第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算

第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算2023/12/28第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算第3章

簡單電力系統(tǒng)的潮流計算§3-1基本概念第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算潮流計算(Powerflow)電力系統(tǒng)中（各節(jié)點）電壓、（各支路）有功功率和無功功率的穩(wěn)態(tài)分布。計算目的服務(wù)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行與規(guī)劃設(shè)計；分析和評價電網(wǎng)運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)和可靠性。計算方法人工手算：適用于簡單系統(tǒng)；計算機(jī)：適用于所有簡單和復(fù)雜系統(tǒng)。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算一、負(fù)荷功率的表示方法j0§3-1基本概念第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算若負(fù)荷為容性，結(jié)果會怎樣？第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算二.電壓降落電壓降落：網(wǎng)絡(luò)元件首末兩端電壓的相量差。又：①②----一相阻抗----相電壓----單相功率代入得：第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算1.若已知末端電壓及末端功率、，求首端電壓且有為相位角，也稱功率角。和分別稱為電壓降落的縱分量和橫分量。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算2.若已知首端電壓及首端功率、，求末端電壓類似地，可得：且有,注意：此時第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算說明：前述式中的和均為同一側(cè)的值；若已知量為三相（單相、標(biāo)么）復(fù)功率和線（相、標(biāo)么）電壓，則結(jié)果為線（相、標(biāo)么）電壓之差。線路較短時兩端電壓相角差一般不大，可近似認(rèn)為：對于高壓輸電網(wǎng)，X>>R，即可忽略電壓降落的橫分量。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算交流線路功率傳輸與線路端電壓的關(guān)系第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算§3-1基本概念三.電壓損耗、電壓偏移（衡量電壓質(zhì)量的指標(biāo)）1.電壓損耗兩電壓的有效值之差（代數(shù)差）：用百分?jǐn)?shù)表示：2.電壓偏移實際電壓與額定電壓之差：用百分?jǐn)?shù)表示：第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算§3-1基本概念四.功率損耗1.電力線路的功率損耗①②已知末端，求阻抗中的功率損耗；同理，若已知首端和，則有第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算①②求導(dǎo)納中的功率損耗，；末端：首端：說明：上述4個式子對三相系統(tǒng)仍成立；式中為同一點（側(cè)）的值。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算①②電力線路中的功率計算（末端首端）第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算例①②已知？？解：第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算①②要求需先從已知端求電壓:即可求得，第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算§3-1基本概念四.功率損耗（基本思路同電力線路）2.變壓器的功率損耗可變損耗勵磁損耗（不變損耗）第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算§3-1基本概念五.運(yùn)算負(fù)荷功率和運(yùn)算電源功率（相對于某節(jié)點）1.運(yùn)算負(fù)荷（功率）2.運(yùn)算（電源）功率由該節(jié)點流出網(wǎng)絡(luò)（負(fù)荷取用或損耗掉）的等值功率；流出為正。由該節(jié)點注入網(wǎng)絡(luò)（電源提供）的等值功率；流入為正。某節(jié)點的運(yùn)算負(fù)荷實際上等于負(fù)的該節(jié)點的運(yùn)算功率。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算第3章

簡單電力系統(tǒng)的潮流計算§3-2開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算§3-2開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布電力系統(tǒng)的接線方式：開式、環(huán)形、兩端供電網(wǎng)開式網(wǎng)絡(luò)是電力網(wǎng)中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，網(wǎng)絡(luò)中任何一個負(fù)荷點都只能由一個方向獲取電能。開式網(wǎng)絡(luò)分為：統(tǒng)一電壓等級的開式網(wǎng)絡(luò)和多級電壓開式網(wǎng)絡(luò)第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算一.同一電壓等級開式網(wǎng)的計算1.計算網(wǎng)絡(luò)元件的參數(shù)用有名值或標(biāo)幺值表示元件參數(shù)；作出等值電路。---本節(jié)計算的核心基礎(chǔ)第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算2.潮流計算第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算其中利用電力線路和變壓器功率損耗及壓降公式直接計算。（1）已知，求功率：電壓：第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算功率：電壓：以上是針對已知末端參數(shù)求首端的情況，實際上是電壓、功率交替求解的過程；對于已知首端參數(shù)求末端，同理可求解。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算（2）已知末端、首端及，求由末端向首端逐段計算功率。注意：計算功率損耗時，公式中的電壓均由額定電壓代替，即由此將問題轉(zhuǎn)化為：已知的潮流計算。一定注意第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算a.反推功率：b.正推電壓：以上兩步驟只是完成第一輪的計算，為提高精度，可重復(fù)以上步驟，且在計算功率損耗時需利用前一輪b步驟求得的節(jié)點電壓值。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算總結(jié)：第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算說明：對于地方性開式網(wǎng)（≤35kV,≤20km）忽略網(wǎng)絡(luò)元件的并聯(lián)導(dǎo)納支路；忽略電壓降落的橫分量δU；忽略網(wǎng)絡(luò)的功率損耗；公式中用額定電壓代替實際電壓。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算§3-2開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布二.多電壓等級開式網(wǎng)的潮流計算第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算方法一：將ZT、L2的參數(shù)均歸算至L1側(cè)，化簡：第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算反推功率：遇到未知電壓時，用ULN1代替。正推電壓：最后：第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算方法二：將ZT歸算至L1側(cè)，第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算若已知首端電壓、末端功率，求潮流分布，則可化簡：令運(yùn)算負(fù)荷：則問題轉(zhuǎn)化為作為已知的潮流問題。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算反推功率：正推電壓：第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算第3章

