兩端供電網(wǎng)絡手工潮流分析

學號:曲Sb亨《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》課程設計（2012級本科）題目： 兩端供電網(wǎng)絡手工潮流分析系（部）院： 物理與機電工程學院專業(yè)：電氣工程及其自動化作者姓名： 孔德斌 指導教師： 劉永科職稱:副教授完成日期：2015年06月20日河西學院本科生課程設計任務書設計題目兩端供電網(wǎng)絡手工潮流分析作者姓名孔德斌學院、專業(yè)、年級物電學院電氣工程專業(yè)12級指導教師姓名、職稱劉永科副教授任務下達日期2015年5月20日一、設計原始資料A.：LGJ-120/80km LGJ-95/6°km LGJ-95/50kmDm=5m Dm=5m Dm=5m卜--己2xSF-15/110II卜二/SF-20/110▼20+j15MVA ▼15+j12MVA圖所示為兩端供電網(wǎng)絡，已知電源A點電壓為117KV，電源端B點電壓112KV。二、 設計任務對給定網(wǎng)絡進行參數(shù)計算。對給定網(wǎng)絡進行手工潮流計算。繪制網(wǎng)絡潮流分布圖。三、 設計要求設計及計算說明書（1） 說明書要求書寫整齊，條理分明，表達正確、語言正確。（2） 計算書內(nèi)容：為各設計內(nèi)容最終成果、確定提供依據(jù)進行的技術(shù)分析、論證和定量計算等。（3） 計算書要求：計算無誤，分析論證過程簡單明了，各設計內(nèi)容列表匯總。圖紙（1） 繪制分析所需的必要圖紙（2） 圖紙要求：用標準符號繪制，布置均勻，設備符號大小合適，清晰美觀。

四、論文（設計）進度安排階段論文（設計）各階段名稱起止日期1熟悉設計任務書、設計題目及設計背景資料5.20?5.252查閱有關(guān)資料5.26?5.273閱讀設計要求必讀的參考資料5.28?5.294書寫設計說明書5.30?6.155小組答辯質(zhì)疑6.21?6.226上交設計成果6.30五、需收集和閱讀的資料及參考文獻（指導教師指定）［1］：陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（第三版）［M］，北京，中國電力出版社，2007［2］：何仰贊，溫增銀.《電力系統(tǒng)分析》第三版［M］，武漢，華中科技大學出版社，2002教研室*意見［3］：教研室*意見負責人簽名：年月日摘要潮流計算是在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、參數(shù)和決定系統(tǒng)運行狀態(tài)的邊界條件的情況下確定系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)的一種基本方法，是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運營中不可缺少的一個重要組成部分?？梢哉f，它是電力系統(tǒng)分析中最基本、最重要的計算,是系統(tǒng)安全、經(jīng)濟分析和實時控制與調(diào)度的基礎。常規(guī)潮流計算的任務是根據(jù)給定的運行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如各母線上的電壓（幅值及相角）、網(wǎng)絡中的功率分布以及功率損耗等。潮流計算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算和故障分析的基礎。在電力系統(tǒng)運行方式和規(guī)劃方案的研究中，都需要進行潮流計算以比較運行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟性。同時，為了實時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，也需要進行大量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統(tǒng)中應用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運算。在系統(tǒng)規(guī)劃設計和安排系統(tǒng)的運行方式時，采用離線潮流計算；在電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控中，則采用在線潮流計算。是電力系統(tǒng)研究人員長期研究的一個課題。它既是對電力系統(tǒng)規(guī)劃設計和運行方式的合理性、可靠性及經(jīng)濟性進行定量分析的依據(jù)，又是電力系統(tǒng)靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定計算的基礎。TOC\o"1-5"\h\z目錄 1\o"CurrentDocument"一、 電力系統(tǒng)潮流計算 2\o"CurrentDocument"二、 潮流計算的意義 2\o"CurrentDocument"三、 兩端供電網(wǎng)絡的近似功率分布計算 3\o"CurrentDocument"四、 兩端供電網(wǎng)絡的設計任務 5\o"CurrentDocument"五、 詳細解法 51、 對給定網(wǎng)絡進行參數(shù)計算 5\o"CurrentDocument"（1） 線路L1 5（2） 線路L2 6\o"CurrentDocument"（3） 線路L3 6（4） 變壓器T1 7（5） 變壓器T2 7電力網(wǎng)絡的等值電路圖 82、 計算運算負荷 8（1） 計算2點的運算負荷 8（2） 計算3點的運算負荷 9（3） 電力網(wǎng)絡的簡化等值電路 93、 計算近似功率分布 9（1） 計算初步功率分布 9（2） 計算循環(huán)功率 10（3） 計算各線段的功率損耗 104、 計算功率分布和電壓分布 11（1） 左側(cè)電網(wǎng)At2t3 11a、 計算功率分布 11b、 計算電壓分布 11（2） 右側(cè)電網(wǎng)bt3 12a、 計算功率分布 12b、 計算電壓分布 125、 計算變電所低壓母線電壓（根據(jù)電力網(wǎng)絡的等值電路圖） 12（1） 變電所I 12\o"CurrentDocument"（2） 變電所II 13電力網(wǎng)絡的潮流分布圖 13\o"CurrentDocument"六、 需收集和閱讀的資料及參考文獻 14\o"CurrentDocument"七、 總結(jié) 14八、 附錄（手工潮流計算說明書及其手繪圖紙） 15

