電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析_第三簡單潮流3宋蕓ok

1、1第三章第三章 小結(jié)小結(jié) 本章的重點內(nèi)容為:n電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、電壓調(diào)整、運算負荷功率、運算電源功率等概念n電力線路和變壓器中電壓降落和功率損耗的計算n輻射型網(wǎng)和簡單環(huán)網(wǎng)的潮流分布計算2 第三章第三章 簡單電力網(wǎng)絡的計算和分析簡單電力網(wǎng)絡的計算和分析第一節(jié)第一節(jié) 電力線路和變壓器的運行狀況的計算和分析電力線路和變壓器的運行狀況的計算和分析第二節(jié)第二節(jié) 輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布第三節(jié)第三節(jié) 配電網(wǎng)潮流計算的特點配電網(wǎng)潮流計算的特點第四節(jié)第四節(jié) 電力網(wǎng)絡潮流的調(diào)整控制電力網(wǎng)絡潮流的調(diào)整控制3 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)：指系統(tǒng)正常的、相對靜：指系統(tǒng)正常的、

2、相對靜止的運行狀態(tài)。止的運行狀態(tài)。 潮流計算潮流計算是根據(jù)給定的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和運行是根據(jù)給定的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和運行條件，通過電壓、功率平衡方程，求出整個條件，通過電壓、功率平衡方程，求出整個網(wǎng)絡的運行狀態(tài)，包括各母線的電壓、網(wǎng)絡網(wǎng)絡的運行狀態(tài)，包括各母線的電壓、網(wǎng)絡中的功率分布以及功率損耗等等。中的功率分布以及功率損耗等等。一、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的目的一、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的目的概述概述 潮流計算潮流計算4 1.確定電力系統(tǒng)的運行方式；確定電力系統(tǒng)的運行方式；2.檢查系統(tǒng)中的各元件是否過壓或過載；檢查系統(tǒng)中的各元件是否過壓或過載；3.為電力系統(tǒng)繼電保護的整定提供依據(jù)；為電力系統(tǒng)繼電保護的整定提供依據(jù)；4.為

3、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定計算提供初值；為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定計算提供初值；5.為電力系統(tǒng)規(guī)劃和經(jīng)濟運行提供分析的基礎。為電力系統(tǒng)規(guī)劃和經(jīng)濟運行提供分析的基礎。 因此，電力系統(tǒng)的潮流計算是電力系統(tǒng)中因此，電力系統(tǒng)的潮流計算是電力系統(tǒng)中一項最基本的計算，其既有一定的獨立的實際一項最基本的計算，其既有一定的獨立的實際意義，又是研究其它問題的基礎。意義，又是研究其它問題的基礎。二、電力系統(tǒng)潮流計算的目的二、電力系統(tǒng)潮流計算的目的概述概述5 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)中的中的運行變量運行變量與與時間時間無關無關，描，描述其特性的是述其特性的是代數(shù)方程。代數(shù)方程。概述概述USIUY 潮流計算的數(shù)學模型：潮流計算的數(shù)學模型：

4、三、潮流計算三、潮流計算6電力網(wǎng)絡特性計算所需的原始數(shù)據(jù)：電力網(wǎng)絡特性計算所需的原始數(shù)據(jù)：n用戶變電所的負荷功率及其容量用戶變電所的負荷功率及其容量n電源的供電電壓和樞紐變電所的母線電壓電源的供電電壓和樞紐變電所的母線電壓n繪制等值電路所需的各元件參數(shù)和相互之間的繪制等值電路所需的各元件參數(shù)和相互之間的關聯(lián)、關系等等。關聯(lián)、關系等等。概述概述7第一節(jié)第一節(jié) 簡單電力線路和變壓器的分析和計算簡單電力線路和變壓器的分析和計算一、電力線路運行狀況的計算一、電力線路運行狀況的計算 已知條件為：末端電壓已知條件為：末端電壓U2，末端功率，末端功率以及線路參數(shù)。求解線路中的功率損耗和始端電以及線路參數(shù)。求

5、解線路中的功率損耗和始端電壓和功率。壓和功率。1. 電壓降落電壓降落電壓降落電壓降落是指線路是指線路始端與末端電壓的始端與末端電壓的相量差相量差。 222SPjQdU8n 1）電壓降落電壓降落 12dLU UUIZ/222dLLLPjQU IZRjXU222/22PjQSIUU2222/22YSUISSS 9n始端電壓：始端電壓：2222/12222dLLLLPRQ XPXQRUU UUjUU22/2LLP RQ XUU2/22LLP XQ RUU-電壓降落的縱分量電壓降落的縱分量-電壓降落的橫分量電壓降落的橫分量222/222dLLLLP RQ XP XQ RUjUj UUU10n以 為參考

6、向量，已知 、 ： 2U2P2Q11電壓降落的計算電壓降落的計算n始端電壓幅值：n始末端電壓相位差：2221)(UUUUUUU2arctan12n 以 為參考向量，已知 、 ：1U1P1Q若已知條件改為若已知條件改為：始端電壓：始端電壓U1，始端功率，始端功率S1=P1+jQ1，以及線路參數(shù)。求解線路中的功率損耗和末端電壓和以及線路參數(shù)。求解線路中的功率損耗和末端電壓和功率。功率。13電壓降落的計算電壓降落的計算112111d()LLPjQUUUURjXU111111dLLLLP RQ XP XQ RUjUU141) 電壓降落：電壓降落：指線路始末兩指線路始末兩 端電壓的相量差。端電壓的相量差

