ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算

ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算2024/3/24ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算第三章輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算難點(diǎn)：1、對簡單輻射式網(wǎng)，當(dāng)已知不是同一節(jié)點(diǎn)的功率和電壓時(shí)，用逐段推算法確定其他節(jié)點(diǎn)電壓和傳輸功率的方法；2、環(huán)網(wǎng)及兩端供電網(wǎng)的分解；2024/3/242ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算3-1電力網(wǎng)的電壓降落和功率損耗一、網(wǎng)絡(luò)元件的電壓降落1.電壓降落元件首、末端兩點(diǎn)電壓的相量差。圖3-1網(wǎng)絡(luò)元件的一相等值電路2024/3/243ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算相量圖分析I2RI2X2024/3/244ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算電壓降落分量電壓降落縱分量：電壓降落橫分量求首端電壓腳標(biāo)一致I2RI2X2024/3/245ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算求末端電壓I1XI1R2024/3/246ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算I2XI2R2024/3/247ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算計(jì)算電壓降落分量注意：公式中各物理量為同一點(diǎn)的線路功率與電壓的關(guān)系高壓輸電線路X>>R無功流動方向與電壓高低有關(guān)；有功流動方向與電壓相位差有關(guān)。2024/3/248ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算2.電壓損耗(kV)3.電壓偏移G電壓降落、電壓損失和電壓偏移適用于線路、變壓器。2024/3/249ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算二、功率分布和功率損耗1、輸電線路的功率損耗jB/2jB/2圖3-3線路的等值電路共軛2024/3/2410ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算用功率表示功率損耗同一點(diǎn)jB/2jB/2圖3-3線路的等值電路2024/3/2411ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算線路總功率損耗：線路的電能損耗最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax、cosφ

最大負(fù)荷損耗時(shí)間jB/2jB/2圖3-3線路的等值電路2024/3/2412ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算2、變壓器功率損耗的計(jì)算

由等值電路參數(shù)計(jì)算變壓器的等值電路2024/3/2413ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算2、變壓器功率損耗的計(jì)算由實(shí)驗(yàn)技術(shù)參數(shù)

變壓器的電能損耗2024/3/2414ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算結(jié)論：1、電壓損耗和功率損耗計(jì)算公式既適用于單相，也適用于三相；2、線路輸電效率:2024/3/2415ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算例1某220kV單回架空線路，長度為200km，導(dǎo)線參數(shù)為r0=0.108

/km,x0=0.42

/km,b0=2.66*10-6S/km。已知其始端輸入功率為120+j50MVA,始端電壓為240kV。求末端電壓及功率、線路的傳輸效率。解：jB/2jB/2220kV線路的等值電路2024/3/2416ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算已知端jB/2jB/2220kV線路的等值電路待求端2024/3/2417ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算末端電壓：jB/2jB/2220kV線路的等值電路流經(jīng)線路2024/3/2418ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算jB/2jB/2220kV線路的等值電路末端功率：線路的傳輸效率2024/3/2419ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算例2有一臺雙繞組變壓器，額定容量為SN=31.5MVA,電壓比為110kV/10.5kV,短路損耗Pk=190kW,短路電壓百分?jǐn)?shù)Uk%=10.5,空載損耗P0=25kW，空載電流百分?jǐn)?shù)I0%=0.8,通過變壓器的簡化持續(xù)負(fù)荷曲線如圖所示，全年負(fù)荷功率及功率因數(shù)見表。求：（1）通過變壓器負(fù)荷的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)；（2）求變壓器全年的電能損耗（設(shè)低壓母線電壓保持10.5kV不變）2024/3/2420ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算P1P2P30200065008760t/hP/MWcos

P10.9SN0.9P20.7SN0.85P30.5SN0.8解：最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)2024/3/2421ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算變壓器全年電能損耗P1P2P30200065008760t/h2024/3/2422ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算3-2輸電線路的運(yùn)行特性一、輸電線路的空載特性已知？jB/2jB/2圖3-3線路的等值電路2024/3/2423ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算末端空載電壓與線路長度的關(guān)系對于300Km以內(nèi)用集中參數(shù)表示線路等值電路時(shí)，線路末端空載電壓的升高與線路長度平方成正比。更長線路高壓輸電線路空載or輕載時(shí)，產(chǎn)生末端電壓升高的現(xiàn)象。預(yù)防措施：線路末端并聯(lián)電抗補(bǔ)償線路電容電流。r1=0,g1=02024/3/2424ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算二、輸電線路的傳輸功率極限P1、提高電壓等級；2、減少線路電抗。？不計(jì)線路電阻R和并聯(lián)電納B，Pmax=U1U2/X2024/3/2425ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算結(jié)論：

線路傳輸?shù)挠泄β逝c電壓相位差θ有關(guān)；

有功功率的傳輸方向：由電壓相位超前一端向電壓相位滯后一端傳送。

線路傳輸?shù)牡臒o功功率隨著兩端電壓之差而變化；

無功功率傳輸方向：由電壓高的一端向電壓低的一端流動。2024/3/2426ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算三、輸電線路的自然功率

