第三章簡單電力網(wǎng)絡(luò)潮流的分析與計算

1、第三章第三章 簡單電力網(wǎng)絡(luò)潮流的分析與計算簡單電力網(wǎng)絡(luò)潮流的分析與計算key:dlxtfx引言引言 潮流分布：電力系統(tǒng)中電壓、電流、功率潮流分布：電力系統(tǒng)中電壓、電流、功率的分布的分布 計算潮流分布的目的：分析未來電力系統(tǒng)計算潮流分布的目的：分析未來電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)的運行狀態(tài) 特點：靜態(tài)、穩(wěn)定條件下的分析特點：靜態(tài)、穩(wěn)定條件下的分析例例3-2 簡單環(huán)網(wǎng)簡單環(huán)網(wǎng)簡單電力網(wǎng)絡(luò)接線圖例例3-1 簡單輻射網(wǎng)簡單輻射網(wǎng)輻射形網(wǎng)絡(luò)接線圖舉例例例3-1 簡單輻射網(wǎng)（電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析）簡單輻射網(wǎng)（電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析）輻射形網(wǎng)絡(luò)接線圖舉例更復(fù)雜的系統(tǒng)更復(fù)雜的系統(tǒng)通常以文本方式給出。通常以文本方式給出。IEEE1

2、4節(jié)點系統(tǒng)圖節(jié)點系統(tǒng)圖1413126111095478321支路數(shù)據(jù)（標(biāo)幺值，支路數(shù)據(jù)（標(biāo)幺值，SB=100MVA）支路號支路號首末端母線號首末端母線號支路電阻支路電阻支路電抗支路電抗1/2充電電容電納充電電容電納11-20.019380.059170.0264022-30.046990.019790.0219032-40.058110.176320.0187041-50.054030.223040.0246052-50.056950173880.0170063-40.067010.171030.0173074-50.013350.042110.0064087-80.00000.176150.

3、0000097-90.00000.110010.00000109-100.031810.084500.00000116-110.094980.198900.00000126-120.122910.155810.00000136-130.066150.130270.00000149-140.127110.270380.000001510-110.082050.192070.000001612-130.220920.199880.000001713-140.170930.348020.00000185-60.00000.252020.00000194-70.00000.209120.0000020

4、4-90.00000.556180.00000計算潮流分布的已知量計算潮流分布的已知量 已知各母線注入或流出的功率（已知各母線注入或流出的功率（P,QP,Q） 已知各母線的電壓和注入有功功率（已知各母線的電壓和注入有功功率（P,VP,V） 已知各母線的電壓和相角（已知各母線的電壓和相角（V V，） 如何根據(jù)已知量求系統(tǒng)潮流分布？如何根據(jù)已知量求系統(tǒng)潮流分布？本章內(nèi)容本章內(nèi)容手算：簡單系統(tǒng)潮流手算：簡單系統(tǒng)潮流 第一節(jié)第一節(jié) 電力線路和變壓器的功率損耗和電力線路和變壓器的功率損耗和電壓降落；電壓降落； 第二節(jié)第二節(jié) 開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布；開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布； 第三節(jié)第三節(jié) 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布。環(huán)形

5、網(wǎng)絡(luò)的潮流分布。 附：第零節(jié)附：第零節(jié) 計算基本原理計算基本原理 第零節(jié)第零節(jié) 潮流計算基本原理潮流計算基本原理一、電力線路和變壓器等值電路基本結(jié)構(gòu)一、電力線路和變壓器等值電路基本結(jié)構(gòu)二、阻抗支路功率損耗和電壓降落二、阻抗支路功率損耗和電壓降落三、導(dǎo)納支路功率損耗三、導(dǎo)納支路功率損耗一、電力線路和變壓器等值電路結(jié)構(gòu)一、電力線路和變壓器等值電路結(jié)構(gòu)1S4S1234LZTZ2LY2LYTY問題：已知末端電壓和功率，求潮流分布問題：已知末端電壓和功率，求潮流分布阻抗支路阻抗支路導(dǎo)納支路導(dǎo)納支路結(jié)論結(jié)論1 1：潮流計算的核心：潮流計算的核心： 阻抗支路電壓降落和功率損耗的計算阻抗支路電壓降落和功率損耗

6、的計算 導(dǎo)納支路的功率損耗的計算導(dǎo)納支路的功率損耗的計算二、阻抗支路功率損耗和電壓降落二、阻抗支路功率損耗和電壓降落(1). (1). 功率損耗功率損耗12其中，其中，Z=R+jXZ=R+jX為每相的為每相的阻抗。電壓為阻抗。電壓為相電壓相電壓，功率為功率為單相功率單相功率。I.I.單相單相2.ZSI Z單相2222121()()SSIUU22222211.2221()()()()()=()ZPQPQSRjXRjXUU相22222()SPQIUU得得：二、阻抗支路功率損耗和電壓降落二、阻抗支路功率損耗和電壓降落的計算的計算(1). (1). 功率損耗功率損耗其中，其中，Z=R+jXZ=R+jX