7、。相量相量100%100%21NNNNUUUUUU末端電壓偏移始端電壓偏移100%20220UUU電壓調(diào)整0021100NUUU12dUUU2) 電壓損耗：電壓損耗：指線路指線路始末兩始末兩 端電壓端電壓的的數(shù)值差數(shù)值差。 以百分值表示：以百分值表示：標量標量3) 電壓偏移：電壓偏移：指線路始端或末指線路始端或末 端電壓與線路額定電壓的數(shù)端電壓與線路額定電壓的數(shù) 值差。以百分值表示：值差。以百分值表示： 標量標量4) 電壓調(diào)整：電壓調(diào)整：指線路末端空載指線路末端空載與負載時電壓的數(shù)值差。以百與負載時電壓的數(shù)值差。以百分值表示：分值表示： 標量標量2. 電壓質(zhì)量指標電壓質(zhì)量指標153.3.線路中

8、的功率損耗計算線路中的功率損耗計算16 1）線路末端導納支路上的吸收的功率）線路末端導納支路上的吸收的功率2222LYGPU2222LYBQU 222222222222222YLLLLYYGBYSU IUUUUjU2222YLUSjB 若忽略電導則17 2）線路串聯(lián)阻抗支路末端上的功率）線路串聯(lián)阻抗支路末端上的功率2/22222222jQj()2YBSPSSPQU183）線路串聯(lián)阻抗支路中的功率損耗）線路串聯(lián)阻抗支路中的功率損耗2222222222ZLLSPQPRRUU2222222222ZLLSPQQXXUU/222222()()(j)ZZZLLLSPj QSSZRXUU 194) 4) 線

9、路串聯(lián)阻抗支路始端的功率線路串聯(lián)阻抗支路始端的功率2/11122j()jYZZSPQSSSPP/2Z（Q + Q ）205）線路始端導納支路上的損耗）線路始端導納支路上的損耗 111112LYYYSU IUULLLBUjGUYU222212121216）線路始端的功率）線路始端的功率 2211=+YZYSSSSS227）線路總功率損耗）線路總功率損耗 22112121=+()j()YZYYZYYZYSSSSSPPPQQQ 2322222222220ZLLSPQQXXUU2222110022LLYYBBQUQU 或由以上計算中可知由以上計算中可知 說明串聯(lián)阻抗支路中總是說明串聯(lián)阻抗支路中總是消耗

10、感性無功功率消耗感性無功功率 由于由于B0,說明并聯(lián)支路中消耗的是容性無功功說明并聯(lián)支路中消耗的是容性無功功率，或者說它們發(fā)出感性的無功功率，起抵消說消率，或者說它們發(fā)出感性的無功功率，起抵消說消耗的感性無功功率耗的感性無功功率QZ的作用。的作用。 至于整個線路是消耗還是發(fā)出無功功率決定于至于整個線路是消耗還是發(fā)出無功功率決定于QY2 +QY1 與與QZ之間的差。之間的差。24maxmax/PWT876087608760/maxmaxmaxmaxmaxTPTPPW年負荷率）（年負荷損耗率max8760/PWz4. 電力線路上的電能損耗電力線路上的電能損耗1）最大負荷利用小時數(shù)）最大負荷利用小時

11、數(shù)Tmax：指一年中負荷消費的電指一年中負荷消費的電能能W除以一年中的最大負荷除以一年中的最大負荷Pmax，即：，即：2）年負荷率：）年負荷率：一年中負荷消費的電能一年中負荷消費的電能W除以一年中的最除以一年中的最大負荷大負荷Pmax與與8760h的乘積，即：的乘積，即： 3）年負荷損耗率：）年負荷損耗率：全年電能損耗除以最大負荷時的功率全年電能損耗除以最大負荷時的功率損耗與損耗與8760h的乘積，即：的乘積，即：254)最大負荷損耗時間：最大負荷損耗時間：全年電能損耗除以功率全年電能損耗除以功率損耗，即：損耗，即：maxmax/PWz8760max（年負荷損耗率）PWzmaxmaxPWz求取

12、線路全年電能損耗的方法就有以下兩個：求取線路全年電能損耗的方法就有以下兩個： 根據(jù)最大負荷損耗率計算：根據(jù)最大負荷損耗率計算： 根據(jù)最大負荷損耗時間計算：根據(jù)最大負荷損耗時間計算：265.電能經(jīng)濟指標電能經(jīng)濟指標 %100%12PP輸電效率%100%100%11zzzWWWWW線損率1) 輸電效率：輸電效率：指線路末端輸出有功功率與線路始端輸入有指線路末端輸出有功功率與線路始端輸入有功功率的比值，以百分數(shù)表示：功功率的比值，以百分數(shù)表示：2) 線損率或網(wǎng)損率：線損率或網(wǎng)損率：線路上損耗的電能與線路始端輸入的線路上損耗的電能與線路始端輸入的電能的比值。電能的比值。272212YLIIB U221

13、122LLLLdUUj UB X UjB R U 2/2222jj2YYLUSSQB 二、電力線路運行狀況的分析二、電力線路運行狀況的分析 1. 空載空載282121 1%100%100%100%22NUUb xBXlU 電壓損耗 假設忽略電阻假設忽略電阻RL,則有則有12212LLUUB X U電壓損耗與線長度平方成正比。電壓損耗與線長度平方成正比。122211j22LLLLUUB U XB U R 末端電壓可能高于始端，末端電壓可能高于始端，即產(chǎn)生電壓過高現(xiàn)象即產(chǎn)生電壓過高現(xiàn)象。29二、電力線路運行狀況的分析二、電力線路運行狀況的分析 2. 有載：與發(fā)電機極限圖相類似。見有載：與發(fā)電機極限

14、圖相類似。見p7922LQ XUU22LQ RUULLRUtgUXn 末端僅有無功負荷末端僅有無功負荷 時：時：2Q容性容性感性感性Q2變，而變，而 不變，因此不變，因此 沿直線沿直線QQ移動。移動。1UA3022LP RUU22LP XUULLRUtgUXn 末端僅有有功負荷末端僅有有功負荷 時：時：2PP2變，而變，而 不變，因此不變，因此 沿直線沿直線PP移動。移動。1U31n 末端同時含有有功負荷和無功負荷時：末端同時含有有功負荷和無功負荷時：32n電力線路的末端電力線路的末端功率圓圖：功率圓圖：n虛線虛線P2P2：n虛線虛線Q2Q2：n虛線虛線 :n虛線虛線S2S2:22 333.