P27長度超過300km的架空線路超過100km的電纜線路2024/3/2427ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算入射波反射波輸電線路的自然功率由入射波送到線路末端的功率將完全為負(fù)荷所吸收，這時(shí)負(fù)載阻抗消耗的功率稱為自然功率。2024/3/2428ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算自然功率用來衡量長距離輸電線路的輸電能力。一般220kV級以上架空線路的輸電能力大致接近自然功率。提高額定電壓和減少波阻抗都可以增大自然功率。P282024/3/2429ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算小結(jié)2、功率損耗/輸電效率3、輸電線路傳輸功率極限1、電壓降落/電壓損失/電壓偏移2024/3/2430ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算1、電壓降落/電壓損失/電壓偏移2024/3/2431ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算2、功率損耗/輸電效率2024/3/2432ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算2、功率損耗/輸電效率2024/3/2433ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算3、輸電線路傳輸功率的極限4、輸電線路的自然功率2024/3/2434ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算潮流計(jì)算意義電力系統(tǒng)分析計(jì)算中最基本的一種：規(guī)劃、擴(kuò)建、運(yùn)行方式安排定義根據(jù)給定的運(yùn)行條件求取給定運(yùn)行條件下的節(jié)點(diǎn)電壓和功率分布所需知識

(1)根據(jù)系統(tǒng)狀況得到已知元件：網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷、發(fā)電機(jī)

(2)電路理論：節(jié)點(diǎn)電流平衡方程

(3)非線性方程組的列寫和求解2024/3/2435ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算潮流計(jì)算歷史手工計(jì)算：近似方法計(jì)算機(jī)求解：嚴(yán)格方法

introduction

已知條件負(fù)荷功率發(fā)電機(jī)電壓

example

2024/3/2436ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算已知條件負(fù)荷功率發(fā)電機(jī)電壓

求解

所發(fā)功率所發(fā)功率以及各母線電壓（幅值機(jī)相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布及功率損耗等2024/3/2437ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算3-3簡單輻射網(wǎng)絡(luò)和閉式網(wǎng)絡(luò)

的潮流估算方法一、輻射網(wǎng)絡(luò)的潮流估算已知首端電壓、末端負(fù)荷1、畫等值電路①參數(shù)歸算法2024/3/2438ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算1、畫等值電路②理想變壓器模型③π型等值電路2024/3/2439ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算2、計(jì)算運(yùn)算負(fù)荷2024/3/2440ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算3、前推功率分布計(jì)算設(shè)各點(diǎn)電壓為網(wǎng)絡(luò)額定電壓2024/3/2441ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算3、前推功率分布計(jì)算各點(diǎn)電壓為網(wǎng)絡(luò)額定電壓2024/3/2442ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算4、后代進(jìn)行電壓分布計(jì)算線路上流動的功率、電壓為同一點(diǎn)的值2024/3/2443ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算Abcdefgh

樹狀網(wǎng)絡(luò)前推計(jì)算始端功率及全網(wǎng)功率分布（假定各母線為額定電壓）?；卮?jì)算用求得的始端功率和已知的始端電壓；線路末端電壓和全網(wǎng)功率分布。用求得的末端的電壓重復(fù)上述計(jì)算過程。精度判斷：如果各線路功率與前一次計(jì)算相差小于允許誤差，則停止計(jì)算。2024/3/2444ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算例題2024/3/2445ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算習(xí)題

如圖所示，某負(fù)荷由發(fā)電廠母線110kV單回線路供電，線路長80km，型號LGJ—95，線間幾何均距為5m，發(fā)電廠母線電壓U1=116kV，受端負(fù)荷SL=15+j10MVA,求輸電線路的功率損耗及受端電壓U2?！?024/3/2446ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算提示畫出等值電路，標(biāo)出功率流動方向。計(jì)算等值參數(shù)。假設(shè)各點(diǎn)電壓為額定電壓，由末端已知功率遞推各支路功率分布。由首端已知電壓和求得首端功率遞推各節(jié)點(diǎn)電壓。2024/3/2447ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算給定功率的電源點(diǎn)作為負(fù)荷：視為一個(gè)-SG的負(fù)荷。給定電壓的電源點(diǎn)作為分點(diǎn)：將環(huán)網(wǎng)一分為二，得兩端供電網(wǎng)。二、簡單環(huán)網(wǎng)的潮流計(jì)算UAPs+jQsP+jQaAb122024/3/2448ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算12帶兩個(gè)負(fù)荷的兩端供電網(wǎng)求解支路電流Ia1，Ib22024/3/2449ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算2024/3/2450ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算供載功率循環(huán)功率？12負(fù)荷矩上式為“力矩法”功率分布計(jì)算公式2024/3/2451ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算求出網(wǎng)絡(luò)其它支路功率分布:進(jìn)行初步潮流計(jì)算節(jié)點(diǎn)電功率平衡驗(yàn)算：122024/3/2452ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算找出功率分點(diǎn)---有功分點(diǎn)▼、無功分點(diǎn)▽按開式網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)算。121222024/3/2453ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算還原（網(wǎng)絡(luò)還原、電壓歸算）121222024/3/2454ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算均一電力網(wǎng)(Xi/Ri)P/Q分布彼此無關(guān)由l決定2024/3/2455ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算三、環(huán)網(wǎng)中的潮流控制1、自然功率分布S3S2S1abcSCSbZ1Z2Z32024/3/2456ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算2、經(jīng)濟(jì)功率分布S3S2S1abcSCSbZ1Z2Z32024/3/2457ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算2、經(jīng)濟(jì)功率分布均一電網(wǎng)S3S2S1abcSCSbZ1Z2Z32024/3/2458ch03輸電線路運(yùn)行特性及簡單電力系統(tǒng)潮流估算3、環(huán)網(wǎng)潮流控制的措施（P/Q）利用加壓調(diào)壓變壓器(調(diào)壓措施）；利用FA