電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析

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電力系統(tǒng)分析是電氣專業(yè)的最重要課程

電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三章簡單電力網(wǎng)絡(luò)的分析計(jì)算第一節(jié)潮流計(jì)算基本知識與輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算

主講周任軍

電力系統(tǒng)分析是電氣專業(yè)的最重要課程

一、電力系統(tǒng)潮流分布的概念1、潮流分布正常運(yùn)行狀況下，電力系統(tǒng)的電壓和功率分布稱為電力系統(tǒng)的潮流分布；

2、潮流計(jì)算正常運(yùn)行狀況下，電力系統(tǒng)電壓和功率分布的計(jì)算稱為潮流計(jì)算；

3、潮流計(jì)算的目的為電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算等提供依據(jù)。

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二、電力網(wǎng)等值電路的結(jié)構(gòu)G

T1L

T2

~UGRT1jXT1

~S=P+jQ

電力系統(tǒng)接線圖

RL

jXL

RT2

jXT2~S=P+jQ

GT1

jBT1

GL2

j

BLGL22

j

BL2

GT2

jBT2

1

等值電路圖R12jB10

jX12

2G20

R23

jX23

3G30

R34

jX34

4

G10

jB20

jB30

~S4=P4+jQ4

簡化等值電路圖

電力系統(tǒng)的等值電路由阻抗支路和對地導(dǎo)納支路組成

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三、阻抗支路的計(jì)算U1

~S1

R

jX

~S2

U2

1

2I

1、功率計(jì)算①功率損耗計(jì)算

~S=P+jQ=3I2(R+jX)=3I2R+j3I2X

P=3I2RQ=3I2X

已知首端電壓和首端功率時(shí)：S12S12P2+Q12P=3I2R=3()R=2R=12RU1U13U1S12S12P2+Q12Q=3IX=3()X=2X=12XU1U13U12

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已知末端電壓和末端功率時(shí)：22S22S2P22+Q2RP=3I2R=3()R=2R=2U2U23U222S22S2P22+Q2Q=3I2X=3()X=2X=X2U2U23U2