7、為每相的為每相的阻抗。電壓為阻抗。電壓為相電壓相電壓，功率為功率為單相功率單相功率。II.II.三相三相2.3=3ZZSSI Z 三相單相2,1,2222,1()()33SSIUU三相三相線，線22222211.2221()()()()()=()ZPQPQSRjXRjXUU，三相，三相，三相，三相三相，線，線得得：三相、單相形式三相、單相形式一樣一樣12I.I. 電壓降落電壓降落( (單相單相) )(2). (2). 電壓降落電壓降落1212ZdUUUI Z*2121*221121()()()()ZSSIUUPjQPjQUUA.A.取取向量向量 的相角為的相角為0 0度。即，把度。即，把 作為

8、參考向量。作為參考向量。2U2U可得可得22222212222()()PjQP RQ XP XQ RdURjXjUUUUj U 12B.B.取取向量向量 的相角為的相角為0 0度。即，把度。即，把 作為參考向量。作為參考向量。1U1U可得可得11111211()P RQ XP XQ RdUjUj UUU 向量表示向量表示電壓降落電壓降落縱縱分量分量電壓降落電壓降落橫橫分量分量1212UUdU有效值表示有效值表示22122()()UUUUUU12向量表示向量表示電壓降落電壓降落縱縱分量分量電壓降落電壓降落橫橫分量分量2112UUdU有效值表示有效值表示22211()()UUUUUU12I.I.

9、電壓降落電壓降落( (三相三相) )(2). (2). 電壓降落電壓降落00303012,12,33jjZdUedUeI Z線相0030*30/3()()3/3jZjSPjQeIUUe三相三相三相線線*12,()PjQdUZU三相三相線線()PRQXPXQRjUj UUU 三相三相三相三相線線線線12同樣同樣A.A.取取向量向量 的相角為的相角為0 0度。即，把度。即，把 作為參考向量。作為參考向量。2U，線2U線可得可得22221222=()PRQXPXQRdUjUU，三相，三相，三相，三相線，線，線B.B.取取向量向量 的相角為的相角為0 0度。即，把度。即，把 作為參考向量。作為參考向量

10、。U1，線U1，線可得可得12=()PRQXPXQRdUjUU1，三相1，三相1，三相1，三相線1，線1，線三、導(dǎo)納支路功率損耗的計算三、導(dǎo)納支路功率損耗的計算已知端電壓，求損耗分布已知端電壓，求損耗分布其中，其中，Y=G+jBY=G+jB為每相的為每相的導(dǎo)納。電壓為導(dǎo)納。電壓為線電壓線電壓，功率為功率為三相功率三相功率。功率損耗功率損耗( (三相三相) )UYYS*222222( )()yyySY UGjBUGUjBUPj Q ，三相線線，線，線，三相，三相若若Y Y為容性，則為容性，則B0, B0, ，支路，支路發(fā)出發(fā)出無功功率無功功率 若若Y Y為感性，則為感性，則B0, B0, ，支路

11、支路吸收吸收無功功率無功功率 0yQ0yQ注意：注意： 在下面的在下面的PPTPPT中，計算功率損耗和電壓降中，計算功率損耗和電壓降落時，均采用落時，均采用線電壓和三相功率線電壓和三相功率進(jìn)行計算進(jìn)行計算。 特征：特征： 可以看出，上面的計算中可以看出，上面的計算中不存在復(fù)數(shù)不存在復(fù)數(shù)計算。計算。 三相計算和單相計算形式相同三相計算和單相計算形式相同。 第一節(jié)第一節(jié) 電力線路和變壓器的電力線路和變壓器的 功率損耗和電壓降落功率損耗和電壓降落一、電力線路的功率損耗和電壓降落一、電力線路的功率損耗和電壓降落二、變壓器的功率損耗和電壓降落二、變壓器的功率損耗和電壓降落三、電力網(wǎng)的電能損耗三、電力網(wǎng)的

12、電能損耗四、運算功率和運算負(fù)荷四、運算功率和運算負(fù)荷一、電力線路的功率損耗和電壓降落一、電力線路的功率損耗和電壓降落形等值電路：形等值電路：2Y2S2S2Y2yS1yS1S1S2UZSZ1U12其中，其中，Z=R+jXZ=R+jX，Y=Y=G+jBG+jB為每為每相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線電壓，功率為三相功率。電壓，功率為三相功率。222222222222222211112211()()()()()()()()ZPQPQSRjXUUPQPQRjXUUI.I. 阻抗支路阻抗支路*222222222221()()221122yyyYSUGjB UGUjBUPj Q (1) (

13、1) 功率損耗功率損耗( (三相三相) )II.II. 導(dǎo)納支路導(dǎo)納支路若若Y Y為容性，支路為容性，支路發(fā)出發(fā)出無功功率無功功率 形等值電路：形等值電路：2Y2S2S2Y2yS1yS1S1S2UZSZ1U12其中，其中，Z=R+jXZ=R+jX，Y=G+Y=G+jBjB為每為每相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線電壓，功率為三相功率。電壓，功率為三相功率。*221112211111()()221122yyyYSUGjB UGUjBUPj Q (2) (2) 電壓降落電壓降落( (三相三相) )112212112212P RQ XP RQ XUUUP XQ RP XQ RUUU指阻

