電力系統(tǒng)分析全套課程課件

1、電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析課程簡介 課程內(nèi)容 教學(xué)進(jìn)度 考查方式 聯(lián)系方法課程內(nèi)容 電力系統(tǒng)巴巴西西依依泰泰普普水水電電站站課程內(nèi)容 電力系統(tǒng)中中國國三三峽峽電電站站課程內(nèi)容 電力系統(tǒng)水電機(jī)組水電機(jī)組課程內(nèi)容 電力系統(tǒng)變壓器變壓器課程內(nèi)容 電力系統(tǒng)輸輸電電線線路路課程內(nèi)容電力系統(tǒng)分析 兩個模型v 電力系統(tǒng)等值電路模型v 電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動模型三大計算v 潮流計算v 短路計算v 穩(wěn)定計算課程內(nèi)容 電力系統(tǒng)的基本概念 電網(wǎng)等值 電力系統(tǒng)潮流計算 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整和控制 電力系統(tǒng)故障分析 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析課程內(nèi)容回答八個問題：回答八個問題：1)什么是電力系統(tǒng)？2)怎樣將電力系統(tǒng)用一個電網(wǎng)絡(luò)表示？

2、3)怎樣用計算機(jī)進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流計算？4)發(fā)電機(jī)節(jié)點有功功率是已知的，它是怎么確定出來的？5)變壓器變比是已知的，它是怎么確定出來的？6)發(fā)電機(jī)等值電路中，電勢源和電抗怎么計算？7)任意不對稱的三相相量都可以分解為三組相序不同的分量之和嗎？8)電力系統(tǒng)在不斷變動中，它能保持穩(wěn)定運(yùn)行嗎？課程內(nèi)容 先修課程電路原理電磁場電機(jī)學(xué) 教學(xué)進(jìn)度 總學(xué)時數(shù)：5664 課堂教學(xué)：48-52 實踐環(huán)節(jié)：8-12 學(xué)時分配 電力系統(tǒng)的基本概念：2 電網(wǎng)等值：8-10 電力系統(tǒng)潮流計算：10 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整和控制：10 電力系統(tǒng)故障分析：10 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析：8-10考查方式 平時成績：20% 實驗成績

3、：10% 閉卷考試：70%目錄 第一章電力系統(tǒng)的基本概念 第二章電網(wǎng)等值 第三章電力系統(tǒng)潮流計算 第四章電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整和控制 第五章電力系統(tǒng)故障分析 第六章電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析第一章 電力系統(tǒng)的基本概念 1.1電力系統(tǒng)概述 1.2我國的電力系統(tǒng) 小結(jié)1.1 電力系統(tǒng)概述 1.1.1電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展 1.1.2電力系統(tǒng)的組成 1.1.3 電力系統(tǒng)的特點和運(yùn)行的基本要求 1.1.4電力系統(tǒng)的基本參量和接線圖 1.1.5電力系統(tǒng)的接線方式和中性點接地方式1.1.1電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展 電磁感應(yīng)定律 法拉第，1831 世界上第一個完整的電力系統(tǒng) 1882，法國 三相變壓器和三相異步電動機(jī)18

4、91 直流電力系統(tǒng)和交流電力系統(tǒng)愛迪生和西屋1.1.2電力系統(tǒng)的組成 電力系統(tǒng)發(fā)電廠、輸電和配電網(wǎng)絡(luò)、用戶 電網(wǎng)、電力系統(tǒng)和動力系統(tǒng) 一次設(shè)備和二次設(shè)備1.1.3 電力系統(tǒng)的特點和運(yùn)行的基本要求 電力系統(tǒng)的特點1 電能與國民經(jīng)濟(jì)各部門、國防和日常生活之間的關(guān)系都很密切2 對電能質(zhì)量的要求比較嚴(yán)格3 電能不能大量儲存4 電力系統(tǒng)中的暫態(tài)過程十分迅速 運(yùn)行的基本要求1 可靠性 可以滿足用戶的用電需求：不斷電，頻率、電壓、波形 質(zhì)量符合要求 負(fù)荷按供電可靠性要求分為三類2 安全性 保證系統(tǒng)本身設(shè)備的安全。 要求電源容量充足，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理3 經(jīng)濟(jì)性%4 減小對環(huán)境的不利影響1.1.4電力系統(tǒng)的基本參量

5、、接線圖 衡量電力系統(tǒng)規(guī)模的基本參量總裝機(jī)容量額定有功功率之和年發(fā)電量最大負(fù)荷最高電壓等級 接線圖地理接線圖、電氣接線圖1.1.5電力系統(tǒng)的接線方式和中性點接地方式 接線方式 無備用接線 特點：簡單、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行方便靈活。 供電可靠性差，電能質(zhì)量差 有備用接線 特點：供電可靠，電能質(zhì)量高 運(yùn)行操作和繼電保護(hù)復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性差 中性點接地方式（小接地方式和大接地方式） 不接地 供電可靠性高，絕緣成本高。 110kv電網(wǎng)1.2我國的電力系統(tǒng)（1） 4個發(fā)展階段195x：城市電網(wǎng)196x：省網(wǎng)19701990：區(qū)域電網(wǎng)1990：區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián) 電力系統(tǒng)的規(guī)模2004 400GW2010 535GW2020

6、790GW1.2我國的電力系統(tǒng)（2） 電壓等級（KV） 發(fā)電機(jī) 3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 23.0 用電設(shè)備 3,6,10,35,110,220,330,500,750(60,154已不再發(fā)展）3 企業(yè)內(nèi)部 6、10配電電壓（6用于高壓電機(jī)負(fù)荷）110、220:高壓。110：區(qū)域網(wǎng)，中小電力系統(tǒng)主干線 220：大電力系統(tǒng)主干線330、500、750:超高壓 750:特高壓提高輸電電壓的利弊：減小載流截面和線路電抗，利于提高線路功率極限和穩(wěn)定性，增加絕緣成本1.2我國的電力系統(tǒng)（3） 電力系統(tǒng)的電壓與輸電容量和輸電距離線路電壓(kv)輸送容量(MV) 輸送距離(km) 6