15、輸電線路的傳輸功率極限輸電線路的傳輸功率極限 221222LLQ XP XUUjUU 一個很自然的問題是，一條輸電線路能夠傳輸?shù)挠泄σ粋€很自然的問題是，一條輸電線路能夠傳輸?shù)挠泄β实降子袥]有限制，傳輸功率極限是多少。功率到底有沒有限制，傳輸功率極限是多少。假定線路等假定線路等值電路中的電阻為零，并且不計及兩端的并聯(lián)導納值電路中的電阻為零，并且不計及兩端的并聯(lián)導納，在此，在此情況下，有情況下，有令線路始端電壓為令線路始端電壓為111(cossin )UUUj212sinLP XUU比較上述兩式的虛部，可得出比較上述兩式的虛部，可得出3412sinLU UPX 當兩端電壓一定時，當兩端電壓一定時

16、，P與與 成正弦函數(shù)關系，最成正弦函數(shù)關系，最大傳輸功率在大傳輸功率在 時出現(xiàn)。時出現(xiàn)。 有功功率一般是由電壓相位相對超前的一端向電有功功率一般是由電壓相位相對超前的一端向電壓相位相對滯后的一端傳遞（相當于相位差大于壓相位相對滯后的一端傳遞（相當于相位差大于零）。零）。 090 在忽略電阻的情況下，線路始末端的有功功率相在忽略電阻的情況下，線路始末端的有功功率相等，于是得到線路的傳輸功率與兩端電壓的大小及其等，于是得到線路的傳輸功率與兩端電壓的大小及其相位差相位差 之間的關系為之間的關系為35由以上分析可知由以上分析可知n輸電線路的最大傳輸功率與兩端電壓乘積成正輸電線路的最大傳輸功率與兩端電壓

17、乘積成正比，而與線路的電抗成反比。比，而與線路的電抗成反比。n增加始末端電壓可以提高線路的傳輸功率極限，增加始末端電壓可以提高線路的傳輸功率極限，但是由于受到設備絕緣等因素的限制，其最高但是由于受到設備絕緣等因素的限制，其最高電壓通常不允許超過一定的允許值，除非提高電壓通常不允許超過一定的允許值，除非提高線路的電壓等級，采用更高一級的額定電壓。線路的電壓等級，采用更高一級的額定電壓。n減少線路的電抗比提高電壓等級容易和經(jīng)濟得減少線路的電抗比提高電壓等級容易和經(jīng)濟得多。其中，線路采用分裂導線便是減少的措施多。其中，線路采用分裂導線便是減少的措施之一，另一個措施是在線路上串聯(lián)電容器，用之一，另一個

18、措施是在線路上串聯(lián)電容器，用電容器電容器 的容抗來補償線路的一部分感抗。的容抗來補償線路的一部分感抗。36 對于線路傳輸?shù)臒o功功率，忽略電壓降的對于線路傳輸?shù)臒o功功率，忽略電壓降的橫分量，并忽略線路的電阻時有橫分量，并忽略線路的電阻時有4. 輸電線路功率與電壓之間的定性關系輸電線路功率與電壓之間的定性關系2212211222()LLP RQ XUUUUUUU UQX可見，線路傳輸?shù)臒o功功率與線路兩端電壓差即電可見，線路傳輸?shù)臒o功功率與線路兩端電壓差即電壓損耗成正比。而且無功功率一般由電壓高的一端壓損耗成正比。而且無功功率一般由電壓高的一端向電壓低的一端流動。如果要增加線路始端送到末向電壓低的一

19、端流動。如果要增加線路始端送到末端的無功功率，需要設法提高始端電壓或降低末端端的無功功率，需要設法提高始端電壓或降低末端電壓。那么增加線路流過的無功勢必造成兩端電壓電壓。那么增加線路流過的無功勢必造成兩端電壓損耗增大。損耗增大。37n在輸電系統(tǒng)，特別是超高壓輸電系統(tǒng)中，在輸電系統(tǒng)，特別是超高壓輸電系統(tǒng)中，由于線路和變壓器的電阻遠小于電抗，其結(jié)由于線路和變壓器的電阻遠小于電抗，其結(jié)果使得有功功率與兩端電壓相位差之間，無果使得有功功率與兩端電壓相位差之間，無功功率與電壓損耗之間呈比較緊密的關系，功功率與電壓損耗之間呈比較緊密的關系，而有功功率與電壓損耗之間、無功功率與電而有功功率與電壓損耗之間、無

