新編-電力系統(tǒng)分析穆剛簡單電力網(wǎng)絡(luò)的計算和分析-精品課件

1、課程負(fù)責(zé)人：穆 鋼 教 授申 報 單位：東北電力大學(xué) 簡單電力網(wǎng)絡(luò)的計算和分析第三章介紹簡單電力網(wǎng)絡(luò)潮流分布的目的（物理概念）掌握各種簡單電力網(wǎng)絡(luò)潮流分布的手算方法引言7/19/2022問題的提出7/19/2022主要內(nèi)容3 電力網(wǎng)絡(luò)的簡化方法及其應(yīng)用4 電力網(wǎng)絡(luò)潮流的調(diào)整控制2 輻射型和環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中潮流分布1 電力線路和變壓器運行狀況的計算和分析7/19/2022電力線路的物理模型和等值電路電力線路和變壓器運行狀況的計算和分析型等值電路P 第一節(jié) 7/19/2022 1.電力線路的功率損耗計算 一.電力線路的功率損耗和電壓降落7/19/2022圖31中，設(shè)末端電壓為 ，末端功率為 ，則末端導(dǎo)納

2、支路的功率為阻抗支路末端的功率為阻抗支路中損耗的功率為7/19/2022始端導(dǎo)納支路的功率為始端功率為阻抗支路中始端的功率為未知量，怎么求呢？7/19/20222. 電力線路的電壓降落計算 電壓降落:線路始末兩端電壓的相量差7/19/2022則上式可改寫為 再令: 取與實軸重合，如圖32。則由可得7/19/2022電壓降落: 電壓損耗： 電壓偏差： 電壓調(diào)整(其中 為線路末端空載時的電壓數(shù)值)3.衡量電壓質(zhì)量的指標(biāo)7/19/2022二、電力線路上電能損耗式中 為電能損耗， 為有功功率損耗， 為時間。更為精確的計算方法如下式:另一種方法是由最大負(fù)荷利用小時數(shù)與最大負(fù)荷時的功率損耗求得，即7/19

3、/2022其中，可以根據(jù)最大負(fù)荷利用小時數(shù) 直接查取最大負(fù)荷損耗時間 。 表31所列就這種最大負(fù)荷損耗時間 與最大負(fù)荷利用小時數(shù) 的關(guān)系.7/19/2022560057005800590059507000485050005100520052506500420043504500460046506000360037503950400041005500300032003400350036005000250027002900300031504500200022002400260027504000160018002000215023503500125014001600180020003000950110

4、0125015001700250070080010001200150020001.000.950.900.850.80表31 最大負(fù)荷損耗時間 與最大負(fù)荷利用小時數(shù) 的關(guān)系 有表可見, 不僅與 有關(guān),還與線路傳輸功率的功率因數(shù)有關(guān). 7/19/2022 求出電能損耗后就可求出另一個標(biāo)志經(jīng)濟性能的指標(biāo):線損率%=式中 為線路末端輸出的電能.7/19/2022電力變壓器的物理模型和等值電路變壓器的物理模型三.變壓器的功率損耗、電壓降落7/19/2022阻抗支路末端的功率為變壓器的功率損耗7/19/2022阻抗支路中始端的功率為始端導(dǎo)納支路的功率為始端功率為僅希注意，變壓器勵磁支路的無功功率與線路支

5、路的無功功率符號相反。7/19/2022變壓器阻抗支路電壓降落類似電力線路的電壓降落,變壓器阻抗中電壓降落的縱,橫分量分別為:變壓器始端的電壓為: 各物理量意義見7/19/20222. 由電壓損耗的縱分量、橫分量 1. 由電壓損耗縱分量 可知降低電壓損耗的方法有：提高電壓等級；增大導(dǎo)線截面積；減小線路中流過的無功功率。討論：7/19/2022線路(變壓器)兩端電壓相角差；主要取決于輸送的有功功率。線路(變壓器)兩端電壓幅值差，主要取決于輸送的無功功率；對于高壓輸電網(wǎng)（RX）,則 7/19/2022第二節(jié) 輻射型和環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中潮流分布7/19/2022一. 簡單輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計算簡化等值電路jB

6、L/2jBL/27/19/2022輻射形網(wǎng)絡(luò)電壓、功率的關(guān)系: 非線性迭代解1. 已知同一點的電壓、功率: 遞推計算已知始端電壓和功率已知末端電壓和功率7/19/20222. 已知一端電壓與另一端功率:兩步計算:設(shè)全網(wǎng)為額定電壓, 計算功率損耗(不計電壓損耗), 推算全網(wǎng)功率分布、始端功率;由始端電壓、功率向末端推算電壓損耗(不再另算功率損耗), 計算各母線電壓。若 結(jié)束,否則將 作為 繼續(xù)回代,稱該方法為前推回代法7/19/2022二. 運算負(fù)荷與運算功率1. 變電所的運算負(fù)荷簡化等值電路7/19/2022變電所等值負(fù)荷: 變電所運算負(fù)荷: 等值負(fù)荷 + 一次母線所連線路充電功率的1/2 其