7、0.10.241510 0.22.062035 2102050110105050150220100500100300330200800200600500100015002508501.2我國的電力系統(tǒng)（4） 額定電壓：發(fā)電機(jī)、變壓器、用電設(shè)備等正常運(yùn)行時最經(jīng)濟(jì)的電壓 在同一電壓等級中，電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)（發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、用電設(shè)備）的額定電壓各不相同。某一級的額定電壓是以用電設(shè)備為中心而定的。用電設(shè)備的額定電壓是其他元件的參考電壓。用電設(shè)備端壓允許在額定電壓UN的5%內(nèi)波動輸電線路的額定電壓為線路的平均電壓 UN(1+5%)+UN(1-5%)/2=UN1.2我國的電力系統(tǒng)（5）發(fā)電機(jī)的

8、額定電壓 UN(1+5%)變壓器的額定電壓為變壓器兩側(cè)的額定電壓，以變比表示為 k= U1N / U2Nv一次側(cè)直接與發(fā)電機(jī)相連： U1N = UN(1+5%)35kv 聯(lián)絡(luò)（相當(dāng)于用電設(shè)備）： U1N = UNv二次側(cè)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)空載 U2N = UN(1+5%) 帶負(fù)載 U2N = UN(1+10%)（內(nèi)部壓降約5%）Us%7.5或直接連負(fù)載時U2N = UN(1+5%)v額定電壓指主接頭的空載電壓 1.2我國的電力系統(tǒng)（6） 我國電力工業(yè)的發(fā)展方針 繼續(xù)續(xù)發(fā)展煤電廠，提高能源效率，減小環(huán) 境污染 加速水力資源的開發(fā)利用和水電廠的建設(shè) 發(fā)展核電技術(shù)并適度發(fā)展核電廠 開發(fā)風(fēng)力和潮汐等可再生能

9、源 加速建設(shè)輸、配、變電工程，西電東送，促 進(jìn)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，并最終形成全國電力系統(tǒng)例題 確定圖中電力系統(tǒng)各元件的額定電壓GMT1T2T3T410kv110kv35kv10kv6kv380vXG:10.5kvT1:10.5/121kv T2:110/38.5/11kv T3:35/6.3kv T4:10kv/400vM: 6kv L:220v第一章小結(jié) 電力系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)和用戶組成，是動力系統(tǒng)的一部分。由于電能不能大量儲存、暫態(tài)過程迅速，為保證可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性要求，需要合理地對電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計、運(yùn)行調(diào)度和故障恢復(fù)。 在同一電壓等級中，電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)的額定電壓各不相同。某一級的

10、額定電壓是以用電設(shè)備為中心而定的。 電力系統(tǒng)分析的任務(wù)是建立電力系統(tǒng)的等值模型，計算穩(wěn)態(tài)潮流，并確定故障和擾動對系統(tǒng)的影響。第二章電網(wǎng)等值 2.1 概述 2.2 輸電線路的等值電路 2.3 變壓器和電抗器的等值電路 2.4 發(fā)電機(jī)等值電路 2.5 負(fù)荷模型 2.6 電力網(wǎng)的等值電路 小結(jié)2.1 概述 本章計算電力線路和變壓器的等值電路 假定系統(tǒng)的三相結(jié)構(gòu)和三相負(fù)荷都完全對稱，即討論三相電流和電壓的正序分量。2.2 輸電線路的等值電路 2.2.1 輸電線路的種類架空線路由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子、金具組成電力電纜包括三部分：導(dǎo)體、絕緣層、保護(hù)層 2.2.2 架空線路的等值電路分布參數(shù)與集中參數(shù)

11、單導(dǎo)線線路分裂導(dǎo)線單回線路的等值電路（1）有效電阻 交流電阻，一般大于直流電阻。 原因：集膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)電力網(wǎng)計算中常采用較大的電阻率。 原因：絞線長度比導(dǎo)線長度大23%， 實際截面小于額定截面， 交流電阻略大于直流電阻。0/rS0/rS0/ (/)rSkm 電阻（20 ）101(20)(/)rrtkm銅0.00382/鋁0.0036/ 單回線路的等值電路（2） 電抗導(dǎo)線流過交流電流時，由于導(dǎo)線的內(nèi)部和外部交變磁場的作用而產(chǎn)生電抗。循環(huán)換位的三相輸電線路每相導(dǎo)線單位長度的電抗為402(4.6lg0.5) 10 (/)eqrDxfkmr單回線路的等值電路（3）vDeq 為三相導(dǎo)線間的互幾何間距

12、vr 為導(dǎo)線的計算半徑v r 為導(dǎo)線材料的相對導(dǎo)磁系數(shù)，有色金屬的相對導(dǎo)磁系數(shù)為1v第一項為外電抗，第二項為內(nèi)電抗3123eqDD D D00.1445lg0.0157(/)eqrDxkmr單回線路的等值電路（4）v導(dǎo)線電抗與r成對數(shù)關(guān)系。對不同截面的導(dǎo)線，當(dāng)Deq為常數(shù)時，電抗變化不大，工程上常取x0=0.4 /km。00.1445lg(/)eqsDxkmDvDs為導(dǎo)線的自幾何均距非鐵磁材料單股線Ds=0.779r 非鐵磁材料多股線Ds=0.7240.771r 鋼芯鋁線Ds=0.770.9r,計算中常取0.81r單回線路的等值電路（5） 電納由導(dǎo)線間的電容和導(dǎo)線與大地間的電容決定。電容電納電

13、纜線路的電納比架空線路大得多600.02410 (/)lg/eqcF kmDr607.5810 ( /)lg/eqbS kmDr單回線路的等值電路（6） 電導(dǎo)反映由電暈現(xiàn)象和絕緣子泄露引起的有功功率損耗電暈：導(dǎo)線周圍的電場強(qiáng)度超過2.1kv/cm時，導(dǎo)線周圍會發(fā)生空氣電離現(xiàn)象，產(chǎn)生光環(huán)，發(fā)出放電聲。危害：消耗電能、干擾通信、表面腐蝕電暈產(chǎn)生的有功功率損耗稱為電暈損耗。110kv以上線路與電壓有關(guān)的有功功率損耗主要由電暈損耗引起。單回線路的等值電路（7） 架空線路產(chǎn)生電暈的臨界線電壓 ， m1 : 導(dǎo)線表面光滑系數(shù)。單股線=1，對絞線=0.830.87 m2：氣象系數(shù)。干燥晴朗=1，惡劣天氣=0