20、功功率與電壓相位差之間的關系較弱。壓相位差之間的關系較弱。重要結(jié)論：重要結(jié)論：PQ解耦特性和潮流流向解耦特性和潮流流向38n在高壓輸電網(wǎng)中：在高壓輸電網(wǎng)中： 線路（變壓器）兩端電壓幅值差線路（變壓器）兩端電壓幅值差U，主要是，主要是由輸送由輸送Q產(chǎn)生（或產(chǎn)生（或U是傳輸是傳輸Q的條件），的條件），Q從從U高的節(jié)點流向高的節(jié)點流向U低的節(jié)點，低的節(jié)點，V-Q強解耦，強解耦，V-P弱弱解耦。解耦。 線路（變壓器）兩端電壓相位差線路（變壓器）兩端電壓相位差 ，主要是由，主要是由 輸送輸送P產(chǎn)生（或產(chǎn)生（或 是傳送是傳送P的條件），的條件），P從從 超前節(jié)點流向超前節(jié)點流向 滯后節(jié)點，滯后節(jié)點， P強

21、耦合，強耦合， Q弱耦合。弱耦合。重要結(jié)論：重要結(jié)論：PQ解耦特性和潮流流向解耦特性和潮流流向39三、變壓器運行狀況的計算三、變壓器運行狀況的計算1.電壓降落：電壓降落： 公式類似于電力線路的。公式類似于電力線路的。402.串聯(lián)串聯(lián)阻抗上的功率損耗：阻抗上的功率損耗：TTXUQPjRUQP222222222222ZTZTPj Q 222222222ZTTTTSPQSZRjXUU413. 變壓器串聯(lián)阻抗支路始端的功率變壓器串聯(lián)阻抗支路始端的功率/11122j()jZTZTSPQSSPP2ZT（Q + Q ）第一節(jié)第一節(jié) 簡單電力線路和變壓器的分析和計算簡單電力線路和變壓器的分析和計算424.導納

22、上的功率損耗導納上的功率損耗 :*2*111212211()()YTTTTTTYTYTSU U YUYUGjBG UjB UPj Q n 注意：注意： 變壓器勵磁支路變壓器勵磁支路與線路導納支路與線路導納支路的無功功率的符的無功功率的符號相反。號相反。第一節(jié)第一節(jié) 簡單電力線路和變壓器的分析和計算簡單電力線路和變壓器的分析和計算435.變壓器始端的功率變壓器始端的功率 21=ZTYTSSSS第一節(jié)第一節(jié) 簡單電力線路和變壓器的分析和計算簡單電力線路和變壓器的分析和計算44 如不必求取變壓器內(nèi)部的電壓降落，可不如不必求取變壓器內(nèi)部的電壓降落，可不制定變壓器的等值電路而直接由制造廠提供的實驗制定變

23、壓器的等值電路而直接由制造廠提供的實驗數(shù)據(jù)計算其功率損耗。（給定末端的電壓和功率）數(shù)據(jù)計算其功率損耗。（給定末端的電壓和功率）2222k2k22222222010122%1000100%1000100NNZTZTNNNYTYTNNPU SuU SPQS US UPUIS UPQUU22k2k2200%1000100%1000100ZTZTNNNYTYTP SuSPQSSPISPQn 取近似取近似U1=U2=UN（還可對應（還可對應下標為下標為1）（還可對應下標為（還可對應下標為1）45第一節(jié)第一節(jié) 簡單電力線路和變壓器的分析和計算簡單電力線路和變壓器的分析和計算三、變壓器運行狀況的計算三、變壓

24、器運行狀況的計算4.節(jié)點注入功率、運算負荷、運算功率節(jié)點注入功率、運算負荷、運算功率節(jié)點注入功率節(jié)點注入功率:將發(fā)電廠負荷側(cè)母線和變電站將發(fā)電廠負荷側(cè)母線和變電站電源側(cè)母線看作是節(jié)點時，等值電源功率和等電源側(cè)母線看作是節(jié)點時，等值電源功率和等值負荷功率成之為節(jié)點值負荷功率成之為節(jié)點注入功率注入功率。與之對應的。與之對應的電流為電流為注入電流注入電流。兩者以流入網(wǎng)絡為正。兩者以流入網(wǎng)絡為正。46第一節(jié)第一節(jié) 簡單電力線路和變壓器的分析和計算簡單電力線路和變壓器的分析和計算三、變壓器運行狀況的計算三、變壓器運行狀況的計算4.節(jié)點注入功率、運算負荷、運算功率節(jié)點注入功率、運算負荷、運算功率變壓器的導

25、納支路通常放在發(fā)電廠的低壓側(cè)。變壓器的導納支路通常放在發(fā)電廠的低壓側(cè)。47第一節(jié)第一節(jié) 簡單電力線路和變壓器的分析和計算簡單電力線路和變壓器的分析和計算三、變壓器運行狀況的計算三、變壓器運行狀況的計算4.節(jié)點注入功率、運算負荷、運算功率節(jié)點注入功率、運算負荷、運算功率48由以上分析計算可得到以下結(jié)論由以上分析計算可得到以下結(jié)論n有功功率損耗伴隨著電能損耗，從而使電力系統(tǒng)有功功率損耗伴隨著電能損耗，從而使電力系統(tǒng) 一次能源消耗量增加。一次能源消耗量增加。n對于無功功率損耗雖然并不直接引起電能損耗，對于無功功率損耗雖然并不直接引起電能損耗， 但無功功率需要由發(fā)電機和無功補償設備提供，但無功功率需要

