簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)的分析與計(jì)算

第三章簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)潮流的分析與計(jì)算呂泉84708923-603內(nèi)容：

第一節(jié)電力線路和變壓器的功率損耗和電壓降落

第二節(jié)開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布第三節(jié)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布電力系統(tǒng)潮流分布的概念1、潮流分布

正常運(yùn)行情況下，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)行情況下，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)。

第一節(jié)電力線路和變壓器的功率損耗和電壓降落問題：已知末端功率和末端電壓，求首端電壓和首端注入功率。等值網(wǎng)絡(luò)等值電路（網(wǎng)絡(luò)）圖一、電力線路的功率損耗和電壓降落單相電路：功率損耗：1、已知末端功率和末端電壓?jiǎn)蜗嚯娐罚弘妷航德洌?、已知末端功率和末端電壓?jiǎn)蜗嚯娐罚弘妷航德湎蛄繄D：1、已知末端功率和末端電壓?jiǎn)蜗嚯娐罚汗β蕮p耗：2、已知首端功率和首端電壓?jiǎn)蜗嚯娐罚弘妷航德洌?、已知首端功率和首端電壓?jiǎn)蜗嚯娐罚弘妷航德湎蛄繄D：2、已知首端功率和首端電壓?jiǎn)蜗嚯娐罚翰襟E：①假設(shè)末端電壓，+末端功率=>首端電壓和功率

②首端電壓+計(jì)算得功率=>末端電壓、功率③末端計(jì)算電壓+末端功率=>首端電壓和功率

④重復(fù)②-③，直至收斂3、已知末端功率和首端電壓電壓降落—線路兩端的電壓相量之差；

電壓損耗—電壓損耗（％）

；

電壓偏移—實(shí)際運(yùn)行電壓與線路額定電壓的差值，常用百分?jǐn)?shù)表示，即；

電壓調(diào)整(%)；

輸電效率（％）；

線損率（％）。4、幾個(gè)重要的概念13它包括兩端供電網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。線間幾何均距等，完全相同（也稱均一網(wǎng)）。已知末端功率、首端電壓，求首端功率、末電力網(wǎng)功率的經(jīng)濟(jì)分布是指使電力網(wǎng)總的有功功率損耗最小的功率分布。絡(luò)，按輻射形網(wǎng)絡(luò)計(jì)算最終功率分布。二、變壓器的功率損耗和電壓降落注入變壓器高壓母線的功率解：設(shè)母線1、2電壓均為額定值④潮流計(jì)算（若迭代，只需迭代一次即可）（3）在功率分點(diǎn)將兩端供電網(wǎng)拆開，得到兩個(gè)輻射形網(wǎng)絡(luò)，按輻射形網(wǎng)絡(luò)計(jì)算最終功率分布。第三節(jié)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布已知末端功率、首端電壓，求首端功率、末第一節(jié)電力線路和變壓器的功率損耗輸電線路首、末端電壓之間的關(guān)系

線路空載情況下，即線路空載（或輕載情況下）情況下，線路末端電壓高于首端電壓，這一點(diǎn)在超高壓輸電線路上應(yīng)予以特別注意，解決的方法是在線路兩端裝設(shè)補(bǔ)償電抗器。14雙側(cè)電源高壓輸電線路功率傳輸功率假定功率參考正方向?yàn)閺木€路1端向線路2端傳輸，高壓輸電線路的電抗X遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻R。即無功功率總是從電壓高的點(diǎn)流向電壓低的點(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)。15二、變壓器的功率損耗和電壓降落單相電路：計(jì)算基本原理：與電力線路計(jì)算完全相同Γ不同之處:①采用Γ形等值電路②導(dǎo)致支路為電感③近似計(jì)算中，可取

從而將變壓器的導(dǎo)納支路看做固定負(fù)荷16注意：上述公式既適合于線電壓和三相功率也適合于相電壓和單相功率自變量是相，應(yīng)變量（即計(jì)算結(jié)果）也是相；自變量是線，應(yīng)變量也是線。上述公式的特征是采用實(shí)數(shù)計(jì)算，避免了復(fù)雜的復(fù)數(shù)計(jì)算