14、.8 ： 空氣相對密度 b ： 大氣壓力（Pa）(一個大氣壓為101325帕) ： 空氣溫度（） 1249.3lgeqcrDUm mrr3.92 b=1333.22 (273+ )單回線路的等值電路（8） 關(guān)于電暈損耗的測量和計算是高電壓技術(shù)討論的內(nèi)容。 輸電線路電暈損耗（包括泄漏損耗）對應(yīng)的電導(dǎo)為20( /)gPgS kmU單回線路的等值電路（8） 線路方程及等值電路線路每相的等值參數(shù)是沿線路均勻分布的。1U2UlxdxxIxU1z dx1y dxxxId IxxUdU111zrjx111ygjb單回線路的等值電路（9） 距離線路末端x處，壓降和電流增量為11xxxxdIU ydxdUI z

15、dx11/xxxxdI dx U ydU dx I z221 1221 1/xxxxd I dxzy Id U dxzyU2222sinhcoshcoshsinhxxcUIxIxZcUUxI Zx單回線路的等值電路（10） 線路的傳播系數(shù)實部反映行波振幅的衰減特性，虛部反映行波相位的變化特性 線路的特征阻抗（也稱波阻抗）11/( )cZzy11jz y單回線路的等值電路（11） 無損線路的自然功率自然功率用來衡量線路的輸電能力，一般20kv以上線路的輸電能力大致接近自然功率 行波波長波長時（1500km），兩端相位差9022ecUPZ11112216000kmLCfLC單回線路的等值電路（12

16、） 線路的 型等值電路x=l 時，1U2U z1212coshsinh1sinhcoshclZlUUllIIZc2Y2Y1U2U2Y2Y單回線路的等值電路（13） Z=Z1l， Y=Y1lsinhtanh22lZZllYYl單回線路的等值電路（14） 等值電路 短線路（35kv,100km的架空線路、短電纜線路） 中等長度線路（ 110330kv,100300km架空線路、330kv, 300km架空線路、100km電纜線路）1U2U1U2U2bBjKrxK RjK X2bBjK2112211111211131()6112rxblKx br blKx bxlKx b分裂導(dǎo)線 采用分裂導(dǎo)線可增加

17、導(dǎo)線的等值半徑 電阻減小 電抗減小 電導(dǎo)減小00/brrn00.01570.1445lg0.1445lg( /)eqeqreqsbDDxkmrnD112131neqndd dd20( /)gPgS kmU1nnsbseqDD d分裂導(dǎo)線 電納增大 電暈臨界電壓增大1249.3lgeqcrneqDUm mrfr12(1)sinnnfrndn607.5810 ( /)lg/eqeqbS kmDr1nneqeqrrd2.3 變壓器和電抗器的等值電路 雙繞組三相變壓器等值電路參數(shù)歸算到變壓器的一側(cè)，用哪一側(cè)的額定電壓，結(jié)果就歸算到哪一側(cè)2220022%1000100%1000100kNkNTTNNNT

18、TNNPUUURXSSPISGBUU2.3 變壓器和電抗器的等值電路 三繞組三相變壓器用等值的Y/Y接線來分析，并用一相等值電路來反映三相運(yùn)行情況額定容量比有三類：100/100/100， 100/100/50， 100/50/100各繞組的容量比按電壓從高到低排列。三繞組變壓器的容量指容量最大的繞組的容量。其他繞組的容量是相對于該繞組的容量而言。2.3 變壓器和電抗器的等值電路 電阻額定容量比為100/100/100時1(1 2)(1 3)(2 3)2(1 2)(2 3)(1 2)3(1 3)(2 3)(1 2)()/2()/2()/2kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP2221

19、23123222,100010001000KNKNKNTTTNNNP UP UP URRRSSS2.3 變壓器和電抗器的等值電路v上述的Pk與額定容量相對應(yīng)。額定容量比為100/100/50，100/50/100時，廠方給出的各繞組間銅耗指容量較小的繞組達(dá)到本身的額定電流時的損耗，需歸算到額定容量下。2.3 變壓器和電抗器的等值電路v額定容量比為 100/50/100 100/100/50(1 2)(1 2)22(2 3)(2 3)321(3 1)(3 1)3()()KKNKKNNKKNPPSPPSSPPS21(1 2)(1 2)222(2 3)(2 3)3(3 1)(3 1)()()NKKN

20、NKKNKKSPPSSPPSPP2.3 變壓器和電抗器的等值電路 電抗（廠方一般提供已折算數(shù)據(jù)）1(1 2)(1 3)(2 3)2(1 2)(2 3)(1 2)3(1 3)(2 3)(1 2)%(%)/2%(%)/2%(%)/2kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUU222123123%,100100100KNKNKNTTTNNNUUUUUUXXXSSS2.3 變壓器和電抗器的等值電路 激磁支路導(dǎo)納與雙繞組三相變壓器計算方法一樣0022%1000100NTTNNPISGBUU例 一臺三相三繞組降壓變壓器的額定電壓為一臺三相三繞組降壓變壓器的額定電壓為220/121/11kV,額定容量為

21、額定容量為120/120/60MVA。 短路損耗短路損耗 短路電壓百分?jǐn)?shù)短路電壓百分?jǐn)?shù) 空載損耗空載損耗 空載電流百分?jǐn)?shù)空載電流百分?jǐn)?shù) 求變壓器歸算到求變壓器歸算到220KV側(cè)的參數(shù)側(cè)的參數(shù)(1 2)601SPKW(1 3)182.5SPKW(2 3)132.5SPKW(1 2)%14.85Su(1 3)%28.25Su(2 3)%7.96Su0%0.663I0135PKW2.3 變壓器和電抗器的等值電路 雙繞阻單相變壓器銘牌給出的容量、損耗 都是一相的數(shù)值，計算參數(shù)時，要乘以3，UN仍用線電壓。 三繞阻單相變壓器與雙繞阻單相變壓器一樣，SN ,PK，P0都乘以3，UN仍用線電壓。2.3 變壓