26、由發(fā)電機和無功補償設備提供， 從而也增大了它們的容量和所需的費用。從而也增大了它們的容量和所需的費用。n當無功功率流過線路和變壓器時，使總電流增大，當無功功率流過線路和變壓器時，使總電流增大，因而增大了電阻的有功功率損耗。因而增大了電阻的有功功率損耗。n雖然系統(tǒng)中不希望無功功率遠距離輸送，希望用雖然系統(tǒng)中不希望無功功率遠距離輸送，希望用 戶提高功率因數(shù)，無功功率分層控制，就地平衡。戶提高功率因數(shù)，無功功率分層控制，就地平衡。49n線路等值電抗消耗的無功：與負荷平方成正比。線路等值電抗消耗的無功：與負荷平方成正比。n對地等值電納發(fā)出的無功：充電功率，與所加電對地等值電納發(fā)出的無功：充電功率，與所

27、加電壓平方成正比，與通過負荷無直接關系。壓平方成正比，與通過負荷無直接關系。n輕載時，線路消耗很少的無功，甚至發(fā)出無功。輕載時，線路消耗很少的無功，甚至發(fā)出無功。對于超高壓線路，可能引起線路末端電壓升高，對于超高壓線路，可能引起線路末端電壓升高，導致設備絕緣損壞，故線路末端常設并聯(lián)電抗器，導致設備絕緣損壞，故線路末端常設并聯(lián)電抗器，在線路空載或輕載時抵消充電功率，避免在線路空載或輕載時抵消充電功率，避免 線路上出現(xiàn)過電壓。線路上出現(xiàn)過電壓。50第二節(jié)第二節(jié) 輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布 1.功率的計算功率的計算 22222ZZZSPQSPj QRjXRjXUU 22

28、LYLYLYLBSPj QjU 2YTYTYTTTSPj QUGjB 電力網(wǎng)絡的功率損耗由各元件等值電路中不接地支路電力網(wǎng)絡的功率損耗由各元件等值電路中不接地支路阻抗損耗和接地支路導納損耗構(gòu)成。阻抗損耗和接地支路導納損耗構(gòu)成。a.阻抗損耗阻抗損耗b.導納損耗導納損耗 輸電線輸電線 變壓器變壓器512.電壓的計算電壓的計算PRQXPXQRdUUj UjUU 第二節(jié)第二節(jié) 輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布 當功率通過元件阻抗（當功率通過元件阻抗（Z=R+jX）時，產(chǎn)生電壓降落）時，產(chǎn)生電壓降落注意注意：要分清楚從受電端計算還是從送電端計算。：要分清楚從受電端計算還是從送電端

29、計算。52u輻射形電網(wǎng)的特點：線路有明確的始端和末端。輻射形電網(wǎng)的特點：線路有明確的始端和末端。u輻射形電網(wǎng)的分析計算：利用已知的負荷、節(jié)點輻射形電網(wǎng)的分析計算：利用已知的負荷、節(jié)點電壓求取未知節(jié)點電壓、線路功率分布、功率損耗電壓求取未知節(jié)點電壓、線路功率分布、功率損耗及始端輸出功率。按已知條件的不同，一般可以分及始端輸出功率。按已知條件的不同，一般可以分為兩種：為兩種：已知末端功率、電壓：根據(jù)前述方法，從末端逐已知末端功率、電壓：根據(jù)前述方法，從末端逐級往上推算。級往上推算。已知末端功率、始端電壓：迭代法計算。已知末端功率、始端電壓：迭代法計算。第二節(jié)第二節(jié) 輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射

30、形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布 一、一、 輻射形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形網(wǎng)絡中的潮流分布 531、已知同一端電壓和功率及元件參數(shù)。如已知、已知同一端電壓和功率及元件參數(shù)。如已知U2(或或U1)和和S2(或或S1)以及元件參數(shù)。求解各未知節(jié)點電壓、各元件流以及元件參數(shù)。求解各未知節(jié)點電壓、各元件流過的電流或功率。過的電流或功率。輻射形網(wǎng)絡單端供電方式輻射形網(wǎng)絡單端供電方式計算步驟：計算步驟：1)1) 根據(jù)網(wǎng)絡接線圖以及各元件參數(shù)計算等值電路，并將等根據(jù)網(wǎng)絡接線圖以及各元件參數(shù)計算等值電路，并將等 值電路簡化。一般歸算至高壓側(cè)。值電路簡化。一般歸算至高壓側(cè)。 2) 2) 根據(jù)已知的負荷功率和網(wǎng)絡額定電壓，

31、從受電端推算到根據(jù)已知的負荷功率和網(wǎng)絡額定電壓，從受電端推算到 送電端，逐一近似計算各元件的功率損耗，求出各節(jié)點送電端，逐一近似計算各元件的功率損耗，求出各節(jié)點 的注入和流出的功率，從而得到始端功率和電壓及電力的注入和流出的功率，從而得到始端功率和電壓及電力 網(wǎng)絡的功率、電壓分布。網(wǎng)絡的功率、電壓分布。54第二節(jié)第二節(jié) 輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布 一、一、 輻射形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形網(wǎng)絡中的潮流分布 55計算已知同一點電壓和功率的潮流分布計算已知同一點電壓和功率的潮流分布ZTS計算步驟如下：計算步驟如下：1) 變壓器串聯(lián)支路首端的功率變壓器串聯(lián)支路首端的功率已知

32、末端的功率已知末端的功率 、末端電壓為、末端電壓為 。LDS3U2223j(j)jLDLDZTLDLDTTZTZTPQSPQRXPQU562) 變壓器原邊繞組電壓變壓器原邊繞組電壓設以設以 為參考相量，則為參考相量，則0330UU22()TZTYTZTTTTTSSSSUGjBPjQTS3) 注入變壓器的功率注入變壓器的功率3233LDTLDTLDTLDTP RQXP XQRUUjUU2222222LLTYLTTLLBSSSPjQjUPjQ4) 線路串聯(lián)支路末端的功率線路串聯(lián)支路末端的功率2LS575) 輸電線路的功率損耗以及串聯(lián)支路首端功率輸電線路的功率損耗以及串聯(lián)支路首端功率輸電線路的功率損