14、抗支路指阻抗支路III.III.電力線路中的功率和電壓關(guān)系電力線路中的功率和電壓關(guān)系12流出線路阻抗支路功率流出線路阻抗支路功率222ySSS流入線路阻抗支路功率流入線路阻抗支路功率12ZSSS流入線路的功率流入線路的功率111212yyyZSSSSSSS線路的功率損耗為：線路的功率損耗為：12LyyZSSSS 2222122222()()()()P RQ XP XQ RUUjUUUUjUUdU電壓關(guān)系：電壓關(guān)系：形等值電路：形等值電路：2Y2S2S2Y2yS1yS1S1S2UZSZ1U12其中，其中，Z=R+jXZ=R+jX，Y=GY=G+jB+jB為每為每相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線相的阻抗和

15、導(dǎo)納。電壓為線電壓，功率為三相功率。電壓，功率為三相功率。(3) (3) 若已知如下條件，求潮流分布若已知如下條件，求潮流分布I.I. 末端電壓、功率末端電壓、功率2.2. 首端電壓、功率首端電壓、功率3.3. 首端電壓、末端功率首端電壓、末端功率4.4. 末端電壓、首端功率末端電壓、首端功率(4) (4) 衡量電壓質(zhì)量的指標(biāo)衡量電壓質(zhì)量的指標(biāo)20U220UUUjUUU21221UUUNUU1NUU2%100)(NU%100)(NU%100)(20U形等值電路：形等值電路：2Y2S2S2Y2yS1yS1S1S2UZSZ1U12其中，其中，Z=R+jXZ=R+jX，Y=GY=G+jB+jB為每為

16、每相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線電壓，功率為三相功率。電壓，功率為三相功率。(5) (5) 電力線路運行狀況分析電力線路運行狀況分析I.I. 空載運行空載運行222212yySjBUj Q 22222222Q XBU XUUQ RBU RUU10021002100100%2112221lxbBXUUUUUN電壓損耗形等值電路：形等值電路：2Y2S2S2Y2yS1yS1S1S2UZSZ1U12其中，其中，Z=R+jXZ=R+jX，Y=GY=G+jB+jB為每為每相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線電壓，功率為三相功率。電壓，功率為三相功率。說明：說明：1.1. 末端

17、電壓比首端高；末端電壓比首端高；2.2. 若線路長度超過一定距若線路長度超過一定距離，則末端電壓很可能離，則末端電壓很可能超過允許值，需采取防超過允許值，需采取防止措施。止措施。II.II. 負(fù)載運行負(fù)載運行忽略對地容忽略對地容性功率性功率（由）：（由）：2222222222P RQ XQ XUUUP XQ RP XUUU線路線路(變壓器變壓器)兩端電壓兩端電壓幅值差幅值差，主要取決于輸送的，主要取決于輸送的無功功率無功功率；線路線路(變壓器變壓器)兩端電壓兩端電壓相角差相角差；主要取決于輸送的；主要取決于輸送的有功功率有功功率。結(jié)論：結(jié)論：III.III. 輸電極限輸電極限忽略對地容忽略對地

18、容性功率性功率（由）：（由）：122*sinUUPX 存在一個最大傳輸功率：線路功率極限。存在一個最大傳輸功率：線路功率極限。 但實際上不會達(dá)到，因熱穩(wěn)極限低于該值。但實際上不會達(dá)到，因熱穩(wěn)極限低于該值。結(jié)論：結(jié)論：前面是負(fù)號前面是負(fù)號二、變壓器的功率損耗和電壓降落二、變壓器的功率損耗和電壓降落形等值電路：形等值電路：其中，其中，Z=R+jXZ=R+jX，Y=Y=G-jBG-jB為每為每相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線電壓，功率為三相功率。電壓，功率為三相功率。222222222222222211112211()()()()()()()()ZPQPQSRjXUUPQPQRjXU

19、UI.I. 阻抗支路阻抗支路*22112211( )()yyySY UGjB UGUjBUPj Q (1) (1) 功率損耗功率損耗( (三相三相) )II.II. 導(dǎo)納支路導(dǎo)納支路若若Y Y為感性，支路為感性，支路吸收吸收無功功率無功功率 形等值電路：形等值電路：其中，其中，Z=R+jXZ=R+jX，Y=GY=G-jB-jB為每為每相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線電壓，功率為三相功率。電壓，功率為三相功率。(3) (3) 功率損耗估算功率損耗估算( (三相三相) )I.I. 導(dǎo)納支路導(dǎo)納支路*2211( )()ySY UGjB U2001200%() ()1000100%10

20、00100yNNNPIUSSUPIS有有200%()()/1000100NNPIGjBjSU故：通用公式故：通用公式形等值電路：形等值電路：其中，其中，Z=R+jXZ=R+jX，Y=GY=G-jB-jB為每為每相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線電壓，功率為三相功率。電壓，功率為三相功率。II.II. 阻抗支路阻抗支路23ZSI Z有有2%()/(3)1000100kkNNPUZjSI故：通用公式故：通用公式221121121%() ()1000100%/( 3)() 1000100/( 3)%/() 1000100/%() 1000100kkZNNkkNNNkkNNNkkNNPU