22、器和電抗器的等值電路 自耦變壓器等值電路與三繞阻變壓器相同。第三繞阻容量較小，一般短路數(shù)據(jù)未經(jīng)折算。(1 2)(1 2)2(2 3)(2 3)32(3 1)(3 1)3()()KKNKKNNKKNPPSPPSSPPS(1 2)(1 2)(2 3)(2 3)3(3 1)(3 1)3%()%()%KKNKKNNKKNUUSUUSSUUS2.3 變壓器和電抗器的等值電路 電抗器3%100100%1003rNRrrrNrNrRrNIXXXUUXXI2.4 發(fā)電機(jī)等值電路 忽略定子繞組的電阻 用電勢源與電抗串聯(lián)表示2.5 負(fù)荷模型 綜合負(fù)荷:變電所用戶的等值負(fù)荷 負(fù)荷模型靜態(tài)模型動態(tài)模型2.6電力網(wǎng)的等

23、值電路 基本級多電壓級網(wǎng)中各元件處于不同的電壓等級，元件參數(shù)在所處電壓等級求得，需歸算到同一個電壓等級稱為基本級K:向基本級一側(cè)的電壓/待歸算一側(cè)的電壓例（教案25頁)2212122212121212()()/()/()()/()RR K KXXK KGGK KBBK KUU K KIIK K2.6電力網(wǎng)的等值電路 有名制與標(biāo)么制標(biāo)么值=有名值/基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值：4個基準(zhǔn)值中只有兩個可以任選線電壓和三相功率相電壓和單相功率3333ppUZIUSUIS.333331/BBBB Bp B BpBB BpBBSU IUISUZ IUZY2.6電力網(wǎng)的等值電路 ZB是一相阻抗的基準(zhǔn)相值 不同基準(zhǔn)下，阻抗標(biāo)

24、幺值的換算*2()*2/NN BNNBBBZZ ZZSUZZ ZZSU*22/(/)/(/)BNBBNNZZ ZZS USU答疑 什么是變壓器的容量?變壓器的容量指容量最大的那個繞組的容量2.6電力網(wǎng)的等值電路 建立標(biāo)幺值電路的兩種方法（方法方法1）先歸算到一個電壓級，再用 一組基準(zhǔn)值得到標(biāo)幺值電路（方法方法2）計算各個電壓等級的基準(zhǔn) 值，然后直接用有名值計算 標(biāo)幺值電路共同點：都要先確定電壓基準(zhǔn)和功率基準(zhǔn)2.6電力網(wǎng)的等值電路（方法方法2）計算各個電壓等級的基準(zhǔn) 值，然后直接用有名值計算 標(biāo)幺值電路 每一級的基準(zhǔn)值為2122121212/()()/()()BBBBBBBBBBZZK KYYK

25、 KUUK KIIK KSS2.6電力網(wǎng)的等值電路 （方法方法2）確定每一級基準(zhǔn)電壓的依據(jù)是什么?非標(biāo)準(zhǔn)變比的概念：變比的標(biāo)幺值確定每一級基準(zhǔn)電壓的依據(jù)：變比的標(biāo)幺值=1例（教案28頁）2.6電力網(wǎng)的等值電路問題： 圖：電網(wǎng)中出現(xiàn)閉環(huán) 解決辦法：用線路的平均額定電壓作為基準(zhǔn)電壓，相應(yīng)的，變壓器的變比稱為平均額定變比平均額定電壓（教案24頁）例：采用平均額定變比計算網(wǎng)絡(luò)等值電路（教案25頁）2.6電力網(wǎng)的等值電路這是一種近似計算方法,誤差較小.用線路的平均額定電壓作為基準(zhǔn)電壓以后,不需要知道其它變壓器的信息,只根據(jù)局部電網(wǎng)的電壓等級就可以計算出本地電網(wǎng)中各個元件的標(biāo)幺值了.2.6電力網(wǎng)的等值電路

26、作業(yè)：對上例中的系統(tǒng)，以6KV為基本級，功率基準(zhǔn)為100MVA，計算（1）采用額定變比的等值電路和標(biāo)幺值電路（2）采用平均額定變比的等值電路和標(biāo)幺值電路第二章小結(jié) 單位長度電力線路電阻、電抗、電導(dǎo)、電納的物理意義和計算方法。 線路的電暈臨界電壓。 三類線路的單相等值電路。 變壓器等值電路參數(shù)。 多電壓級網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和變量的歸算方法。 標(biāo)么值的定義和計算方法。第三章電力系統(tǒng)潮流計算 3.1電力網(wǎng)的電壓降落和功率損耗 3.2輸電線路的運(yùn)行特性 3.3簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算 3.4 電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 小結(jié)3.1電力網(wǎng)的電壓降落和功率損耗潮流計算：確定電網(wǎng)的電壓和功率分布3.1.1 電壓降落元件兩端電

27、壓的相量差。U1=U2+dU2 U2=U1-dU1222222222P RQ XP XQ RdUjUUUU 111111111PRQ XPXQ RdUjUUUU 縱分量和橫分量3.1電力網(wǎng)的電壓降落和功率損耗 電壓損耗 兩端電壓的數(shù)值差電壓偏移 實際電壓與額定電壓之差(百分比)電壓調(diào)整 線路末端空載電壓與負(fù)載電壓之差 功率損耗阻抗支路對地支路 線路 變壓器222222ZPQPQSRjXUU22111122YLSGUjBU22YTTTSG UjB U3.2輸電線路的運(yùn)行特性 空載運(yùn)行特性忽略電阻和電導(dǎo)時線路末端電壓高于始端電壓 輸電線路的傳輸功率極限1222BXUUU2222222P RQ XP