②功率平衡關(guān)系

~~~S2=P2+jQ2=S1S=(PP)+j(Q1Q)1~~~S1=P1+jQ1=S2+S=(P2+P)+j(Q2+Q)

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2、電壓計(jì)算①電壓下降計(jì)算~S*PjQ=U+jδU=3IZ=3(dU)(R+jX)=(R+jX)U3UPR+QXPXQR=+jUUPR+QX(電壓下降縱分量)UPXQRδU=(電壓下降橫分量)UU=

(取U=Uej0=U)PR+Q1XU1=1(電壓下降縱分量)已知首端電壓和首端功率時(shí)：U10

PXQ1RδU1=1(電壓下降橫分量)U1

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已知末端電壓和末端功率時(shí)：

U2=

P2R+Q2X(電壓下降縱分量)U2

②電壓平衡方程與電壓相量圖U1=U2+dU

P2XQ2RδU2=(電壓下降橫分量)U2U1

已知末端電壓和末端功率時(shí)：=U2+(U2+jδU2)=(U2+U2)+jδU2=U1ejδδU2=U2

dUU2

jδU2

已知首端電壓和首端功率時(shí)：U2=U1dUU1U1=U1

=U1(U1+jδU1)=(U1U1)jδU1=U2ejδ

δ

jδU1

dU

U2

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③電壓損耗及相角計(jì)算電壓下降：首末端電壓之間的相量差；電壓損耗：首末端電壓之間的大小之差；相角：首末端電壓之間的相位差。已知首端電壓和首端功率時(shí)：U2=(U1U1)+δU≈U1U1+221

δU122(U1U1)

≈U1U1+

δU122U1

≈

U1U1

δ=tg1

δU1U1U1

U1U2≈U1

δU122U1

≈U1

已知末端電壓和末端功率時(shí)：U1=(U2+U2)+δU222

≈U2+U2+

δU222(U2+U2)

≈U2+U2+

δU222U2

≈U2+U2

δ=tg1

δU2U2+U2

U1U2≈U2+

δU222U2

≈U2

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四、導(dǎo)納支路的功率損耗計(jì)算U~Sy

G

jB

U~*USy=3(Y)=U2(G+jB)=GU2+jBU233Py=GU2Qy=BU2

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電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三章簡單電力網(wǎng)絡(luò)的分析計(jì)算電力線路和變壓器運(yùn)行狀況的計(jì)算和分析其次節(jié)電力線路和變壓器運(yùn)行狀況的計(jì)算和分析

主講周任軍

電力系統(tǒng)分析是電氣專業(yè)的最重要課程

1、電力線路的分析計(jì)算、(1)電力線路上的電壓下降和電壓損耗U1=PR+Q1X1(電壓下降縱分量)U1

PXQ1RδU1=1(電壓下降橫分量)U1

電壓損耗：電壓損耗：

I1

R+jX

I2

PR+Q1XU1=1U1

U1

Bj2

j

B2

U2

中等長度線路的集中參數(shù)等值電路

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(2)電力線路上的功率損耗①阻抗支路上的功率損耗

P+QP=R2U222222P22+Q2Q=X2U2

②導(dǎo)納支路上的功率損耗

Py=GU=02

1Qy=BU22

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(3)輸電線路電能損耗①確切計(jì)算法—積分計(jì)算法8760

P

W==

∫Pdt=∫t00

8760

Pt2+Qt2Rdt=2UtRdt=R

8760

∫0

St2Rdt2UN8760

0

8760

t(h)

8760

∫0

2cos2φUN

Pt2

2cos2φUN

Pt2dt∫0

PP1P2

8760

=K

∫Pdt2t0

PtPkPn

②較確切計(jì)算法—分段計(jì)算法

W=K∑Ptk=1

n

2kk

0t1t2

tk

tn

8760

t(h)

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③實(shí)用計(jì)算法—最大負(fù)荷損耗時(shí)間法年最大負(fù)荷利用小時(shí)：8760

PPmax

Tmax=

∫pdt0

pmax0Tmax

年最大負(fù)荷損耗時(shí)間：8760

8760

t(h)

τmax=

∫pdt20

8760

K=

∫pdt20

P22Pmax

p

2m

2Kpm

WW==2KPmPmax

0

τmax

8760

t(h)

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年電能損耗：

τmax與負(fù)荷功率因數(shù)和負(fù)荷最大年利用小時(shí)數(shù)有關(guān)，其關(guān)系見表3-1,實(shí)用中根據(jù)負(fù)荷的功率因數(shù)和年利用小時(shí)數(shù)查出最大負(fù)荷損耗時(shí)間，即可計(jì)算一年中線路的電能損耗。實(shí)用計(jì)算法—年負(fù)荷損耗率法(略)

W=Pmaxτmax

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③表示輸電線路運(yùn)行狀況的技術(shù)指標(biāo)電壓下降—線路兩端的電壓相量之差電壓下降線路兩端的電壓相量之差；電壓損耗—電壓損耗(%)電壓損耗電壓損耗(%)=電壓損耗U1U2100UN

;

電壓偏移—實(shí)際運(yùn)行電壓與線路額定電壓的差值，電壓偏移實(shí)際運(yùn)行電壓與線路額定電壓的差值，常實(shí)際運(yùn)行電壓與線路額定電壓的差值UUN用百分?jǐn)?shù)表示，用百分?jǐn)?shù)表示，即U(%)=;100UN

電壓調(diào)整(%)電壓調(diào)整

=

U20U2100;U20

P2100;P1W=100。線損率(%)線損率(%)W1

輸電效

率(%)輸電效率(%)=

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(4)輸電線路首、末端電壓之間的關(guān)系輸電線路首、PR+QXU1U2≈U=UPR+QX0時(shí)：U1U2PR+QX0時(shí)：U1U2PR+QX=0時(shí)：U1=U2U1U2≈XQy/2U0

線路空載狀況下

,即線路空載

(或輕載狀況下)狀況下，線路末端電壓高于首端電壓，這或輕載狀況下)狀況下，線路末端電壓高于首端電壓，一點(diǎn)在超高壓輸電線路上應(yīng)予以特別注意，解決的方法是在一點(diǎn)在超高壓輸電線路上應(yīng)予以特別注意，在超高壓輸電線路上應(yīng)予以特別注意線路兩端裝設(shè)補(bǔ)償電抗器。線路兩端裝設(shè)補(bǔ)償電抗器。

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(5)高壓輸電線路傳輸功率假定功率參考正方向?yàn)閺木€路1端向線路端傳輸假定功率參考正方向?yàn)閺木€路端向線路2端傳輸，高壓端向線路端傳輸，輸電線路的電抗X遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻。輸電線路的電抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻R。遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻U1U2≈U=PR+QXQX≈UU

U1U20,Q0,無功功率從1端流向2端；U1U20,Q0,無功功率從2端流向1端；

即無功功率總是從電壓高的點(diǎn)流向電壓低的點(diǎn)。即無功功率總是從電壓高的點(diǎn)流向電壓低的點(diǎn)。δ≈tg1

PXQRPXQRPX≈≈UUU

δ0,P0,有功功率從1端流向2端；δ0,P0,有功功率從2端流向1端；

即有功功率總是從電壓相位超前的點(diǎn)流向電壓相位滯后的點(diǎn)。即有功功率總是從電壓相位超前的點(diǎn)流向電壓相位滯后的點(diǎn)。

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2、變壓器運(yùn)行狀況分析(1)變壓器潮流計(jì)算變壓器也是一個(gè)最簡單的輻射形網(wǎng)絡(luò)，其潮流計(jì)算按輻射形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。GTRTjXT

jBT

(2)變壓器的電能損耗計(jì)算變壓器阻抗支路的電能損耗計(jì)算與輸電線路電能損耗的計(jì)算方法一致，即：W變壓器導(dǎo)納支路的電能損耗按下式計(jì)算。zT

=PyT.maxτmax

2WyT=PyT8760=GTU28760≈GTUN8760=P08760

變壓器總電能損耗

WT=WZT+WyT

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電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三章簡單電力網(wǎng)絡(luò)的分析計(jì)算第三節(jié)輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布

主講周任軍

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1、輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算(1)輻射性網(wǎng)絡(luò)用戶只能從一個(gè)方向獲得電能的電力網(wǎng)。G

1T12

~1U1GT1

L1