21、ISjSIPUSUjSSUPUSUjSSUPUSjSS形等值電路：形等值電路：其中，其中，Z=R+jXZ=R+jX，Y=GY=G-jB-jB為每為每相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線相的阻抗和導(dǎo)納。電壓為線電壓，功率為三相功率。電壓，功率為三相功率。(3) (3) 電壓降落電壓降落( (三相三相) )112212112212P RQ XP RQ XUUUP XQ RP XQ RUUU指阻抗支路指阻抗支路三、電力網(wǎng)的電能損耗三、電力網(wǎng)的電能損耗所有線路和變壓器有功功率損耗對時間的積分所有線路和變壓器有功功率損耗對時間的積分(1) (1) 定義定義(2) (2) 一些概念一些概念供電量供電量W1： 給定時間

22、（日、月、季、年）內(nèi)，電力系統(tǒng)中所給定時間（日、月、季、年）內(nèi)，電力系統(tǒng)中所有發(fā)電廠的總發(fā)電量與廠用電量之差（即發(fā)電機注入有發(fā)電廠的總發(fā)電量與廠用電量之差（即發(fā)電機注入電網(wǎng)的發(fā)電量。電網(wǎng)的發(fā)電量。1(%)100%cWWW電力網(wǎng)的損耗電量電力網(wǎng)的損耗電量Wc： 給定時間（日、月、季、年）內(nèi)，在所有給定時間（日、月、季、年）內(nèi)，在所有送電、送電、變電、配電變電、配電環(huán)節(jié)中損耗的電量。環(huán)節(jié)中損耗的電量。電力網(wǎng)的網(wǎng)損率電力網(wǎng)的網(wǎng)損率W（%）：）：(1) (1) 運算負(fù)荷：運算負(fù)荷：四四 運算負(fù)荷和運算功率運算負(fù)荷和運算功率I. 負(fù)荷功率：負(fù)荷功率： 降壓降壓變壓器變壓器低壓側(cè)低壓側(cè)末端負(fù)荷的功率。末端

23、負(fù)荷的功率。負(fù)荷功率負(fù)荷功率II. 等值負(fù)荷功率：等值負(fù)荷功率： 降壓變壓器降壓變壓器高壓側(cè)母線高壓側(cè)母線上負(fù)荷從網(wǎng)絡(luò)中取用的功率；上負(fù)荷從網(wǎng)絡(luò)中取用的功率；即即“負(fù)荷功率負(fù)荷功率+變壓器損耗變壓器損耗”。等值負(fù)荷功率等值負(fù)荷功率在已知負(fù)荷的條件下，在已知負(fù)荷的條件下，變壓器的阻抗支路損變壓器的阻抗支路損耗和勵磁支路損耗可耗和勵磁支路損耗可近似計算得出！近似計算得出！因此，等值負(fù)荷功率因此，等值負(fù)荷功率可近似計算得出！可近似計算得出！III. 運算負(fù)荷：運算負(fù)荷：負(fù)荷功率負(fù)荷功率等值負(fù)荷功率等值負(fù)荷功率從電力線路阻抗支從電力線路阻抗支路中流出的負(fù)荷路中流出的負(fù)荷運算負(fù)荷運算負(fù)荷由于母線電壓在額

24、定電由于母線電壓在額定電壓附近，因此，線路對壓附近，因此，線路對地電容所消耗的功率近地電容所消耗的功率近似固定似固定2*22LyNNBSU YjU 運算負(fù)荷運算負(fù)荷的定義的定義：從電力線路阻抗支路中流出的功率；從電力線路阻抗支路中流出的功率； 即即“負(fù)荷功率負(fù)荷功率+變壓器損耗變壓器損耗+線路在變壓器側(cè)的導(dǎo)線路在變壓器側(cè)的導(dǎo) 納支路所消耗的功率納支路所消耗的功率”。(2) (2) 運算功率：運算功率：I. 電源功率：電源功率： 發(fā)電機電壓母線送至系統(tǒng)的功率。發(fā)電機電壓母線送至系統(tǒng)的功率。電源功率電源功率II. 等值電源功率：等值電源功率： 發(fā)電機端口升壓變壓器發(fā)電機端口升壓變壓器高壓側(cè)母線向高

25、壓側(cè)母線向網(wǎng)絡(luò)中送出的網(wǎng)絡(luò)中送出的功率；即功率；即“電源功率電源功率-變壓器損耗變壓器損耗”。等值電源功率等值電源功率III. 運算功率運算功率的定義的定義： 流入流入電力線路電力線路阻抗支路阻抗支路的功率；的功率； 即即“電源功率電源功率-變壓器損耗變壓器損耗-線路在變壓器側(cè)的導(dǎo)線路在變壓器側(cè)的導(dǎo) 納支路所消耗的功率納支路所消耗的功率”。電源功率電源功率等值電源功率等值電源功率注入變壓器高注入變壓器高壓母線的功率壓母線的功率注入線路阻抗注入線路阻抗支路的功率支路的功率 第三節(jié)第三節(jié) 開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布一、電力系統(tǒng)的接線方式一、電力系統(tǒng)的接線方式二、簡單開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計算二、