28、 XQ RdUjUU3.2輸電線路的運(yùn)行特性因為沒有有功功率損耗沒有有功功率損耗，所以線路輸送的有功功率無功功率（忽略第一式的橫分量）22122211cossinQ XP XUUjUUUjU1212sinU UPPX1222()UU UQX3.2輸電線路的運(yùn)行特性 提高線路輸送能力的途徑提高線路的電壓等級v原因:阻抗基準(zhǔn)值增大,電抗標(biāo)幺值減小v代價大減小線路的電抗v分裂導(dǎo)線v串聯(lián)電容器3.3簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算 輻射型網(wǎng)絡(luò)電壓降落公式中用到同一點的電壓和功率,實際電網(wǎng)中往往只知道負(fù)荷功率和供電節(jié)點的電壓,這時怎樣確定各點電壓和功率呢?運(yùn)算負(fù)荷的概念:節(jié)點電壓用線路額定電壓計算。例3.3簡單網(wǎng)絡(luò)的

29、潮流計算 例：輻射型網(wǎng)絡(luò)1234SL1SL2SL3已知節(jié)點1的電壓，節(jié)點2、3、4的負(fù)荷功率， 求： 節(jié)點2、3、4 的電壓， 各條線路的功率損耗， 以及節(jié)點1的注入功率。3.3簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算 計算例：V1=10.5KV234P2+jQ2求： 節(jié)點1的注入功率。1P3+jQ3P4+jQ4Z12Z23Z24S2=0.3+j0.2MVA, S3=0.5+j0.3MVA, S4=0.2+0.15MVA, Z12=1.2+j2.4, Z23=1.0+j2.0, Z24=1.5+j3.03.3簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算 閉式電力網(wǎng)電氣連接圖中存在閉合環(huán)路簡單環(huán)形網(wǎng)兩端供電網(wǎng)3.3簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算簡單環(huán)形網(wǎng)

30、GT-1T-2T-3L-1L-2L-31234563.3簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算 簡單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)計算步驟(1)網(wǎng)絡(luò)的簡化(2)用計算負(fù)荷計算功率分布(3)電壓損耗的計算(4)功率損耗的計算例3.3簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算兩端供電網(wǎng)T-1T-2T-3L-1L-2L-3123456G1G23.3簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算 兩端供電網(wǎng)1、概念:循環(huán)功率2、兩端供電網(wǎng)計算步驟(1)網(wǎng)絡(luò)的簡化(2)求功率分點(3)計算功率分布(4)電壓損耗的計算(5)功率損耗的計算例3.3簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算例 已知VA1,VA2，計算不計功率損耗和電壓損耗時的初始功率分布A1S2A2I2S1I1ZIZIIZIIISIIISIIIIISIII

31、IIII123.3簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算 例 簡單環(huán)形網(wǎng)可以看作特殊的兩端供電網(wǎng)3.3簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算例110KVZ3SBABGCZ2Z1SC Z1=2+j4歐，Z2=3+j6歐，Z3=4+j8歐SB=10+j5MVA，SC=30+j15MVA，求潮流分布和B點電壓3.3簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計算作業(yè) Z1=1.7+j3.8歐，Z2=0.68+j1.52歐，Z3=0.51+j1.14歐，Z4=0.9+j0.8歐SC=2.6+j1.6MVA，SD=0.6+j0.2MVASE=0.3+j0.16MVA 求潮流分布和最低的節(jié)點電壓。ABSEEZ1Z2Z3SCCDSD10.5 0KV10.4 0KVZ43.4電

32、力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)方程式節(jié)點類型： PQ,PV,平衡節(jié)點節(jié)點電壓方程：方程個數(shù)少于回路個數(shù)節(jié)點導(dǎo)納矩陣：n節(jié)點系統(tǒng) nxn矩陣功率平衡方程：求有功、無功功率偏差3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)方程式電壓降落公式：知道同一點的電壓和功率開式電力網(wǎng)：知道供電點電壓和負(fù)荷功率 數(shù)據(jù)不配套，需要反復(fù)計算實際的電力系統(tǒng)：節(jié)點已知量的類型有三種節(jié)點類型： PQ節(jié)點 m個 PV節(jié)點 n-m-1個 平衡節(jié)點 1個 哪些量需要計算？共n個節(jié)點3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)方程式物理量總個數(shù): 4 n已知量個數(shù) : 2 n PQ節(jié)點 PV節(jié)點 平衡節(jié)點 V

33、0 n-m-1 1 0 0 1 P m n-m-1 0 Q m 0 03.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)方程式未知量個數(shù): 2 n PQ節(jié)點 PV節(jié)點 平衡節(jié)點 V m 0 0 m n-m-1 0 P 0 0 1 Q 0 n-m-1 13.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)方程式節(jié)點電壓方程：共n個，方程個數(shù)少于回路個數(shù) I=YVI : n個節(jié)點的凈注入電流V: n個節(jié)點的電壓Y:節(jié)點導(dǎo)納矩陣, n n維 3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法例: n=4TL1L3L2123SG14G1G2SG2SL4SL13.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法等值電路和節(jié)點電壓方程Ty121234I

34、1I2I3I4y120y210y13y23y130y310y230y320y34y340y403.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法簡化電路y121234I1I2I3I4y13y23y10y20y34y30y403.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法節(jié)點電壓方程1110121312132212201213231323301323343433344034440000IUyyyyyyyyyyIUyyyyyyyIUyyyIU 3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法節(jié)點導(dǎo)納矩陣 對角元: 與節(jié)點相連的所有導(dǎo)納之和 非對角元: 支路導(dǎo)納的負(fù)值1012131213122012132313233013233434344034000

35、0yyyyyyyyyyYyyyyyyyyyy3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法節(jié)點i的凈注入功率 *iiiGLiiiiijijjiSSSPjQUIUYU3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法節(jié)點i的凈注入功率 ()()(cossin)(cossin)(sincos)jijjiijijjj iijijijijijj iijijijijijj iijijijijijj iUeGjB U eUU GjBjUU GBjUU GB3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法節(jié)點i的凈注入功率問題: 功率是用節(jié)點電壓的幅值和相角表示的, 共含有多少個未知量?(cossin)(sincos)iijijijijijj iiijijij

