)系統(tǒng)電壓質(zhì)量和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響。 3、幫助正確地選擇系統(tǒng)接線方式，合理調(diào)整負(fù)荷，以保證電力系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行，向用戶供給高質(zhì)量的電能。 4、根據(jù)功率分布，可以選擇電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備和導(dǎo)線截面積，可以為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算提供必要的數(shù)據(jù)等。 5、為電力系統(tǒng)的規(guī)劃和擴(kuò)建提供依據(jù)。 6、為調(diào)壓計(jì)算、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行計(jì)算、短路計(jì)算和穩(wěn)定計(jì)算提供必要的數(shù)據(jù)。 潮流計(jì)算可以分為離線計(jì)算和在線計(jì)算兩種方式。離線計(jì)算主要用于系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行中安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式，在線計(jì)算主要用于在運(yùn)行中的系統(tǒng)經(jīng)常性的監(jiān)視和實(shí)時(shí)監(jiān)控。 二、簡(jiǎn)單電網(wǎng)

25、的手工計(jì)算法二、簡(jiǎn)單電網(wǎng)的手工計(jì)算法計(jì)算步驟 1、由已知電氣主接線圖作出等值電路圖； 2、推算各元件的功率損耗和功率分布； 3、計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的電壓； 4、逐段推算其潮流分布。 三、復(fù)雜電網(wǎng)的計(jì)算機(jī)算法三、復(fù)雜電網(wǎng)的計(jì)算機(jī)算法隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流計(jì)算幾乎均采用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行計(jì)算，它具有計(jì)算精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)算法的主要步驟有：（1）建立描述電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型；（2）確定解算數(shù)學(xué)模型的方法；（3）制定程序框圖，編寫計(jì)算機(jī)計(jì)算程序，并進(jìn)行計(jì)算；（4）對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。1、電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法的數(shù)學(xué)模型 在電力系統(tǒng)潮流分布的計(jì)算中，廣泛采用的是節(jié)點(diǎn)電壓方程。nnnn

26、nnnnUUUYYYYYYYYYIII2121222211121121nnnUYI 這是一組復(fù)數(shù)方程式，如果把實(shí)部和虛部分開，便得到2n個(gè)實(shí)數(shù)方程。 2、節(jié)點(diǎn)的分類（1）PQ節(jié)點(diǎn) 這類節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率是給定的。節(jié)點(diǎn)電壓是待求量。通常變電所都是這一類型的節(jié)點(diǎn)，由于沒有發(fā)電機(jī)設(shè)備，故發(fā)電功率為零。若系統(tǒng)中某些發(fā)電廠送出的功率在一定時(shí)間內(nèi)為固定時(shí)，則該發(fā)電廠母線可作為PQ節(jié)點(diǎn)?？梢姡娏ο到y(tǒng)中的絕大多數(shù)節(jié)點(diǎn)屬于這一類型。（2）PU節(jié)點(diǎn) 這類節(jié)點(diǎn)的有功功率和電壓幅值是給定的，節(jié)點(diǎn)的無功功率和電壓的相位是待求量。（3）平衡節(jié)點(diǎn) 在潮流分布算出以前，網(wǎng)絡(luò)中的功率損失是未知的，因此，網(wǎng)絡(luò)中至少有一個(gè)

27、節(jié)點(diǎn)的有功功率不能給定，這個(gè)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)了系統(tǒng)有功功率的平衡，故稱之為平衡節(jié)點(diǎn)。另外，必須選定一個(gè)節(jié)點(diǎn)，指定其電壓相位為零，作為計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓相位的參考，這個(gè)節(jié)點(diǎn)稱為基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)?；鶞?zhǔn)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值也是給定的。為了計(jì)算上的方便，常將平衡節(jié)點(diǎn)和基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)選為同一個(gè)節(jié)點(diǎn)，習(xí)慣上稱之為平衡節(jié)點(diǎn)（亦稱為松弛節(jié)點(diǎn)、搖擺節(jié)點(diǎn)）。 潮流計(jì)算可以概括為求解一組非線性方程組，并使其解滿足一定的約束條件。常用的計(jì)算方法是迭代法和牛頓法。在計(jì)算過程中或得出結(jié)果之后用約束條件進(jìn)行檢驗(yàn)，如果不滿足，則應(yīng)修改某些變量的給定值，甚至修改系統(tǒng)的運(yùn)行方式，重新計(jì)算。第五節(jié)第五節(jié) 系統(tǒng)頻率分析系統(tǒng)頻率分析 電力系統(tǒng)的頻率是電能的重要指標(biāo)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)必須將頻率偏移控制在一個(gè)小的范圍。 頻率由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，轉(zhuǎn)速由機(jī)械功率和電磁（輸出有功）功率的平衡決定 頻率的調(diào)整通過原動(dòng)機(jī)的功率調(diào)整實(shí)現(xiàn)一、電力系統(tǒng)的頻率特性一、電力系統(tǒng)的頻率特性1、負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性 當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)中有功負(fù)荷隨頻率變化的特性稱為負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性。 頻率升高，有功負(fù)荷增大。 當(dāng)頻率