26、簡單開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計算三、變電所較多的開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布三、變電所較多的開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布一、電力系統(tǒng)的接線方式一、電力系統(tǒng)的接線方式（1 1）分類：）分類：開式網(wǎng)絡(luò)開式網(wǎng)絡(luò)（也稱輻射網(wǎng)）（也稱輻射網(wǎng)）兩端供電網(wǎng)絡(luò)（兩端供電網(wǎng)絡(luò)（環(huán)形網(wǎng)絡(luò)可以看作是特殊情況環(huán)形網(wǎng)絡(luò)可以看作是特殊情況）（2 2）開式網(wǎng)絡(luò)：）開式網(wǎng)絡(luò)： 無備用接線方式無備用接線方式（a a）放射式）放射式 （b b）干線式樣）干線式樣 （c c） 鏈?zhǔn)芥準(zhǔn)?有備用接線方式有備用接線方式（a a）放射式）放射式 （b b）干線式樣）干線式樣 （c c） 鏈?zhǔn)芥準(zhǔn)絻?yōu)點：簡單、經(jīng)濟、運行方便優(yōu)點：簡單、經(jīng)濟、運行方便缺點：供電可靠性差缺

27、點：供電可靠性差 適用范圍：二級負(fù)荷適用范圍：二級負(fù)荷優(yōu)點：供電可靠性和電壓質(zhì)量高優(yōu)點：供電可靠性和電壓質(zhì)量高缺點：不經(jīng)濟缺點：不經(jīng)濟 適用范圍：電壓等級較高或重要的負(fù)荷適用范圍：電壓等級較高或重要的負(fù)荷（3 3）兩端供電網(wǎng)絡(luò)：）兩端供電網(wǎng)絡(luò)：（d d） 環(huán)式環(huán)式 （e e） 兩端供電網(wǎng)絡(luò)兩端供電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點：供電可靠性和電壓質(zhì)量高優(yōu)點：供電可靠性和電壓質(zhì)量高缺點：不經(jīng)濟缺點：不經(jīng)濟 適用范圍：電壓等級較高或重要的負(fù)荷適用范圍：電壓等級較高或重要的負(fù)荷復(fù)雜電力系統(tǒng)的接線方式一般呈：環(huán)網(wǎng)環(huán)網(wǎng)一般呈：輻射網(wǎng)；重要負(fù)荷，雙回線。輸電網(wǎng)的接線方式輸電網(wǎng)的接線方式環(huán)網(wǎng)與多回路并存環(huán)網(wǎng)與多回路并存低壓配電網(wǎng)的

28、接線方式低壓配電網(wǎng)的接線方式輻射網(wǎng)輻射網(wǎng)電電源源二、簡單開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計算二、簡單開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計算條件條件1 1：已知末端電壓和功率；：已知末端電壓和功率；條件條件2 2：已知首端電壓和功率；：已知首端電壓和功率；條件條件3 3：已知末端電功率和首端電壓；：已知末端電功率和首端電壓；求：潮流分布求：潮流分布（1）若已知末端功率和末端電壓）若已知末端功率和末端電壓 II. 計算步驟如下：計算步驟如下：I 計算方法：計算方法：利用計算電力線路和變壓器功率損耗和利用計算電力線路和變壓器功率損耗和電壓降落的公式，由末端逐段向首端推算。電壓降落的公式，由末端逐段向首端推算。 歸算等值電路（既可歸算到高

29、壓側(cè)，也可歸算歸算等值電路（既可歸算到高壓側(cè)，也可歸算到低壓側(cè)）到低壓側(cè)） 把已知條件歸算到基準(zhǔn)側(cè)（設(shè)歸算到高壓側(cè)）把已知條件歸算到基準(zhǔn)側(cè)（設(shè)歸算到高壓側(cè)）：3311011036102.85(kV)38.538.5UU 計算變壓器的潮流分布：計算變壓器的潮流分布：223323()()()0.162.11(MVA)()TZTTPQSRjXjU233333333()()=TTTTTTUUUj UP RQ XP XQ RUjUU（102.85+7.67）+j8.712*2()0.060.6(MVA)yTTSUY22233()()110.86(kV)=110.52 kVTTTUUUUUU或（近似計算）

30、（）22313.9615.22(MVA)TTTyZySSSSSSj3arctan4.51TUUU 以線路末端電壓和功率求線路潮流分布：以線路末端電壓和功率求線路潮流分布：2*22()1.34(Mvar)2LyYSU 222222()()()0.6911.056(MVA)()LZLLPQSRjXjU22215.2212.62(MVA)ySSSj122222222()()=LLLLLLUUUj UP RQ XP XQ RUjUU（110.86+6.74）+j2.08(kV)22122()()117.62(kV)=117.26 kVLLLUUUUUU或（近似計算）（）2arctan1LLLUUU2*

31、11()1.512(Mvar)2LyYSU 12121512.91(M1VA)6LyyZSSSSSj潮流分布計算結(jié)束潮流分布計算結(jié)束！也可采用標(biāo)幺值進(jìn)行計算，參閱穩(wěn)態(tài)分析（也可采用標(biāo)幺值進(jìn)行計算，參閱穩(wěn)態(tài)分析（P84P84，例，例3-13-1）（2）若已知首端功率和首端電壓）若已知首端功率和首端電壓 II. 計算步驟如下：計算步驟如下：I 計算方法：計算方法：利用計算電力線路和變壓器功率損耗和利用計算電力線路和變壓器功率損耗和電壓降落的公式，由首端逐段向末端推算。電壓降落的公式，由首端逐段向末端推算。 與已知條件（與已知條件（1）下的計算步驟基本相同。請同學(xué)）下的計算步驟基本相同。請同學(xué)們課后