33、耗輸電線路的功率損耗2222222222LLLZLZLZLLLLLSPQSPj QRjXRjXUU 1211LLZLLLSSSPjQ22222122LLLLLLLLP RQ XP XQ RUUjUU串聯(lián)支路首端功率串聯(lián)支路首端功率6) 發(fā)電廠高壓母線電壓發(fā)電廠高壓母線電壓7) 發(fā)電廠高壓母線輸入系統(tǒng)的功率發(fā)電廠高壓母線輸入系統(tǒng)的功率 為線路串聯(lián)支路功率加線路始端的充電功率為線路串聯(lián)支路功率加線路始端的充電功率 GSGS211111=2LLYLGLLGGBSSSPjQjUPjQ58計算步驟計算步驟： 2、已知不同端的電壓和功率，一般情況已知末端、已知不同端的電壓和功率，一般情況已知末端 電壓和始

34、端功率及元件參數(shù)。求解各未知節(jié)點電電壓和始端功率及元件參數(shù)。求解各未知節(jié)點電 壓、個元件流過的電流或功率。壓、個元件流過的電流或功率。 1）根據(jù)網(wǎng)絡接線圖以及各元件參數(shù)計算等值電路，）根據(jù)網(wǎng)絡接線圖以及各元件參數(shù)計算等值電路，并將等并將等 值電路簡化。一般歸算至高壓側(cè)。值電路簡化。一般歸算至高壓側(cè)。2）根據(jù)已知的末端負荷功率和網(wǎng)絡額定電壓，從）根據(jù)已知的末端負荷功率和網(wǎng)絡額定電壓，從受電端推算到送電端，逐一近似計算個元件的功受電端推算到送電端，逐一近似計算個元件的功率損耗，求出各節(jié)點的注入和流出功率，從而得率損耗，求出各節(jié)點的注入和流出功率，從而得到電力網(wǎng)絡的功率分布（不考慮電壓降）到電力網(wǎng)絡

35、的功率分布（不考慮電壓降）3）根據(jù)已知的始端電壓及電力網(wǎng)絡的功率分布，）根據(jù)已知的始端電壓及電力網(wǎng)絡的功率分布，計算各節(jié)點電壓。計算各節(jié)點電壓。59一、一、 輻射形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形網(wǎng)絡中的潮流分布 已知末端負荷功率已知末端負荷功率 和發(fā)電廠高壓母線電壓和發(fā)電廠高壓母線電壓 求求 和和 及發(fā)電廠高壓母線發(fā)出的功率。及發(fā)電廠高壓母線發(fā)出的功率。LDS1U3U2U1）先設末端負荷點的電壓為網(wǎng)絡額定電壓）先設末端負荷點的電壓為網(wǎng)絡額定電壓 (歸算歸算至高壓側(cè)的額定電壓），由末端向始端推算出近至高壓側(cè)的額定電壓），由末端向始端推算出近似的功率分布，在推算過程中，近似認為網(wǎng)絡中似的功率分布，在推算過

36、程中，近似認為網(wǎng)絡中 沒有電壓降，且各處電壓均等于沒有電壓降，且各處電壓均等于 （除（除 ）。）。NUNU1Ua）變壓器串聯(lián)支路始端的功率）變壓器串聯(lián)支路始端的功率222j(j)jLDLDZTLDLDTTZTZTNPQSPQRXPQU6022()TZTYTZTTTTTSSSSUGjBPjQTSb) 注入變壓器的功率注入變壓器的功率222222NLLTYLTTLLBSSSPjQjUPjQc) 線路串聯(lián)支路末端的功率線路串聯(lián)支路末端的功率2LSd) 輸電線路的功率損耗輸電線路的功率損耗22222222LLLZLZLZLLLLLNNSPQSPj QRjXRjXUU 1211LLZLLLSSSPjQe

37、) 串聯(lián)支路首端功率串聯(lián)支路首端功率61211111=2LLYLGLLGGBSSSPjQjUPjQ2) 由已知的始端電壓及求得的近似功率分布，由已知的始端電壓及求得的近似功率分布， 從始端向末端進行電壓分布計算從始端向末端進行電壓分布計算a）已知）已知12UU求GSGSf) 發(fā)電廠高壓母線輸入系統(tǒng)的功率發(fā)電廠高壓母線輸入系統(tǒng)的功率 為線路串聯(lián)支路功率加線路始端的充電功率為線路串聯(lián)支路功率加線路始端的充電功率23UU求b) 由由111121111LLLLLLLLLP RQ XP XQ RUUdUUjUU32222ZTTZTTZTTZTTTP RQXP XQ RUUdUUjUU62注意：注意：n求

38、出的負荷側(cè)電壓求出的負荷側(cè)電壓 是低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)是低壓側(cè)歸算到高壓側(cè) 的值。要得到變壓器低壓側(cè)的實際電壓，必須的值。要得到變壓器低壓側(cè)的實際電壓，必須用變比用變比 把其歸算到低壓側(cè)。把其歸算到低壓側(cè)。3Un對于干線式和鏈式的開環(huán)網(wǎng)絡進行潮流計算時，對于干線式和鏈式的開環(huán)網(wǎng)絡進行潮流計算時，就要用到運算負荷和運算功率對網(wǎng)絡進行簡化。就要用到運算負荷和運算功率對網(wǎng)絡進行簡化。如書中如書中P88例題例題3363第二節(jié)第二節(jié) 輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布 一、一、 輻射形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形網(wǎng)絡中的潮流分布 注意：注意：第二步只計算功率分布，第三步只計算電壓分布，第二