36、ijijj iPUU GBQUU GB3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法未知量12112,.,.,nmV VV 3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法功率平衡方程組 * 對PQ節(jié)點和PV節(jié)點可列出n-1個有功 功率方程*對PQ節(jié)點可列出m個無功功率方程 n+m-1個方程聯(lián)立,求解n+m-1個未知量.(cossin),11(sincos),1iijijijijijj iiijijijijijj iPUU GBinQUU GBim 3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法功率平衡方程組求出n-1個節(jié)點的電壓幅值和相角以后，所有節(jié)點的電壓幅值和相角都已確定，然后計算 * n-m-1個PV節(jié)點的無功功率*平衡節(jié)點的有功功率

37、和無功功率.(cossin),(sincos),1iijijijijijj iiijijijijijj iPUU GBinQUU GBmin 3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法功率平衡方程組：有功功率 .11211211111111( ,.,.,)(cossin)0nmjjjjjjfV VVPPUUGB 21211222222222( ,.,.,)(cossin)0nmjjjjjjfV VVPPUUGB 1121121111,1,1,1,1( ,., ,.,)(cossin) 0nnmnnnjnjnjnjnjj nfV VVPPUU GB 3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法功率平衡方程組：無功功率 .

38、1211211111111( ,.,.,)(sincos)0nnmjjjjjjfV VVQQUUGB 11211222222222( ,.,.,)(sincos)0nnmjjjjjjfV VVQQUUGB 112112,1,( ,., ,.,)(cossin) 0n mnmmmmjm jm jnjm jj mfV VVQQUU GB 3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法功率平衡方程組計算機(jī)計算潮流就是求解這個方程組.1112212111000000nnnnn mmfPfQfPfQfPfQ 3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法功率平衡方程組方程組簡記為 f(x)=0,12112,nmxVVVV12112()

39、nmPPPPfxQQQQ3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法在解附近二次收斂單變量非線性方程的求解多變量非線性方程組的求解Jacobi矩陣修正方程：求節(jié)點電 壓修正量3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法單變量非線性方程的求解f(x)0 xx(0)x(1)x(2)x(3)f(x(0)f(x(1)f(x(2)f(x(3)3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法單變量非線性方程的求解初值：x(0)(0)(0)(0)(0)2(0)(0)x(0)(0)xf(x*)=0 =f(x+ x)df(x)(0) = f(x)+ xdxdf(x)f(x)

40、+ xdxxO3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法單變量非線性方程的求解(0)-1(0)(0)xdf(x)xf(x) dx (1)(0)(0)xxx3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法單變量非線性方程的求解k=0,1,2,.中止條件:|x(k+1)-x(k)|(k)-1(k)(k)xdf(x)xf(x) dx (k+1)(k)(k)xxx3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法多變量非線性方程的求解初值：x(0)=x1(0) ，x2(0) ， xn+m-1(0) T(0)(0)(0)i(0)(0)i(0)(0)(0)iii1212x

41、x2(0)in+m-1n+m-1xf (x*)=0i=1,2,.,n+m-1 =f (x+ x)f (x)f (x) = f (x)+ x+ xxxf (x)(0)+. xxxO3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法多變量非線性方程的求解(0)n+m-1(0)(0)iijj=1jxf (x)f (x)+ x0,x1,2,.,1inm3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法多變量非線性方程的求解(0)11112n+m-1(0)(0)11222(0)(0)2212n+m-1(0)n+m-1n+n+m-1n+m-1n+m-112n+m-1xf (x)f (x)f

42、 (x)xxxf (x)xf (x)f (x)f (x)f (x)xxxx+f(x)xf(x)f(x)f(x)xxx(0)m-103.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法多變量非線性方程的求解(0)(0)(0)xf(x)+Jx03.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法多變量非線性方程的求解(0)(0)-1(0)xxJf(x) (1)(0)(0)xxx3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法多變量非線性方程的求解 k=0,1,2,. 中止條件:|x(k+1)-x(k)|(k)(k)-1(k)xxJf(x) (k+1)(k)(k)xxx3.4電

43、力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法修正方程：求節(jié)點電 壓修正量（功率平衡方程組見106頁）(k)(k)-1(k)xxJf(x) (k+1)(k)(k)xxx3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法修正方程：求節(jié)點電 壓修正量J矩陣：(n-1) (n-1)(n-1) m(n+m-1) (n+m-1)m (n-1)m mHNJ=KL,PPHNVQQKLV3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法修正方程：求節(jié)點電 壓修正量222,(sincos)()/,(cossin),(cossin),(iiiiiiiiijijijijijijijiiiiiii

44、iiijiijijijijijiiiiiiiiijijijijijijijiiiiPPHQB VHVV GBPPNPG VVNV GBVVQQKPG VKVV GBQLQV 2)/,(sincos)iiiiiiijiijijijijjPB VVLV GB 3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法功率平衡方程組取每次迭代的修正量為1211122,/nmmxVVVVVV3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.2 牛頓-拉夫森法修正方程：求節(jié)點電壓修正量J矩陣各塊的維數(shù)不變：(n-1) (n-1)(n-1) m(n+m-1) (n+m-1)m (n-1)m mHNJ=KL3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4

45、.2 牛頓-拉夫森法元素在形式上較相似：222,(sincos),(cossin),(cossin),iiiiiiiiijijijijijijijiiiiiiiiijijijijijijijiiiiiiiiijijijijijijijiiiiiiPPHQB VHVV GBPPNPG VNVV GBVVQQKPG VKVV GBQLQBV 2,(sincos)iiiijijijijijijjPVLVV GB 3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法計算步驟：開始電網(wǎng)等值，形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣置電壓幅值、相位初值計算J矩陣和電壓修正量最大不平衡功率足夠小？計算平衡節(jié)點功率，PV節(jié)點無功功率和線路損耗功率YN3.