第二節(jié)開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布例題1：簡(jiǎn)單輻射網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行要求：正常運(yùn)行時(shí)3母線電壓保持在36kV。試計(jì)算：電源處（1母線）上應(yīng)有的電壓和功率。計(jì)算要求：（1）采用有名制；（2）采用標(biāo)幺值；（3）變壓器采用Л形等值電路。例題2：簡(jiǎn)單輻射網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行要求：正常運(yùn)行時(shí)1母線電壓保持在117kV。試計(jì)算：3母線電壓，和1母線注入功率一、電力系統(tǒng)接線方式（a）（b）（c）開式網(wǎng)絡(luò)，也稱輻射網(wǎng)（d）環(huán)形網(wǎng)絡(luò)（d）兩端供電網(wǎng)絡(luò)二、輻射網(wǎng)潮流分布計(jì)算簡(jiǎn)單開式網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算步驟：①計(jì)算元件參數(shù)（有名值、標(biāo)幺值）②形成等值電路③計(jì)算潮流原理：①已知末端功率、電壓，從后向前計(jì)算②已知首端功率、電壓，從前向后計(jì)算③已知末端功率、首端電壓，迭代計(jì)算例題復(fù)雜輻射網(wǎng)絡(luò)變壓器損耗近似計(jì)算已知：?jiǎn)枺嚎煞窠魄蟪鼍€路首端注入功率？解：設(shè)母線1、2電壓均為額定值阻抗支路損耗變壓器損耗近似計(jì)算已知：?jiǎn)枺嚎煞窠魄蟪鼍€路首端注入功率？解：設(shè)母線1、2電壓均為額定值導(dǎo)納支路損耗變壓器損耗近似計(jì)算已知：結(jié)論：對(duì)于變壓器而言，已知一端功率，另一端功率可近似求出！三、電力系統(tǒng)等值電路的簡(jiǎn)化1、降壓變電所

變壓器從高壓母線上吸取的負(fù)荷從電力線路阻抗支路中流出的負(fù)荷運(yùn)算負(fù)荷功率近似固定

降壓變電所的簡(jiǎn)化概念

①降壓變電所的等值負(fù)荷等值負(fù)荷=低壓側(cè)負(fù)荷+變壓器阻抗支路功率損耗+變壓器導(dǎo)納支路功率損耗。

②降壓變電所的運(yùn)算負(fù)荷運(yùn)算負(fù)荷=等值負(fù)荷+相鄰線路電容功率的一半。302、定出力發(fā)電廠31注入變壓器高壓母線的功率注入線路阻抗支路的功率322、定出力發(fā)電廠①等值電源功率=發(fā)電機(jī)出力-廠用電功率-升壓變壓器功率損耗②運(yùn)算電源功率=等值電源功率-相鄰線路電容功率的一半33復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化34復(fù)雜開式網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算步驟：①計(jì)算元件參數(shù)（有名值、標(biāo)幺值）②用電力線路額定電壓（基本假設(shè)）計(jì)算變電所的運(yùn)算負(fù)荷和發(fā)電廠的運(yùn)算功率③做出具有運(yùn)算負(fù)荷或運(yùn)算功率的等值電路④潮流計(jì)算（若迭代，只需迭代一次即可）注意：有功分點(diǎn)和無功分點(diǎn)有時(shí)不一致。（1）利用運(yùn)算功率和運(yùn)算負(fù)荷對(duì)等值電路進(jìn)行簡(jiǎn)化；（3）在功率分點(diǎn)將兩端供電網(wǎng)拆開，得到兩個(gè)輻射形網(wǎng)絡(luò)，按輻射形網(wǎng)絡(luò)計(jì)算最終功率分布。二、輻射網(wǎng)潮流分布計(jì)算假設(shè)：全網(wǎng)電壓都為額定電壓掌握簡(jiǎn)單輻射網(wǎng)潮流計(jì)算2、已知首端功率和首端電壓所的運(yùn)算負(fù)荷和發(fā)電廠的運(yùn)算功率掌握簡(jiǎn)單環(huán)網(wǎng)潮流近似計(jì)算注意：有功分點(diǎn)和無功分點(diǎn)有時(shí)不一致。（2）計(jì)算兩端供電網(wǎng)的初步功率分布；和電壓降落二、輻射網(wǎng)潮流分布計(jì)算等值負(fù)荷、運(yùn)算負(fù)荷、等值功率、運(yùn)算功率對(duì)于變壓器而言，已知一端功率，另一端功率可近似求出！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)。例題：教材3-1

第三節(jié)兩端供電網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算（3）在功率分點(diǎn)將兩端供電網(wǎng)拆開，得到兩個(gè)輻射形網(wǎng)絡(luò)，按輻射形網(wǎng)絡(luò)計(jì)算最終功率分布。③已知末端功率、首端電壓，迭代計(jì)算已知末端功率、首端電壓，求首端功率、末④潮流計(jì)算（若迭代，只需迭代一次即可）已知首端功率、電壓，求末端功率、電壓假設(shè)：全網(wǎng)電壓都為額定電壓假設(shè)：全網(wǎng)電壓都為額定電壓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)。電壓偏移—實(shí)際運(yùn)行電壓與線路額定電壓的差值，常電壓降落—線路兩端的電壓相量之差；它包括兩端供電網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。二、輻射網(wǎng)潮流分布計(jì)算2、兩端供電網(wǎng)潮流計(jì)算例3同一電壓等級(jí)環(huán)網(wǎng)計(jì)算一、電力線路的功率損耗和電壓降落輸電線路首、末端電壓之間的關(guān)系2、已知首端功率和首端電壓1、兩端供電網(wǎng)的概念