32、計算。們課后計算。（3）若已知末端功率和首端電壓）若已知末端功率和首端電壓 I 精確計算方法：精確計算方法： 假設(shè)末端電壓為額定電壓，則變?yōu)榍闆r（假設(shè)末端電壓為額定電壓，則變?yōu)榍闆r（1），依），依照（照（1）所示方法求首端注入功率和）所示方法求首端注入功率和首端電壓首端電壓； 以計算所得首端功率和已知首端電壓，求末端電壓以計算所得首端功率和已知首端電壓，求末端電壓和和 末端功率末端功率（與情況（與情況（2）相同）。）相同）。 比較比較計算所得計算所得首端電壓和末端功率與給定值差異，首端電壓和末端功率與給定值差異，若相差較大，則以若相差較大，則以計算所得末端電壓計算所得末端電壓和給定末端功和給定

33、末端功率，重復(fù)步驟率，重復(fù)步驟. 反復(fù)反復(fù)迭代迭代，直至直至收斂！收斂！實踐中，經(jīng)過一實踐中，經(jīng)過一兩次往返計算，兩次往返計算，即可得到足夠精即可得到足夠精確的結(jié)果！確的結(jié)果！ II. 簡化計算方法：簡化計算方法： 假設(shè)假設(shè)全網(wǎng)全網(wǎng)電壓電壓均均為額定電壓，由末端向首端推算，為額定電壓，由末端向首端推算，僅計算功率損耗，而不計電壓降落；僅計算功率損耗，而不計電壓降落； 根據(jù)求得始端功率，再運用給定的始端電壓和求得根據(jù)求得始端功率，再運用給定的始端電壓和求得的始端功率向末端推算，僅計算電壓降落，但不在的始端功率向末端推算，僅計算電壓降落，但不在重新計算功率損耗。重新計算功率損耗。 示例步驟：示例步

34、驟： 歸算等值電路（既可歸算到高壓側(cè)，也可歸算歸算等值電路（既可歸算到高壓側(cè)，也可歸算到低壓側(cè)）到低壓側(cè)） 把已知條件歸算到基準(zhǔn)側(cè)（設(shè)歸算到高壓側(cè)）把已知條件歸算到基準(zhǔn)側(cè)（設(shè)歸算到高壓側(cè)）：3311011036102.85(kV)38.538.5UU 設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓，求元件損耗和功率分布：設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓，求元件損耗和功率分布：22332()()()0.141.85(MVA)()TZTTNPQjXUSRj*2()0.060.6(MVA)yTTNSYjU0.162.11(MVA)j0.060.6(MVA)*22()1.33(Mvar)2yNLYSU 1.34(Mvar)*12()1.3

35、3(Mvar)2yNLYSU 1.512(Mvar)2315.1413.1(MVA)TZSSSj22315.213.7(MVA)TTTyZySSSSSSj15.2213.96(MVA)j22215.212.37(MVA)ySSSj15.2212.62(MVA)j22222()()()0.6851.047(MVA)()LZLNLPQSRUjXj0.6911.056(MVA)j1215.89112.426(MVA)LZSSSj11115.89111.096(MVA)ySSSj15.9112.16(MVA)j 以求得的功率分布為依據(jù)，由首端電壓求電壓分布以求得的功率分布為依據(jù)，由首端電壓求電壓分布1

36、2111111=LLLLLLdUUj UP RQ XP XQ RjUU 6.405+j2.177(kV)21-=117.62-6.405=111.215kVLUUU（）1117.62(kV)()U 已知量1arctan1.02-LLLUUUkV110.52（）1 以求得的功率分布為依據(jù)，由首端電壓求電壓分布以求得的功率分布為依據(jù)，由首端電壓求電壓分布23T222222=TTTTTdUUj UP RQ XP XQ RjUU 8.151+j8.064(kV)32-=111.215-8.151=103.064kVTUUU（）2arctan4.45-TTTUUU102.85kV（）4.51顯然，若按照

37、方法（顯然，若按照方法（I），則一次迭代的計算結(jié)果更），則一次迭代的計算結(jié)果更接近于實際值。接近于實際值。3338.538.536.072 kV110110UU=103.064（）實際計算時實際計算時ke先簡化等值電路先簡化等值電路二、變電所較多的開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布二、變電所較多的開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析例例3-13-1條件條件3 3：已知末端電功率和首端電壓；：已知末端電功率和首端電壓；求：潮流分布求：潮流分布IIIAS計算步驟如下計算步驟如下： 參數(shù)計算；參數(shù)計算； 以以電力線路額定電壓電力線路額定電壓求變電所的運算負(fù)荷或發(fā)電求變電所的運算負(fù)荷或發(fā)電廠的運算功率廠的運算功