7、中7/19/20222. 發(fā)電廠的運算功率簡化等值電路7/19/2022發(fā)電廠等值功率: 發(fā)電廠運算功率: 等值功率 升壓母線所連的線路充電功率的1/2。7/19/2022三. 閉環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布7/19/2022基本解題思路兩步計算（1）設(shè)全網(wǎng)為額定電壓, 不考慮功率損耗, 求網(wǎng)絡(luò)的基本功率分布;（2）依基本功率分布, 在功率分點將閉式網(wǎng)打開, 分別按開式網(wǎng)計算.閉環(huán)形網(wǎng)絡(luò)可分為:兩端供電網(wǎng)和簡單環(huán)式網(wǎng)絡(luò)7/19/20221、兩端供電網(wǎng)的基本功率分布7/19/2022U4SaZ3114Z23Z12SbSLD2SLD3IaU123簡化等值電路7/19/2022其中為功率的自然分布, 為強制

8、功率.假設(shè)則有7/19/2022 無功分點：說明：不計損耗基本功率分布: 不計功率損耗的分布, 反映電流分布功率分點: 功率從兩側(cè)供給有功分點:7/19/2022稱上式為潮流計算的負(fù)荷矩公式推廣到n個負(fù)荷節(jié)點:7/19/20222、環(huán)網(wǎng)的基本潮流分布 7/19/2022Ia1SLD2SLD3Sa23I23ILD2ILD3I31環(huán)網(wǎng)等效電路的潮流分布 7/19/2022設(shè)1，2，3節(jié)點電壓相等, 環(huán)網(wǎng)初功率分布:同理,由負(fù)荷矩公式可得:7/19/2022設(shè)忽略網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗， 打開網(wǎng)絡(luò)成輻射網(wǎng)： Sa12Z12SLD231Z23SbSLD17/19/2022設(shè)節(jié)點2為功率分點，則在2點將環(huán)網(wǎng)打

9、開:找功率分點-環(huán)路上電壓最低點 Sa12Z12SLD2Z3131Z23SbSLD3SLD22圖中7/19/2022說明功率的自然分布各段線路負(fù)荷的分布取決于阻抗循環(huán)功率取決于電壓差 的取向閉式網(wǎng)的基本功率分布：兩端電源電壓相等時的自然功率分布 + 與負(fù)荷無關(guān)的循環(huán)功率7/19/2022 的產(chǎn)生：兩端供電； 環(huán)路中變壓器變比不匹配。A12A21如：，則：A11A2 1:K11:K2T1T2A2選擇正方向如圖，則：7/19/2022第三節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的簡化方法及其應(yīng)用一. 等值電源法等值電源法圖263-等值電路7/19/2022圖中等值電源和等值電抗分別為:7/19/2022二. 負(fù)荷移置法移置后

10、)(b將一個負(fù)荷移置兩處，兩處的負(fù)荷由下式確定：移置前a()7/19/2022移置后)(b將兩個負(fù)荷移置一處，該處的位置由下式確定：7/19/2022第四節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)潮流的調(diào)整控制兩端供電網(wǎng)-電源容量受到限制輻射形網(wǎng)絡(luò)-潮流取決于負(fù)荷環(huán)形網(wǎng)絡(luò)-潮流按阻抗分布7/19/2022一. 調(diào)整控制潮流的必要性1. 各線段導(dǎo)線單位長度參數(shù)相同時:2.各線段導(dǎo)線單位長度參數(shù)不相同時:7/19/2022這時的網(wǎng)絡(luò)損耗為:令可求得有功功率損耗最小時的功率分布:7/19/2022有功功率損耗最小時的功率分布應(yīng)按線段的電阻分布而不是阻抗分布. 由上述可見7/19/2022二. 潮流調(diào)控的措施 作用:限流,串聯(lián)在重載線路上可避免該線路過載. 作用:以容抗抵償線路感抗,起轉(zhuǎn)移其他重載線路流通功率的目的.串聯(lián)電抗作用:產(chǎn)生一環(huán)流或強制循環(huán)功率.串聯(lián)電容附加串聯(lián)加壓器7/19/2022 目前,隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展,為潮流控制提供了新的可供選擇的方案.1.晶閘管控制串聯(lián)電容器 電力系統(tǒng)中廣泛采用的潮流調(diào)控措施有: 利用對晶閘管觸發(fā)相位的控制,與電容器一起形成一個可調(diào)節(jié)的容抗,用來補償輸電線路的感抗7/19/20222.靜止同步補償器 由交流器組成的無功補償裝置,既可發(fā)無功功率,又可發(fā)有功功率,而且調(diào)節(jié)靈活方便3.高壓直