46、4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法 3.4.3 大作業(yè)任務(wù):用牛頓-拉夫森法計算一個4機(jī)系統(tǒng)的 潮流編寫計算程序完成程序調(diào)試給出計算結(jié)果交上程序和結(jié)果（可以是電子文件）總成績中大作業(yè)占10分第三章小結(jié)本章的重點內(nèi)容為電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、電壓調(diào)整、運(yùn)算負(fù)荷功率、運(yùn)算電源功率等概念電力線路和變壓器中電壓降落和功率損耗的計算輻射型網(wǎng)、簡單環(huán)網(wǎng)和兩端供電網(wǎng)的潮流計算牛頓-拉夫森法計算復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流第四章 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整和控制 問題電力系統(tǒng)中各臺發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率怎么確定出來?確定變壓器變比的依據(jù)是什么?第四章 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整和控制 4.1電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整 4.2電力系統(tǒng)

47、無功功率和電壓調(diào)整 小結(jié)4.1電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整 有功功率和頻率調(diào)整的基本概念 電力系統(tǒng)的頻率特性 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 各類發(fā)電廠的合理組合 電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配4.1.1有功功率和頻率調(diào)整的基本概念 頻率變化對電力系統(tǒng)的影響用戶側(cè)v 異步電動機(jī)的空載轉(zhuǎn)速v 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)荷的電動機(jī)功率v 電子設(shè)備的計時供電側(cè)v 電廠鍋爐與水泵、風(fēng)機(jī)v 汽輪機(jī)的額定轉(zhuǎn)速與共振v 變壓器的勵磁電流增加4.1.1有功功率和頻率調(diào)整的基本概念 頻率與有功功率平衡MT角速度：原動機(jī)的機(jī)械功率ME 角速度：發(fā)電機(jī)的電磁功率MTME4.1.1有功功率和頻率調(diào)整的基本概念v允許的頻率偏差范圍 |f|0.5Hzv有功

48、功率平衡GLDLPPP4.1.1有功功率和頻率調(diào)整的基本概念 有功負(fù)荷的變化及其調(diào)整第一種負(fù)荷變化由調(diào)速器調(diào)整：頻率的一次調(diào)整第二種負(fù)荷變化由調(diào)頻器調(diào)整：頻率的二次調(diào)整第三種負(fù)荷變化電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)整4.1.1有功功率和頻率調(diào)整的基本概念 有功負(fù)荷的變化及其調(diào)整第一種負(fù)荷曲線第一種負(fù)荷曲線第二種負(fù)荷曲線第二種負(fù)荷曲線第三種負(fù)荷曲線第三種負(fù)荷曲線實際負(fù)荷曲線實際負(fù)荷曲線4.1.1有功功率和頻率調(diào)整的基本概念 備用容量：電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分最大負(fù)荷PM備用： 負(fù)荷備用：25% 事故備用：510% 檢修備用：45% 國民經(jīng)濟(jì)備用：35%總備用總備用：1520% PM熱備用冷備用4.1.2電

49、力系統(tǒng)的頻率特性 負(fù)荷的P-f靜態(tài)特性f=fN時，系統(tǒng)總有功負(fù)荷PDN頻率為f時： 穩(wěn)態(tài)時，稱為負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性201233()()().DDNDNDNDNNNNfffPaPaPa PaPfff0123.1aaaa4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 負(fù)荷靜態(tài)頻率特性的線性表示|負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)DDPKftg PDNfN4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 負(fù)荷的P-f靜態(tài)特性標(biāo)幺值形式 一般為13201233.DPaa fa fa fDDDNDNPPKffPf4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 負(fù)荷的P-f靜態(tài)特性例：系統(tǒng)負(fù)荷中30%與頻率無關(guān)， 40%與頻率一次方成正比， 10%與頻率二次方成正比， 2

50、0%與頻率三次方成正比。求系統(tǒng)頻率從額定頻率50Hz降到48Hz時，負(fù)荷功率變化的百分值，以及負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 發(fā)電機(jī)組的P-f靜態(tài)特性調(diào)速器蒸汽AOBDE4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 發(fā)電機(jī)組的P-f靜態(tài)特性蒸汽AOBDE4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 發(fā)電機(jī)組的P-f靜態(tài)特性蒸汽AOBDE4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 發(fā)電機(jī)組的P-f靜態(tài)特性fPGfNf0PGN124.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 發(fā)電機(jī)組的P-f靜態(tài)特性靜態(tài)調(diào)差系數(shù)（調(diào)差率） 物理意義：機(jī)組負(fù)荷改變時，頻率的偏移2121GGGfffPPP NGGNGfffPPP 4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性

51、 發(fā)電機(jī)組的P-f靜態(tài)特性機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率（發(fā)電機(jī)組的功頻靜特性系數(shù)） 物理意義：頻率發(fā)生單位變化時，機(jī)組輸出功率的變化量，1GGPKf 1GGPKf 4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 發(fā)電機(jī)組的P-f靜態(tài)特性調(diào)頻器蒸汽AOBDE4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 發(fā)電機(jī)組的P-f靜態(tài)特性fPGfNf0PGN124.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 電力系統(tǒng)的P-f靜態(tài)特性fPGf1f2P112P2PDPD0()DGDGDPPPKKfK f 4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 電力系統(tǒng)的P-f靜態(tài)特性 系統(tǒng)的功頻靜特性系數(shù)(單位調(diào)節(jié)功率)備用系數(shù)0()DGDGDPPPKKfK f 0DGDGNDNGDNNPKfKK

52、PPKKff 0/DDNNGNGDDNrGDPPKffPKKPk KK 4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 發(fā)電機(jī)組滿載時的P-f靜態(tài)特性：KG=0fPGf1f2PGmax124.1.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 頻率的一次調(diào)整: n臺發(fā)電機(jī)例 系統(tǒng)一半機(jī)組已滿載.火電機(jī)組占總?cè)萘康?/4,有10%的備用容量,單位調(diào)節(jié)功率為16.6;水電機(jī)組占總?cè)萘康?/4,有20%的備用容量,單位調(diào)節(jié)功率為25;負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)為1.5.求(1)系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率(2)負(fù)荷功率增加5%時的穩(wěn)態(tài)頻率(3)如果頻率允許降低0.2Hz,系統(tǒng)能增加多少負(fù)荷功率4.1.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 頻率的二次調(diào)整主調(diào)頻廠的選擇頻率的

53、二次調(diào)節(jié)過程4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 頻率的二次調(diào)節(jié)過程fPGf1f0PG112PG2PG3PDPD34.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 頻率的二次調(diào)節(jié)過程fPGf1f0PG112PG2PG3PDPD34.1.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整ABABPDAPGAPDBPGBPKAKB4.1.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整 A系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 B系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 A系統(tǒng)的負(fù)荷增量 B系統(tǒng)的負(fù)荷增量 A系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的二次 B系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的二次 調(diào)整增量 調(diào)整增量 AB系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線上的交換功率ABPDAPGAPDBPGBPKAKB4.1.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整()()