、電力系統(tǒng)潮流計算、電力系統(tǒng)潮流計算電力系統(tǒng)潮流計算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行情況的一種基本電氣計算。它的任務是根據(jù)給定的運行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如各母線上的電壓(幅值及相角)、網(wǎng)絡中的功率分布以及功率損耗等。電力系統(tǒng)潮流計算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算和故障分析的基礎。二、潮流計算的意義(1)在電網(wǎng)規(guī)劃階段,通過潮流計算，合理規(guī)劃電源容量及接入點，合理規(guī)劃網(wǎng)架，選擇無功補償方案，滿足規(guī)劃水平的大、小方式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓的要求。(2)在編制年運行方式時，在預計負荷增長及新設備投運基礎上，選擇典型方式進行潮流計算,發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中薄弱環(huán)節(jié)，供調(diào)度員日常調(diào)度控制參考，并對規(guī)劃、基建部門提出改進網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，加快基建進度的建議。正常檢修及特殊運行方式下的潮流計算，用于日運行方式的編制,指導發(fā)電廠開機方式，有功、無功調(diào)整方案及負荷調(diào)整方案，滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求。預想事故、設備退出運行對靜態(tài)安全的影析及作出預想的運行方式調(diào)整萬案。總結(jié)為在電力系統(tǒng)運行狀態(tài)和規(guī)劃方案的研究中，都需要進行潮流計算以比較運行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟性。同時，為了實時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，也需要進行大量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統(tǒng)中應用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運算。在系統(tǒng)規(guī)劃設計和安排系統(tǒng)的運行方式時，采用離線潮流計算；在電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控中，則采用在線潮流計算。

三、兩端供電網(wǎng)絡的近似功率分布計算將最簡單的兩端供電網(wǎng)絡簡化，得到兩端供電網(wǎng)的等值電路如圖。其兩端電壓大小不等、相位不同，U豐U。1 4~SCZ23Z1Z2~S~2三、兩端供電網(wǎng)絡的近似功率分布計算將最簡單的兩端供電網(wǎng)絡簡化，得到兩端供電網(wǎng)的等值電路如圖。其兩端電壓大小不等、相位不同，U豐U。1 4~SCZ23Z1Z2~S~223~S~3兩端供電網(wǎng)的等值電路由于兩端電壓U1豐U4，它們之間存在相量差dU=U1-U4，就使得由節(jié)點1到節(jié)點4產(chǎn)生了一個循環(huán)功率，以可表示循環(huán)功率一*UNdU兩端供電網(wǎng)絡中，各線路中流過的功率可以看作是兩個功率分量的疊加。其一為兩端電壓相等時的環(huán)式網(wǎng)絡的近似功率；另一為循環(huán)功率（注意循環(huán)功率的方向與dU的取向有關(guān)）。兩端供電網(wǎng)絡的近似功率分布：~S~2~+S3Z3***Z1+Z2+Z3~+S~c~* ~^~1 2k27S2Z]+~1 2k27***Z1+Z2+Z3~ ~ ~S =S-S23a2由此可見，區(qū)域性開式網(wǎng)絡與區(qū)域性閉式網(wǎng)絡在計算上的不同點就在于功率

分布的計算，后者的功率分布是分兩步完成的。當網(wǎng)絡各線段的R/X值相等時，稱之為均一網(wǎng)絡。這類網(wǎng)絡在不計功率損耗影響時，自然功率分布的有功分量和無功分量是互不影響的。這時，他們是按電阻或電抗分布的，即：P=整P=整AR￡P(guān)=汁BR￡￡QRQ=+=i__-_B￡￡qrQ=itA￡將式~=~-~中的電阻換為相應的電抗也是正確的，特別是全網(wǎng)導線截23a2面相同時，功率的自然分布按長度分布，即：TOC\o"1-5"\h\zS二堂 S=箕Al B l￡應該注意：環(huán)流高鼓功率的計算與網(wǎng)絡是否均一無關(guān)?？梢宰C明：在閉式電力網(wǎng)絡中，欲使有功功率損耗最小，應使功率分布按電阻分布，即：由此可見：均一網(wǎng)S=二 S=已由此可見：均一網(wǎng)A?*t R￡ B.opt R￡絡功率的自然分布也就是有功損耗最小時的分布。因此，在進行網(wǎng)絡規(guī)劃設計時，應使網(wǎng)絡接近均一。對于非均一網(wǎng)絡，要達此目的，必須采用一定的措施。