39、步只計算功率分布，第三步只計算電壓分布，因此，這是一種近似計算方法，若要計算結(jié)果達到精度要因此，這是一種近似計算方法，若要計算結(jié)果達到精度要求，可反復上列步驟，形成一種迭代算法，直到精度滿足求，可反復上列步驟，形成一種迭代算法，直到精度滿足要求為止。只是在迭代計算中，第二步不再用額定電壓，要求為止。只是在迭代計算中，第二步不再用額定電壓，而用在上次計算中得到的各點電壓近似值，而用在上次計算中得到的各點電壓近似值，重新按步驟重新按步驟2計算各阻抗、導納支路上功率損耗，以求得較準確的電源計算各阻抗、導納支路上功率損耗，以求得較準確的電源功率。功率。 64二、二、 環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布環(huán)形網(wǎng)絡中的潮

40、流分布 第二節(jié)第二節(jié) 輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布 1. 最簡單的單一環(huán)網(wǎng)功率分布，由一個電源供電。最簡單的單一環(huán)網(wǎng)功率分布，由一個電源供電。P9265第一步：第一步：將單一環(huán)網(wǎng)等值電路簡化為只有線路阻抗的簡化將單一環(huán)網(wǎng)等值電路簡化為只有線路阻抗的簡化等值電路。步驟：等值電路。步驟： 1）根據(jù)網(wǎng)絡接線圖以及各元件參數(shù)計算等值電路；）根據(jù)網(wǎng)絡接線圖以及各元件參數(shù)計算等值電路； 2）以發(fā)電機端點為始端，并將發(fā)電廠變壓器的勵磁支路移）以發(fā)電機端點為始端，并將發(fā)電廠變壓器的勵磁支路移 至負荷側(cè)；至負荷側(cè)； 3）將同一節(jié)點下的對地支路合并，并將等值電路圖重新編號；）將同一節(jié)點

41、下的對地支路合并，并將等值電路圖重新編號； 4）在全網(wǎng)電壓為額定電壓的假設下，計算各變電所的運算）在全網(wǎng)電壓為額定電壓的假設下，計算各變電所的運算 負荷和發(fā)電廠的運算功率，并將它們接在相應節(jié)點。負荷和發(fā)電廠的運算功率，并將它們接在相應節(jié)點。二、二、 環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布 第二節(jié)第二節(jié) 輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布 66第二節(jié)第二節(jié) 輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布 67第二步：第二步：用簡化的回路電流法解該簡化等值電路用簡化的回路電流法解該簡化等值電路 12232312333()3()0aaaZ IZIIZIII的功率，為

42、流經(jīng)阻抗1231*23*12*331*231*23*3*2*312*23*12)(0)()(ZZZZSZSZZSSSSZSSZSZaaaaNiUU)3/()3/(NiiiiUSUSI 通過近似方法，從功率中求取相應的電流。電壓近通過近似方法，從功率中求取相應的電流。電壓近似認為是額定電壓：似認為是額定電壓：68第三步：第三步：用相同的方法求解用相同的方法求解的功率，為流經(jīng)阻抗3131*23*12*221*321*23*)(ZZZZSZSZZSb Sa Sb 1 2 3 1 Z12 Z23 Z31 S2 S3 以以1為支點的力矩法為支點的力矩法69*)(ZZSSmZZSSmmbmma的其余各節(jié)點

43、為除所流出功率節(jié)點外 由此，擴展到相應的多節(jié)點網(wǎng)絡的計算當中：由此，擴展到相應的多節(jié)點網(wǎng)絡的計算當中：第四步：第四步：計算整個網(wǎng)絡的功率分布計算整個網(wǎng)絡的功率分布aSbS求得求得 和和 后，即可求取環(huán)網(wǎng)各線段中流通的功率，即每后，即可求取環(huán)網(wǎng)各線段中流通的功率，即每條支路的功率分布。條支路的功率分布。根據(jù)網(wǎng)絡的功率分布會發(fā)現(xiàn)一些特殊根據(jù)網(wǎng)絡的功率分布會發(fā)現(xiàn)一些特殊的節(jié)點功率分點的節(jié)點功率分點70重要概念重要概念P93n功率分點：功率分點：網(wǎng)絡中某些節(jié)點的功率是網(wǎng)絡中某些節(jié)點的功率是由兩側(cè)由兩側(cè)向其流動的向其流動的。分為有功分點。分為有功分點和無功分點。和無功分點。見見P96二、二、 環(huán)形網(wǎng)絡中

44、的潮流分布環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布 第二節(jié)第二節(jié) 輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡中的潮流分布 第五步：第五步：從功率分點處把網(wǎng)絡折成兩個開式網(wǎng)，即從功率分點處把網(wǎng)絡折成兩個開式網(wǎng)，即 在功率分點處將環(huán)網(wǎng)解列。再按已知不同點電在功率分點處將環(huán)網(wǎng)解列。再按已知不同點電 壓、功率的方法在從末端到始端進行功率分布計壓、功率的方法在從末端到始端進行功率分布計 算，從始端到末端進行電壓分布計算。最終得到算，從始端到末端進行電壓分布計算。最終得到 環(huán)形網(wǎng)絡的電壓、功率分布。環(huán)形網(wǎng)絡的電壓、功率分布。71當有功分點和無功分點不一致時，將在哪一個分點當有功分點和無功分點不一致時，將在哪一個分點解列？解