38、率 作出具有運算負(fù)荷或運算功率的等值網(wǎng)絡(luò)作出具有運算負(fù)荷或運算功率的等值網(wǎng)絡(luò)( (僅含阻僅含阻抗支路抗支路) ) 潮流計算潮流計算IAIIS1S1S2S2S3S3SISASIIS116kV20.29+j14.9413.79+j9.428.14+j6.61 第四節(jié)第四節(jié) 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布一、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布一、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布二、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的潮流分布二、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的潮流分布三、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟功率分布三、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟功率分布四、潮流調(diào)整四、潮流調(diào)整一、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布一、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布(a)網(wǎng)絡(luò)接線圖GGT1T2T33212S3S231(b)等值網(wǎng)絡(luò)（1） 環(huán)形

39、網(wǎng)絡(luò)的簡化環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的簡化環(huán)網(wǎng)特征：環(huán)網(wǎng)特征：即使最簡單環(huán)網(wǎng)的等值網(wǎng)絡(luò)也非常復(fù)雜，即使最簡單環(huán)網(wǎng)的等值網(wǎng)絡(luò)也非常復(fù)雜， 難于手工計算！難于手工計算！3S1122332S3S1122332S(b)等值網(wǎng)絡(luò)簡化方法：簡化方法： 假設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓假設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓，計算各變電所的運算，計算各變電所的運算 負(fù)荷和發(fā)電廠的運算功率負(fù)荷和發(fā)電廠的運算功率從而：從而： 組成了只包括運算負(fù)荷和運算功率及組成了只包括運算負(fù)荷和運算功率及線路阻抗線路阻抗的的 簡化等值網(wǎng)絡(luò)。簡化等值網(wǎng)絡(luò)。(c)簡化等值網(wǎng)絡(luò)132Z12Z13Z233S2S1SaIbI環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的等值網(wǎng)絡(luò)簡化環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的等值網(wǎng)絡(luò)簡化3S11223

40、32S3S1122332S1S注入阻抗支路的電流注入阻抗支路的電流運算負(fù)荷運算負(fù)荷運算負(fù)荷運算負(fù)荷運算功率運算功率(b)等值網(wǎng)絡(luò)（2） 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的功率分布計算功率分布計算I.I.應(yīng)用回路電流法列回路方程應(yīng)用回路電流法列回路方程122321323()()0aaaZ IZIIZIII(c)簡化等值網(wǎng)絡(luò)132Z12Z13Z233S2S1SaIbI2I3III.II.設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓U UN N( (線線) )因：因：0*303jNSIeU有：有：*12232*1323()()() )()()() )0aaaZSZSSZSSSIII.III.解上述方程可得：解上述方程

41、可得：相似：相似：（3-283-28）（3-293-29）132Z12Z13Z233S2S1S2I3I*13*23*123*132*13*23)(ZZZSZSZZSa*13*23*122*123*12*23)(ZZZSZSZZSb等值兩端供電網(wǎng)絡(luò)：等值兩端供電網(wǎng)絡(luò)： 在節(jié)點1把網(wǎng)絡(luò)打開，可得一等值的兩端供電網(wǎng)，如下圖所示。其兩端電壓大小相等，相位相同。上述公式因與力學(xué)中梁的反作用力上述公式因與力學(xué)中梁的反作用力計算公式相似計算公式相似，故稱為，故稱為力矩法公式力矩法公式。1231Z12Z13Z23Z等值兩端供電網(wǎng)絡(luò)等值兩端供電網(wǎng)絡(luò)aSbSaSbS2S3S 如，具有4個節(jié)點的環(huán)式網(wǎng)絡(luò)，如右圖，推

42、廣推廣上式與力學(xué)中梁的反作用力計算公式相似，故稱為力矩法公式。1234aSbS2S3S4S41*34*23*12*43*23*12*423*12*312*241*34*23*12*41*441*34*341*34*23*2)()()()()()(ZZZZZZZSZZSZSSZZZZZSZZSZZZSSba同理，可推廣出n=5,6,7，的計算公式。簡化條件：若系統(tǒng)中各線路結(jié)構(gòu)相同，導(dǎo)線截面相同，也即單位長度的參數(shù)完全相同，則上式可簡化為：簡化計算：簡化計算：4134231243231242312312241*34*23*12*43*23*12*423*12*312*241342312414413

43、43413423241*34*23*12*41*441*34*341*34*23*2)()()()()()()()()()()()(lllllllSllSlSZZZZZZZSZZSZSSlllllSllSlllSZZZZZSZZSZZZSSba線路長度線路長度IV.IV.確定功率分點：確定功率分點：在求的在求的 和和 之后，即可求出各支路的功率分布之后，即可求出各支路的功率分布aSbS1234aSbS2S3S4S)(434123233422312SSSSSSSSSSSSbaa如：如：從計算結(jié)果中會發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點的功率是由兩側(cè)向其從計算結(jié)果中會發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點的功率是由兩側(cè)向其流動的，