四、兩端供電網(wǎng)絡的設計任務已知：兩端供電網(wǎng)絡如圖所示。已知電源A點電壓117KV，電源端B點電壓112KV，計算網(wǎng)絡功率分布和電壓分布。ALGJ-120/80kmLGJ-95/60kmLGJ-95/50kmBD=5m\D=5mD=5mm |m 1 m}1iuk-y2XSF—15/110II SF-20/110f 1F20+j15MVA"5+j12MVA查表得:SF—15/110:額定變比110/11kv,p^=128而,p°=40.5kw,Uk%=10.5,10%=3.5SF—20《110:額定變比11011kv,pk=157kw,p0=48.6而,U^%=10.5,10%=2.3五、詳細解法1、對給定網(wǎng)絡進行參數(shù)計算選取110kv作為電壓的基本級，計算網(wǎng)絡參數(shù)，并畫出等值電路。（1）線路L1L1:LGJ—12080km，D=5m（查表得LGJ—120型線路的直徑15.2mm）r=E=31,5方=027。/1s120,■km'km7.6+7.6+°.°157%m=°.4239￡b廣 X10-6grx=0.1445lg—b廣 X10-6gr7.58—X10-6S〈=2.69X10-6s/

,5000 km zkm1g"■廠

艮即r1=0.27Q/km,氣=0.423Q/km,g廣0,b1=2.69x10-6s/kmR1=0.27x80=21.6Q,X“=33.84Q,B“=2.15x10-4s線路導納上的功率損耗AS =-jB1U2=-j1x2.15x10-4x1102=-j1.3MVarYL12N2線路L2L2:LGJ-95/60km,D=5m(查表得LGJ—95型線路的直徑為13.8mm)=已=31=已=31.5Q'1S95 7km=0.336.9+0.0157Qkm=0里96.9+0.0157Qkm=0里9明m1 rg=01b=^5^x10-6=_^^x10-6以=2.65x10-6s/1D 5000 /km km】g丁 lgk即：r=0.33Q/km,氣=0.429Q/km,g1=0,々=2.65x10-6s/kmR2=0.33x60=19.8Q,X以=25.74Q,B22=1.59x10-4s線路導納上的功率損耗：AS =-jBL2U2=-j-x1.59x10-4x1102=-j0.96MVarYL22N2（3）線路L3L3:LGJ-95/50km,D=L3:LGJ-95/50km,r=2=315Q， =033Q/1s95.■-km/kmx=0.1445lgDm+0.0157=0.1445xlg5000+0.0157Q。=0.429Q<1 °r 6.9 /km /km

b- 7.善x10-6=-^5^1lg牛1gb- 7.善x10-6=-^5^1lg牛1g碧x10-6skm=2.65x10-6s'km%-0.33x50-16.5Q,X”-21.45Q,b-b-2.65x10-6s/kmBl3-1.33x10-4sAS=-jB3U2=-j1x1.33x10-4x1102=-j0.81MVarYL32N2變壓器T1T:SF-15/110PU2—K_N1~1000S2并聯(lián)參數(shù):U%U2—K N1100SN并聯(lián)參數(shù):U%U2—K N1100SNP 0 1000U2N110.5x1102=84.7Q100x1540.5 =3.35x10-6S1000x1102:工-3.5x15=43.4x10-6S100U* 100x1102Z]=2R+jXT)=3.44+j42.35Q=2(GT-jBT)-(6.7-j86.4)x10-6S變壓器導納支路的功率損耗?ASYT1=2x(Gt+jB「U2=2x(3.35+j43.4)x10-6x1102=0.081+j1.05MVA（5）變壓器T2T2:SF-20/110