兩端供電網(wǎng)—負(fù)荷可以從兩個(gè)方向獲得電能的網(wǎng)絡(luò)。它包括兩端供電網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。

2、兩端供電網(wǎng)潮流計(jì)算①計(jì)算步驟◆畫等值電路計(jì)算各元件參數(shù)；◆利用運(yùn)算功率和運(yùn)算負(fù)荷對(duì)等值電路進(jìn)行簡(jiǎn)化；◆計(jì)算兩端供電網(wǎng)的初步功率分布；◆確定功率分點(diǎn)；◆在功率分點(diǎn)將兩端供電網(wǎng)拆開，得到兩個(gè)輻射形網(wǎng)絡(luò)，按輻射形網(wǎng)絡(luò)計(jì)算最終功率分布。

簡(jiǎn)單兩端供電網(wǎng)的潮流計(jì)算（1）利用運(yùn)算功率和運(yùn)算負(fù)荷對(duì)等值電路進(jìn)行簡(jiǎn)化；（2）計(jì)算兩端供電網(wǎng)的初步功率分布；假設(shè)：全網(wǎng)電壓都為額定電壓可得：原理：假設(shè)：全網(wǎng)電壓都為額定電壓（2）計(jì)算兩端供電網(wǎng)的初步功率分布；假設(shè)：線路無損耗可得：42（2）計(jì)算兩端供電網(wǎng)的初步功率分布；可得：解得：力矩法公式同理：循環(huán)功率供載功率43（2）計(jì)算兩端供電網(wǎng)的初步功率分布；解得：若假設(shè)：線路參數(shù)：指電壓等級(jí)相同，導(dǎo)線的截面積、線間幾何均距等，完全相同（也稱均一網(wǎng)）。可得：44（3）確定功率分點(diǎn)；概念：網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)的功率是由其兩側(cè)向其流動(dòng)，這樣的節(jié)點(diǎn)成為功率分點(diǎn)。注意：有功分點(diǎn)和無功分點(diǎn)有時(shí)不一致。有功分點(diǎn)▼無功分點(diǎn)▽▼▽45（3）在功率分點(diǎn)將兩端供電網(wǎng)拆開，得到兩個(gè)輻射形網(wǎng)絡(luò)，按輻射形網(wǎng)絡(luò)計(jì)算最終功率分布。注：有功分點(diǎn)和無功分點(diǎn)不一致時(shí)，一般按無功分點(diǎn)拆分網(wǎng)絡(luò)，因無功分點(diǎn)電壓最低。▼▽46（4）按輻射形網(wǎng)絡(luò)計(jì)算最終功率分布。

損耗、電壓降落▼▽47例3同一電壓等級(jí)環(huán)網(wǎng)計(jì)算例3多電壓等級(jí)環(huán)網(wǎng)計(jì)算問題：參數(shù)如何歸算？是否存在循環(huán)功率？運(yùn)算功率表示的等值電路？493.潮流調(diào)控一、電力網(wǎng)功率的自然分布概念：不采取任何控制調(diào)節(jié)手段時(shí)，電力網(wǎng)的潮流分布稱為自然功率分布。

輻射網(wǎng)功率的自然分布完全取決于各點(diǎn)的負(fù)荷，無法調(diào)控。

兩端供電網(wǎng)（包括環(huán)形網(wǎng)絡(luò)）供載功率的自然分布按阻抗共軛值呈反比分布，可以調(diào)控。3.潮流調(diào)控二、兩端供電網(wǎng)(含環(huán)網(wǎng))供載功率的經(jīng)濟(jì)分布

電力網(wǎng)功率的經(jīng)濟(jì)分布是指使電力網(wǎng)總的有功功率損耗最小的功率分布。結(jié)論：環(huán)網(wǎng)中按電阻值反比分布時(shí)，網(wǎng)損最小

內(nèi)容回顧1.掌握簡(jiǎn)單輻射網(wǎng)潮流計(jì)算

已知首端功率、電壓，求末端功率、電壓已知末端功率、電壓，求首端功率、電壓已知末端功率、首端電壓，求首端功率、末端電壓2.掌握簡(jiǎn)單環(huán)網(wǎng)潮流近似計(jì)算

已知首端功率、電壓，求末端功率、電壓已知末端功率、電壓，求首端功率、電壓已知末端功率、首端電壓，求首端功率、末