44、這些節(jié)點稱為流動的，這些節(jié)點稱為功率分點功率分點。又分為。又分為有功功率分點有功功率分點（標(biāo)注）和標(biāo)注）和無功功率分點無功功率分點（標(biāo)注），如上圖示例。標(biāo)注），如上圖示例。上述公式計算時假設(shè)的條件：設(shè)全網(wǎng)電壓均為額定電壓設(shè)全網(wǎng)電壓均為額定電壓U UN N，即各母線電壓幅值相等，相角相同。即各母線電壓幅值相等，相角相同。假設(shè)條件的內(nèi)含：假設(shè)條件的內(nèi)含：這意味著：這意味著：沒有考慮線路的電壓降落和功率損耗沒有考慮線路的電壓降落和功率損耗。即有：即有：各母線注入功率之和各母線注入功率之和= =各母線流出功率之和各母線流出功率之和故而：所計算的功率分布為故而：所計算的功率分布為初步功率分布初步功率分布

45、。若只要求計算若只要求計算初步初步功率分布，則計算到此為止功率分布，則計算到此為止。否則，還需要進(jìn)一步計算功率損耗和電壓降落。否則，還需要進(jìn)一步計算功率損耗和電壓降落。V.V.根據(jù)功率分點，解環(huán)：根據(jù)功率分點，解環(huán)：1234aSbS2S3S4S因無功功率分點通常是系統(tǒng)電壓因無功功率分點通常是系統(tǒng)電壓最低點，故根據(jù)最低點，故根據(jù)無功功率分點解無功功率分點解環(huán)環(huán)1234aSbS2S23S4S43SVI.VI.把系統(tǒng)分解為兩個輻射網(wǎng)把系統(tǒng)分解為兩個輻射網(wǎng) a a網(wǎng)網(wǎng):1-2-3:1-2-3 b b網(wǎng)：網(wǎng)：1-4-31-4-3VII. VII. 對對a a網(wǎng)和網(wǎng)和b b網(wǎng)，通常已知首端電壓，而末端功率

46、已知網(wǎng)，通常已知首端電壓，而末端功率已知 因此，可利用前面所學(xué)知識求的各元件的功率損耗和因此，可利用前面所學(xué)知識求的各元件的功率損耗和電壓降落，進(jìn)而計算出潮流分布。電壓降落，進(jìn)而計算出潮流分布。二、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的潮流分布二、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的潮流分布（1） 兩端網(wǎng)絡(luò)的簡化兩端網(wǎng)絡(luò)的簡化圖簡單兩端供電網(wǎng)絡(luò)接線132Z12Z13Z233S2S1S2I3IaSbS1231Z12Z13Z23Z等值兩端供電網(wǎng)絡(luò)等值兩端供電網(wǎng)絡(luò)aSbS2S3S簡化等值電路簡化等值電路特例：特例：環(huán)形網(wǎng)絡(luò)可看做是特殊的兩端供電網(wǎng)絡(luò)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)可看做是特殊的兩端供電網(wǎng)絡(luò)：兩端電壓兩端電壓大小相等，相角相同。大小相等，相角相同。簡化方

47、法：簡化方法： 假設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓假設(shè)全網(wǎng)電壓為額定電壓，計算各變電所的運算，計算各變電所的運算負(fù)荷和發(fā)電廠的運算功率；負(fù)荷和發(fā)電廠的運算功率；從而：從而：組成了只包括組成了只包括運算負(fù)荷和運算功率及運算負(fù)荷和運算功率及線路阻抗線路阻抗的簡化等值網(wǎng)絡(luò)。的簡化等值網(wǎng)絡(luò)。簡化等值電路234SaS2S13SbS4U1U12Z23Z34Z即，不考慮功率損耗和電壓降落，所即，不考慮功率損耗和電壓降落，所得結(jié)果也是初步潮流分布結(jié)果得結(jié)果也是初步潮流分布結(jié)果（2） 兩端網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算兩端網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算234SaS2S13SbS4U1U12Z23Z34Z34322321230143041)()(3

48、300ZIIIZIIZIeUdeUUaaajj根據(jù)：根據(jù)：KVLKVL設(shè)：設(shè)：NNUUUUUU4321將：將： 帶入上式后帶入上式后0*303jNSIeU可得：可得：*12232*132314()()() )()()() )aaaNZSZSSZSSSU dU234SaS2S13SbS4U1U12Z23Z34Z化簡，可得：化簡，可得：*2334341423*122334122334*2323341423*122334122334()()NaNbSZZS ZU dUSZZZZZZS ZS ZZU dUSZZZZZZ循環(huán)功率循環(huán)功率cScS值取決于值取決于：兩端電壓兩端電壓差，和線差，和線路阻抗路阻抗思考：思考：開始時兩端電壓相等，相位相同；然后：開始時兩端電壓相等，相位相同；然后：逐步提高逐步提高1 1端電壓幅值端電壓幅值逐步改變逐步改變1 1和和2 2節(jié)點的相位節(jié)點的相位會有什么現(xiàn)象？會有什么現(xiàn)象？234SaS2S13SbS4U1U12Z23Z34ZcS思考：思考：若網(wǎng)絡(luò)空載，線路中有無功率？如何計若網(wǎng)絡(luò)空載，線路中有無功率？如何計算？算？（3） 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)循環(huán)功率方向的判斷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)循環(huán)功率方向的判斷132Z12Z13Z233S2S1S2I3IaSbS簡化等值電路簡化等值電路(a)網(wǎng)絡(luò)接線圖GGT1T2T33212S3S231無循環(huán)功