簡單電力系統(tǒng)的潮流計算§3-3簡單閉式網(wǎng)的潮流計算第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算§3-3簡單閉式網(wǎng)的潮流計算一.兩端供電網(wǎng)計算步驟：1.計算各元件有名值（標(biāo)幺值）參數(shù)；2.作簡化的等值電路（求負(fù)荷節(jié)點的運(yùn)算負(fù)荷、電源節(jié)點的運(yùn)算功率）；3.求網(wǎng)絡(luò)功率的初分布；①不計網(wǎng)絡(luò)功率損耗②全網(wǎng)均為額定電壓（）第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算①不計網(wǎng)絡(luò)功率損耗②全網(wǎng)均為額定電壓列KVL（設(shè)未知變量為）:將代入上式整理得：將第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算兩端供電網(wǎng)中電源功率由兩部分組成：同理----供載功率----循環(huán)功率（大小取決于兩電源向量差和網(wǎng)絡(luò)總阻抗）①②驗算：若相等則進(jìn)而求：第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算4.由初分布確定網(wǎng)絡(luò)的功率分點；功率分點：網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中功率的匯集點，用▼表示。5.從功率分點將網(wǎng)絡(luò)打開成兩獨立開式網(wǎng)，將功率分點處的運(yùn)算負(fù)荷視情況分至兩開式網(wǎng)末端；▼▼注：以上各步驟均未計及功率損耗?。〉谌潞唵坞娏ο到y(tǒng)的潮流計算問題一：為什么能從功率分點打開網(wǎng)絡(luò)？（2）沿功率流向，功率分點電壓最低，電磁聯(lián)系最薄弱。問題二：有功分點、無功分點是否總是統(tǒng)一？以以下網(wǎng)絡(luò)的初分布情況為例：▽▼有功分點無功分點（1）其兩側(cè)功率互不影響；答：答：第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算問題三：如果像上述情況，兩個分點不統(tǒng)一，怎么辦？答：選擇從無功分點打開網(wǎng)絡(luò)。對于（超）高壓網(wǎng)絡(luò)，，決定壓降的大小，有，無功功率Q引起的變化大，網(wǎng)絡(luò)中無功的流動對壓降起著決定性作用。一般地，無功分點是網(wǎng)絡(luò)中電壓最低點，即是電磁聯(lián)系最薄弱的地方。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算6.重新計及功率損耗，求兩個已知末端功率和首端電壓的開式網(wǎng)的潮流（其中未知電壓由線路額定電壓代替）。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算說明：實際電力網(wǎng)中多半是均一網(wǎng)絡(luò)（各線段電阻與電抗的比值相等，或者各線段單位長度參數(shù)相同）。

對于均一網(wǎng)，可用各線段的實際長度代替各段阻抗，來求取網(wǎng)絡(luò)功率初分布，從而大大簡化計算（力矩法）。假設(shè)三段線路長度分別是，分布參數(shù)為，則有第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算二.多電壓等級閉式網(wǎng)的潮流計算（難點）1.兩臺變壓器并聯(lián)時的功率分布（升壓變）求B為高壓側(cè)，若將歸算至高壓側(cè)，則問題可轉(zhuǎn)化為---已知：求若第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算⑴從A點打開網(wǎng)絡(luò)，得到一個兩端供電網(wǎng)。⑵不計功率損耗的功率初分布：式中，為變壓器高壓側(cè)線路的額定電壓。驗算：記為環(huán)路電勢，則循環(huán)功率其方向同環(huán)路電勢。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算產(chǎn)生循環(huán)功率的原因：單一環(huán)網(wǎng)中變壓器變比不匹配（）；的求解：a.去掉所有負(fù)荷（使系統(tǒng)空載）；b.選取的方向；c.在基本級取一個斷口；d.從已知電壓的節(jié)點開始，經(jīng)過變壓器，推算斷口兩側(cè)電壓。第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算⑶確定功率分點，打開成兩獨立開式網(wǎng)：▼則問題轉(zhuǎn)化為----已知：首端末端求：潮流分布。反推功率時用來計算。）（要重新計及功率損耗；第三章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算2.多電壓等級閉式網(wǎng)潮流計算的步驟⑴計算元件參數(shù)，歸算至統(tǒng)一電壓等級下；⑵繪制簡化的等值電路（求各負(fù)荷節(jié)點的運(yùn)算負(fù)荷、各電源節(jié)點的運(yùn)算功率）；⑶求變壓器變比匹配時網(wǎng)絡(luò)供給實際負(fù)荷時的供載功率；⑷求變壓器變比不匹配時不計負(fù)荷情況下網(wǎng)絡(luò)中的循環(huán)功率；⑸將⑶、⑷中的功率進(jìn)行疊加（注意循環(huán)功率方向），得到功率初分布