45、列？ 在無功分點處解列。因為電壓的損耗主要由無在無功分點處解列。因為電壓的損耗主要由無功功率流動引起的，無功分點的電壓往往低于有功分功功率流動引起的，無功分點的電壓往往低于有功分點的電壓。電網(wǎng)應在電壓最低處解列。點的電壓。電網(wǎng)應在電壓最低處解列。722. 兩端供電網(wǎng)絡中的功率分布兩端供電網(wǎng)絡中的功率分布 回路電壓為回路電壓為0的單一環(huán)網(wǎng)等值于兩端電壓大小的單一環(huán)網(wǎng)等值于兩端電壓大小相等、相位相同的兩端供電網(wǎng)絡。那么兩端電壓相等、相位相同的兩端供電網(wǎng)絡。那么兩端電壓大小不相等、相位不相同的兩端供電網(wǎng)絡，反過大小不相等、相位不相同的兩端供電網(wǎng)絡，反過來是可以等值為回路電壓不為來是可以等值為回路電壓

46、不為0的單一環(huán)網(wǎng)。的單一環(huán)網(wǎng)。 Sa Sc Sb U1 2 3 U4 1 Z12 Z23 Z34 4 S2 S3 73 以回路電壓不為以回路電壓不為0的單一環(huán)網(wǎng)為例的單一環(huán)網(wǎng)為例p94，其求解過程為：，其求解過程為： 1）設節(jié)點）設節(jié)點1、4的電壓差為：的電壓差為： UdUU41UdIIIZIIZIZaaa)()(323421312UdUSSSZSSZSZNaaa)()(3*2*312*23*122）用簡化的回路電流法解簡化等值電路）用簡化的回路電流法解簡化等值電路3）通過近似方法，從功率中求取相應的電流，通過近似方法，從功率中求取相應的電流，電電 壓近似認為是額定電壓：壓近似認為是額定電壓：

47、74n流經(jīng)阻抗流經(jīng)阻抗Z12功率為：功率為：n流經(jīng)阻抗流經(jīng)阻抗Z43功率為：功率為：34*23*12*34*23*12*334*234*23*)(ZZZUdUZZZSZSZZSNa34*23*12*34*23*12*221*321*32*)(ZZZUdUZZZSZSZZSNb稱為循環(huán)功率,34*23*12*ZZZUdUSNc754）計算各線段的電壓降落和功率損耗，過程為：）計算各線段的電壓降落和功率損耗，過程為：求得網(wǎng)絡功率分布后，確定其功率分點以及求得網(wǎng)絡功率分布后，確定其功率分點以及流向功率分點的功率，在功率分點即網(wǎng)絡最流向功率分點的功率，在功率分點即網(wǎng)絡最低電壓點將環(huán)網(wǎng)解開，將環(huán)形網(wǎng)絡看

48、成兩個低電壓點將環(huán)網(wǎng)解開，將環(huán)形網(wǎng)絡看成兩個輻射形網(wǎng)絡，由功率分點開始，分別從其兩輻射形網(wǎng)絡，由功率分點開始，分別從其兩側(cè)逐段向電源端推算電壓降落和功率損耗。側(cè)逐段向電源端推算電壓降落和功率損耗。以回路電壓不為以回路電壓不為0的單一環(huán)網(wǎng)為例，其求解過程為：的單一環(huán)網(wǎng)為例，其求解過程為：14dUUU注意：循環(huán)功率的正方向與注意：循環(huán)功率的正方向與 的取向有關。若的取向有關。若 則循環(huán)功率由節(jié)點則循環(huán)功率由節(jié)點1指向節(jié)點指向節(jié)點4。dU76有三種簡化方法：有三種簡化方法：1. 等值電源法等值電源法 兩個或兩個以上有源支路向同一節(jié)點供電時，可用一兩個或兩個以上有源支路向同一節(jié)點供電時，可用一 個等值

49、有源支路替代。替代后，網(wǎng)絡中其他部分的電壓、個等值有源支路替代。替代后，網(wǎng)絡中其他部分的電壓、 電流、功率保持不變。電流、功率保持不變。imilmmimiilmmilmmiilmmiiYYEEZZEEYYZZ111111或等值電源電勢：等值電源支路導納：等值電源支路阻抗：補充：復雜電力網(wǎng)絡的簡化方法補充：復雜電力網(wǎng)絡的簡化方法77從等值電源支路功率還原求各原始支路功率：從等值電源支路功率還原求各原始支路功率：*1iimmiimimilimmZEESUSZZSS其中：782. 負荷移置法負荷移置法 1）將一個負荷移置兩處）將一個負荷移置兩處 1 i k j 2 Z1i Zik Zkj Zj2 S

50、i Sk Sj 1 i k j 2 Z1i Zik Zkj Zj2 Si Si Sj Sj *,kjikikkjkjikkjkiZZZSSZZZSS方程書寫似杠桿原理方程書寫似杠桿原理 1 i k j 2 Z1i Zik Zkj Zj2 Si Sk Sj 1 i k j 2 Z1i Zik Zkj Zj2 Si Si Sj Sj 792）將兩個負荷移置一處）將兩個負荷移置一處 1 i k j 2 Z1i Zik Zkj Zj2 Si Sj 1 i k j 2 Z1i Zik Zkj Zj2 Si+ Sj *,jiiijkjjijijikSSSZZSSSZZ803. 消去節(jié)點法消去節(jié)點法 消去節(jié)點法實際由兩部分組成，即負荷移置消去節(jié)點法實際由兩部分組成，即負荷移置和星和星-網(wǎng)變換。網(wǎng)變換。lmmnjninijlmmnmnnnmjiljiyZZZ