里L—157X1102—4.75。;1000S2 1000X202N100X15lL^N1-10.5x1102-100X15100SP 0 P 0 1000"2N148.6 —4.02x10-6S1000X1102牛-￥X15—38x10-6S100"二100X1102變壓器導納支路的功率損耗:~AS =(G+jB)U2—(4.02+j38)x10-6x1102=0.049+j0.46MVA電力網(wǎng)絡的等值電路圖（如下所示）21.6+j33.84 fj1-3-j0.962 l薩.96*-j1.3AS.T1=0^81+jL0519.8+j25.74SIT24.75+lj63.53-j°.81* Bo16.5+j21.45B3―—CZZH—I——- -j0.81v ASg=0.049+j0.463.44+j42.35S-=20+j1532、計算運算負荷計算2點的運算負荷A~ —P2+Q(R+jX)ZT1 U2 T1 T1N202+152— —(3.44+j42.35)=0.18+j2.2MVA*]=S；+AS^t=20+j15+0.18+j2.2=20.18+j17.2MVATOC\o"1-5"\h\z??? ? ? ?S=S'+A?+A?+A?+A?2 ZT1 YT1 YU YL2=20+j15+0.18+j2.2+0.081+j1.05—j1.3—j0.96=20.26+j15.99MVA計算3點的運算負荷aS=p+Q32(r+jx)ZT1 U2 T2 T2N152+122?LC、= (4.75+j63.53)1102=0.15+j1.97MVA? ? ? 一 __ST2=S；+aSt3=15+j15+0.15+j1.97=15.15+j13.97MVA??????S=S'+A?+a?+a?+a?3 ZT2 YT2 YU2 YL3=15+j12+0.15+j1.97+0.049+j0.46—j0.96—j0.81=15.2+j1266MVA電力網(wǎng)絡的簡化等值電路如圖2-3：A 21.6+j33.84219.8+j25.743 16.5+j21.45B 1I 1I 1I ?-j1.3] &' L —，~ |-j0.81。U 23]F b20.26+j15.99 15.2+j12.66圖2-33、計算近似功率分布計算初步功率分布根據(jù)電力網(wǎng)絡的等值電路圖，以兩端供電網(wǎng)絡的計算方法計算功率分布根據(jù)電力網(wǎng)絡的等值電路圖，如X+之3B)+￡弓° ZA2+Z23+Z2B_(20.26+j1.99)x(36.3-j47.2)+(15.2+j12.66)x(16.5-j21.45)- 57.9-j81=15.79+j13.57MVAS=S?'x2+S3(ZA2+知)=19.6+j15.08MVAb ZA2+Z23+z3b校核：S+S=(15.79+j13.57)+(19.6+j15.08)=35.39+j28.65MVAabS+S=(20.26+j15.99)+(15.2+j12.66)=35.46+j28.65MVA2 3S+義="+W可見計算無誤計算循環(huán)功率因為兩端供電電壓U豐U，所以存在循環(huán)功率，且流向為B到A,AB其值為S=5=110x(117-112)=3.21+j4.5MVAc之59.7-j81￡計算各線段的功率損耗S'=S+S=15.79+j13.57+3.21+j4.5=19+j18.07MVAS；=Sb+S=19.67+j15.08—3.21—j4.5S；=Sb+SS'23=S'+寧2=19+j18.07-20.26-j15.99=-1.26+j2.08S'23由近似功率分布計算可見：P=-1.26MW<0有功功率從節(jié)點3流向節(jié)點2，所23以有功功率的分布為2節(jié)點；Q^=2.08MVar>0無功功率從節(jié)點2流向節(jié)點3,因此在電壓最低點將電網(wǎng)拆分為兩個：3VA( (21.6+j33.84 19.8+j25.74SS16.5+j21.45 BSS，Sb=16.46+J10.5820.26+j15.99 s' 126.208圖3-34、計算功率分布和電壓分布(1)左側(cè)電網(wǎng)AT2T3已知：首端電壓Ua=117kv，末端功率S23=-1.26+j2.08MVAa、計算功率分布~ ~ P'2+Q'2s=%+-2_—俄23+jx23)N=—1.26+j2.08+技6；二2°82(19.8+j25.74)=—1.25+j2.09MVAS=S"+S=—1.25+j2.09+20.26+j15.99=19+j18.08MVA1~,P'2+Q‘2=S1'+ 氣2+%)N=19=j18.08+"2甘082(21.6+j33.84)=20.23+j20MVA=S+(—j1.3)=20.23+j20—j1.3=20.23+j18.7M^A1b、計算電壓分布117…20.23x21.6+20x33.84=117— =107.49kv

117=U-=U-P2RA2+QX232U2=107.49--1.25x19.8+2.09x25.74107.49=107.22如（2）右側(cè)電網(wǎng)B-3已知：始端電壓UB=112加末端功率S；=16.46+J10.58MVAa、計算功率分布=S，+P+Q；(R+jX)bU2 3B 3BN=16.46+=16.46+j10.58+16.462+10.582H0(16.5+j21.45)+16.98+j11.26MVA=S4+(-j0.81)=16.98+j11.26-j0.81=16.98+j10.45MVAb、計算電壓分布112=112-戚98x16.5+"26x21.45=107.34如1125、計算變電所低壓母線電壓（根據(jù)電力網(wǎng)絡的等值電路圖）（1）變電所I：U=U-P1R1+Qt1*「12 2 U220.18x3.44+17.