电力系统分析第3章(简单电力系统的潮流计算)

问题的提出GG110KV220KVb50+j30MVAgx2×LGJ—400/502×LGJ—120/25F12150km180+j100MVA120km60kmLGJ—120/25简单电力网络接线图第3章简单电力系统的潮流计算3.1基本概念3.2开式网络的电压和功率分布计算3.3简单闭式网的电压和功率分布计算本章提示负荷功率的表示法；电压降落、电压损耗、电压偏移、运算电源功率、运算负荷功率的基本概念；电力网元件的功率损耗、电压损耗的计算；开式网、简单闭式网的潮流计算（同一电压级、多个电压级）。3.1.1负荷功率的表示方法3.1.2电压降落、电压损耗、电压偏移3.1.3功率损耗3.1.4运算负荷功率和运算电源功率3.1基本概念3.1.1负荷功率的表示方法IUS*3~*3~IUSφj0Iα-αβUI3.1基本概念)(*333~jjjUIeIeUeIUSjQPjUIUIjsincos33若负荷为容性，结果会怎样？jQPS~3.1基本概念电压降落222222221)()(UUUarctgUUUU＝电压降落的纵分量电压降落横分量首末端电压的相位差222UjUU＝22221222XXPRQPQRUUjUU3.1.2电压降落、电压损耗、电压偏移1U1~SIjXRI2~S2ULDS~向量差3.1基本概念ABCI1U2U2U2Uj11111111112UjUUURQXPjUXQRPUU212112)()(UUUU111arctanUUU3.1基本概念电压损耗12UUUAD电压偏移100NNUUU电压偏移（％）＝代数差反映供电电压的质量3.1基本概念3.1.3功率损耗功率损耗阻抗中的功率损耗导纳中的功率损耗与功率有关与电压有关3.1基本概念jXRUQPSL212121~阻抗中的功率损耗LLLQPjXRUQPjXRIS2222222~线路或变压器的阻抗3.1基本概念导纳中的功率损耗输电线路22112211QU,U22BBBQB常用UN代替U1,U23.1基本概念21210UU~TTjBGS导纳中的功率损耗变压器NSIjPS100%~0003.1基本概念3.1.4运算负荷功率和运算电源功率运算电源功率1~S2~SG0~SS~2CQj2~~~~012CQjSSSS2~~~01CQjSSS3.1基本概念运算负荷功率1~S2~SS~2CQj0~S2~~~~021CQjSSSS2~~~02CQjSSS3.1基本概念3.2开式网络电压和功率分布计算开式网络多级电压开式网络同一电压等级开式网3.2.1同一电压等级开式网络的计算A12bcALDbS~LDcS~UNR1+jX1R2+jX2LDbS~bcLDcS~jB1/2jB1/2jB2/2jB2/2bcAAS~21Qj''1~S'1~S1~SbS~'2~S2~S''2~SCS~11jXR22jXRAR1+jX1R2+jX2LDbS~bcLDcS~jB1/2jB1/2jB2/2jB2/2222~~NLDccUBjSS222122~~NNLDbbUBjUBjSS211NUBQbcAAS~21Qj''1~S'1~S1~SbS~'2~S2~S''2~SCS~11jXR22jXRbcAAS~21Qj''1~S'1~S1~SbS~'2~S2~S''2~SCS~11jXR22jXRAR1+jX1R2+jX2LDbS~bcLDcS~jB1/2jB1/2jB2/2jB2/2cUAS~AU已知同一端的电压和功率已知末端电压和功率始端电压和功率？3.2开式网络电压和功率分布计算2''2'2~~~SSS22''2''222''2''22222''22''222222~XUQPjRUQPjXRUQPSccccSS~~''2bSSS~~~'2''1cUXQRPU2''22''22cURQXPU2''22''222222UUUUcbbcAAS~21Qj''1~S'1~S1~SbS~'2~S2~S''2~SCS~11jXR22jXRcUAU3.2开式网络电压和功率分布计算1''1'1~~~SSS1122''12''11~jXRUQPSb2~~1'1QjSSAbUXQRPU1''11''11bURQXPU1''11''112121UUUUbAbcAAS~21Qj''1~S'1~S1~SbS~'2~S2~S''2~SCS~11jXR22jXRcUAU末端向首端逐段推算各点的功率和电压同时进行3.2开式网络电压和功率分布计算AR1+jX1R2+jX2LDbS~bcLDcS~jB1/2jB1/2jB2/2jB2/2cUAS~AU已知不同端的电压和功率已知末端功率和首端电压首端功率和末端电压？步骤由末端向首端逐段计算功率由首端向末端逐段计算各点电压计算功率损耗时，电压以UN代替计算电压损耗时，电压为实际电压3.2开式网络电压和功率分布计算例：系统图及等值电路图如下，参数归算到110KV侧，每台变压器额定容量为20MVA，ΔPS=135KW,US%=10.5,ΔP0=22KW,I0%=0.8,变压器变比为110/11KV，低压侧负荷，当始端电压为116KV时，求变压器低压侧电压及电压偏移百分数。MVAjSL2030~CA(14.45+j20.75)Ω(2.04+j31.75)ΩBCj2.74×10-4sj2.74×10-4s(3.64×10-6-j2.64×10-5)sAS~'~ABS'~BCS''~ABScS~BA116KVcS~例：下图是一额定电压为10KV的配电线路，已知数据示于图中，若各负荷功率因数，试计算线路的最大电压损耗。