54、ADBGBBDAGAABABKPPKPPPKK()()DADBGAGBDGABABPPPPPPfKKKK 4.1.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整: 例ABABPKGA*=25KGB*=20KDA*=1.5KDB*=1.31500MW1000MW4.1.4各類發(fā)電廠的合理組合 各類發(fā)電廠的特點火電廠水電廠核電廠 各類發(fā)電廠在日負(fù)荷曲線上的負(fù)荷分配4.1.5電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配 發(fā)電機(jī)組的耗量特性FP比耗量比耗量發(fā)電廠的效率發(fā)電廠的效率耗量微增率耗量微增率F PP FtandF dP4.1.5電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配 經(jīng)濟(jì)分配的目標(biāo)函數(shù)和約束條件目標(biāo):能耗F最小約束條件:有功功率

55、平衡考慮網(wǎng)損忽略網(wǎng)損1()iniGiFF P11nmGLDjLijPPP11nmGLDjijPP4.1.5電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配 經(jīng)濟(jì)分配的目標(biāo)函數(shù)和約束條件約束條件:機(jī)組的最大和最小功率minmaxGiGiGiPPP4.1.5電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配 多個發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配 忽略網(wǎng)損時的有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配等微增量準(zhǔn)則iiGFP1212GGdFdFdPdP12120GGdFdFFPPdPdP 4.1.5電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配 多個發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配 考慮時的有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配經(jīng)過網(wǎng)損修正后的等微增量準(zhǔn)則:(負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配的協(xié)調(diào)方程式)11iiiLGGFPPP4.1.5電力系統(tǒng)有功功

56、率的經(jīng)濟(jì)分配 例 某電廠有三臺發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行。已知各機(jī)組的耗量特性和功率約束。不計網(wǎng)損。計算總負(fù)荷為600MW、400MW、700MW時的有功功率經(jīng)濟(jì)分配。21111222222333340.30.0007/ ,10020030.320.0004/ ,1202503.50.30.00045/ ,150300GGGGGGGGGFPPt hMWPMWFPPt hMWPMWFPPt hMWPMW4.1.5電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配 解 21111222222333340.30.0007/ ,10020030.320.0004/ ,1202503.50.30.00045/ ,150300GGGGGG

57、GGGFPPt hMWPMWFPPt hMWPMWFPPt hMWPMW11110.30.0014GGFPP22220.320.0008GGFPP33330.30.0009GGFPP1231233214.290.5720.64322.220.889GGGGGPPPPP4.1.5電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配 問題電力系統(tǒng)中各臺發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率怎么確定出來?實現(xiàn)系統(tǒng)有功功率平衡,使系統(tǒng)頻率維持在允許范圍之內(nèi),并且滿足一定的經(jīng)濟(jì)性確定變壓器變比的依據(jù)是什么?4.2電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整 電壓調(diào)整的必要性 電力系統(tǒng)的無功功率平衡 電力系統(tǒng)的電壓管理與調(diào)整 電力系統(tǒng)綜合調(diào)壓 電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)

58、分配4.2.1電壓調(diào)整的必要性 額定電壓4.2.2電力系統(tǒng)的無功功率平衡 電壓水平取決于無功功率的平衡無功功率負(fù)荷和無功功率損耗無功功率電源無功功率平衡無功平衡與電壓水平4.2.3電力系統(tǒng)的電壓管理與調(diào)整 電力系統(tǒng)允許的電壓偏移 中樞點的電壓管理電壓中樞點的概念 電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整三種方式：順調(diào)壓 逆調(diào)壓 常調(diào)壓4.2.3電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整 改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓 變壓器調(diào)壓固定變比變壓器 雙繞組變壓器的分接頭選擇（1）降壓變壓器 例（2）升壓變壓器 例 三繞組變壓器的分接頭選擇 例4.2.4電力系統(tǒng)綜合調(diào)壓 例: 降壓變壓器分接頭的選擇、 一個變電所由35KV線路供電。線路送電點電壓恒為36K

59、V.變壓器10KV母線上的最大負(fù)荷為8+j5MVA，最小負(fù)荷為4+j3MVA。要使10KV母線電壓在最大、最小負(fù)荷時的偏差不超過5%，試選擇變壓器的分接頭。4.2.4電力系統(tǒng)綜合調(diào)壓 例: 升壓變壓器分接頭的選擇。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示.最大負(fù)荷時母線2電壓為120KV,最小負(fù)荷時母線2電壓為114KV,發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)范圍為66.6KV.試選擇變壓器分接頭.4.2.5電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分配 例: 三繞組變壓器分接頭的選擇 圖中所示為三繞組變壓器的最大負(fù)荷功率。最小負(fù)荷功率為最大功率的一半。高壓母線在最大負(fù)荷時的電壓為112KV，最小負(fù)荷時的電壓為115 KV。中、低壓母線在最大、最小負(fù)荷時的允

60、許電壓偏移分別為0與+7.5%。試選擇高、中壓繞組的分接頭。4.2.3電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整有載調(diào)壓變壓器加壓調(diào)壓變壓器4.2.3電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整 無功功率補(bǔ)償調(diào)壓并聯(lián)補(bǔ)償串聯(lián)補(bǔ)償4.2.3電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整 無功功率的經(jīng)濟(jì)分配等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則例4.2.3電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整 例 兩發(fā)電廠聯(lián)合向負(fù)載供電。有功功率由兩個發(fā)電廠平均分擔(dān)。試確定無功功率的最優(yōu)分配。第四章小結(jié) 頻率特性 電壓中樞點 功率的經(jīng)濟(jì)分配第五章電力系統(tǒng)故障分析 故障類型：簡單故障/復(fù)合故障 短路故障/斷路故障 5.1電力系統(tǒng)短路的基本知識 5.2電力系統(tǒng)對稱故障分析 5.3電力系統(tǒng)不對稱故障分析 小結(jié)第五章電力系統(tǒng)故障分析5.1