8.0cosAabcdLJ-35LJ-35LJ-25LJ-162km1.5km3km4km200kW160kW100kW120kW3.2开式网络电压和功率分布计算Aabcd(1.84+j0.732)Ω(1.38+j0.549)Ω(200+j150)kVA(160+j120)kVA(100+j75)kVA(120+j90)kVA3.2开式网络电压和功率分布计算3.2.2不同电压等级开式网络的计算AbcdLDS~TL1L2AbcdLDS~K:1C’R1+jX1R2+jX2jB1/2jB1/2jB2/2jB2/2ZT’ΔS0经理想变压器时，功率不变，但电压需折算AbcdLDS~TL1L2最后计算结果Uc,Ud需按变比折算成低压侧实际电压Abc´d´LDS~R1+jX1jB1/2jB1/2ZT´ΔS0R´2+jX´2jB´2/2jB´2/23.3简单闭式网络的电压和功率分布计算任何一个负荷点都只能从两个方向获得电能两端供电网多级电压环网3.3.1两端供电网的计算第一步：两端供电网的初步功率分布aS~GGABL1L2L3abbS~aS~ABZ3abbS~Z2Z1aIbI1,1~IS2,2~IS3,3~IS3.3简单闭式网络的电压和功率分布计算332211IZIZIZUUBAbIII3221IIIaAUBUaS~ABZ3abbS~Z2Z1aIbI1,1~IS2,2~IS3,3~IS3.3简单闭式网络的电压和功率分布计算LLDNABbaSSZZZUUUZZZSZZSZS~~)(~)(~~33213212113LLDNBAbaSSZZZUUUZZZSZSZZS~~)(~~)(~132132133213213213321ZZZUUZZZIZIZZIBAba3213212113ZZZUUZZZIZZIZIABbaIUS~00NNUU供载功率循环功率3.3简单闭式网络的电压和功率分布计算aSSS~~~12aS~ABZ3abbS~Z2Z1aIbI1,1~IS2,2~IS3,3~IS有功功率和无功功率可能重合，也可能不重合若不重合，有功功率分点用无功功率分点用表示表示3.3简单闭式网络的电压和功率分布计算第二步：两端供电网的最终功率分布aS~2~SABabb3~SaS~ABZ3abbS~Z2Z1aIbI1,1~IS2,2~IS3,3~IS计算功率损耗时，各点的未知电压用线路额定电压代替3.3简单闭式网络的电压和功率分布计算关于两端供电网功率分布的几点说明（1）当两端供电网两端电压相等时环网（2）电压等级为35kV及以下的两端供电网，忽略阻抗和导纳中的功率损耗，因此，初步潮流分布也是最终潮流分布。（3）此功率计算为复功率法均一电力网：电力网各段线路的电抗与电阻的比值相等3213323213321)()(~RRRQRQRRjRRRPRPRRSbabaLD3212113212113)()(~RRRQRRQRjRRRPRRPRSbabaLDllQjllPllSSkiiikiiikiiiLD1111~~llQjllPllSSkiiikiiikiiiLD1'1'1'3~~aS~ABZ3abbS~Z2Z1aIbI1,1~IS2,2~IS3,3~IS均一网3.3简单闭式网络的电压和功率分布计算例：对如图所示的环形等值网络进行潮流计算。AMVjS)4090(~2AMVjS)3050(~31243L1L2L3L4AMVjS)1540(~4U1=235KV3.3简单闭式网络的电压和功率分布计算Z1=（10+j17.32）ΩZ3=（25+j43.3）ΩZ2=（20+j34.6）ΩZ4=（10+j17.3）ΩZ1Z2Z3Z4112343~S2~S4~S3.3简单闭式网络的电压和功率分布计算3.3.2多级电压环网的功率分布ABT1当K1≠K2时循环功率cS~AULDS~T2T1AB如何求取？思路：供载功率循环功率初步潮流分布3.3简单闭式网络的电压和功率分布计算AaUkU11AaUkU2221aaUU'2'121'2'1)(~TTNaaTTNcZZUUUZZUES)1()1()(221221kUkkkUkkUEaAAABa1a2１：k1１：k2Z´T1Z´T2LDS~AUcS~AAB１：k1a1a2k2：1Z´T1Z´T2LDS~1~TS2~TS3.3简单闭式网络的电压和功率分布计算例：某35kV变电所有两台变压器并联运行，求以下两种情况每台变压器通过的功率为多少？（1）变压器的变比为KT1=KT2=35/11kV（2）变压器的变比为KT1=34.125/11kV,KT2=35/11kVT112T2S~3.3简单闭式网络的电压和功率分布计算2111~TS2~TSZT1ZT2S~S~cS~UU1U235/1134.125/113.3简单闭式网络的电压和功率分布计算小结开式网络的已知条件通常为电源点的电压和负荷点的功率，潮流计算计算时可分两步进行，第一步由负荷端向电源端计算功率分布；第二步由电源端向负荷端计算各节点的实际电压。简单闭式网潮流计算也分两步进行，首先不计网络的功率损耗，进行初步潮流分布计算；其次在功率分点处将网络打开，变成两个开式网，然后按着开式网的计算方法计算最终潮流分布。环网是两端供电网的特例，含有变压器的环网，当变比不匹配时，将产生环路电势，并产生循环功率。