第三章简单电力网

第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析第三章简单电力网络潮流的分析与计算§3.1电力线路和变压器的功率损耗和电压降落§3.2开式网络的潮流分布§3.3环形网络的潮流分布§3.1电力线路和变压器的功率损耗和电压降落一、电力线路的△S和△U(1)功率损耗△S1U2UZY2Y21S1'S2'S2SY1SY2S：US：相电压,单相功率Z=R+jX，Y=G+jB①阻抗支路中的△SZZS222'()SUZ222222''()()PQURjXZZPjQ式中：ZP222222''RPQUZQ222222''XPQU也可由入端求△SZ：ZP221121''RPQUZQ221121''XPQU②导纳支路中的△SY1，△SY21U2UZY2Y21S1'S2'S2SY1SY2S•末端支路△SY2：2YS22()*2YUU22*12YU221()2GjBU22YYPjQ式中：2YP2212GU2YQ2212BU•入端支路△SY1：1YS*2112YU211()2GjBU11YYPjQ式中：1YP2112GU1YQ2112BU一般忽略电导，即△PY1=△PY2=0推广上述公式也适合三相，其中，：US：线电压,三相功率则，ZYSS,：三相的损耗。第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3③线路中的△S1U2UZY2Y21S1'S2'S2SY1SY2S倒推：阻抗末端：2'S22YSS阻抗始端：1'S2'ZSS线路入端：1S11'YSS第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3(2)电压降落1U2UZY2Y21S1'S2'S2SY1SY2S设22=0UU122=+'UUZI222='()*+ZSUU2222''=+()PjQUURjX2222''=(+)RPQXUU222''PQXRjU2=(+)UUjU2=+dUU电压降落12UUdU相量图2U2'I2'IR2'jIX1UdUUjU第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3电压质量的指标2U2'I2'IR2'jIX1UdUU①电压降落(矢量)12d=UUU2='ZI②电压损耗(标量)12UUU电压损耗百分数=%U12100%NUUU③电压偏移(标量)始端偏移1=%U1100%NNUUU末端偏移2=%U2100%NNUUU④电压调整末端空载时与负载时电压的数值差202UU0=%U20220100%UUU⑤输电效率=21100%PP第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3二、变压器的△S和△URTjXTGT-jBTI0IGIB1U2U1S1'S2S1S2SI2(1)功率损耗△S2S222(())TTRSUjX额定负荷下2100(%)1000kNkUjSSP1S01*UI11()*TYUU21()TTGUjB额定电压下0011000(%)100NIjPSS(2)电压降落dU12UU2=TIZ2TjXI第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3三、电力网络的电能损耗(1)线路的电能损耗△WZ年需要总电能全年WPmaxTmaxTmax：年最大负荷利用小时数①用年负荷损耗率G求△WZ年负荷率max860=7WBP全年maxmaxmax=8760PTPmax0=876T年负荷损耗率max=8760ZWGP经验公式G=KB+(1-K)B2K:经验系数，0.1~0.4B小，K取小；B大，K取大。∴全年能耗△WZ=8760·△Pmax·G第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3②用年最大负荷损耗时间tmax求△WZ定义△WZ=△Pmax·tmaxtmax：年最大负荷损耗时间，与Tmax,cosj有关,可查手册。(2)变压器的电能损耗△WT①铜损(绕组损耗)△WZT同线路的△WZ②铁损(铁芯损耗)△WYT△WYT=P0·(8760-t)P0:空载损耗，t:变压器退出运行的小时数。∴变压器全年总能耗△WT=△WZT+△WYT=△WZT+P0·(8760-t)第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3(3)电力网的网损率(线损率)W(%)1(%)=100%WWWC△WC:送变电中所有的能耗，△WC=△WZ+△WT+…W1:供电量，W1=W总发电-W厂用电第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3四、运算负荷和运算功率(1)运算负荷1lG~T2T1234L4S1G~ZT1234L4SYT1ZT2YT2Zl22YjB112ZTS2YTS3S3YlS3'SZlS2'S2YlS2S1ZTS1YTS1S①负荷功率(末端)444SPjQ②等值负荷功率3S③运算负荷3'S3'S33YlSS第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3(2)运算功率(对发电机)1G~ZT1234L4SYT1ZT2YT2Zl22YjB112ZTS2YTS3S3YlS3'SZlS2'S2YlS2S1ZTS1YTS1S①电源功率(首端)1S②等值电源功率2S③运算功率2'S第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3§3.2开式网络的潮流分布电力系统接线方式开式环形两端供电放射式干线式链式一、简单开式网络的潮流计算步骤1.作等值电路，求元件参数，将参数标于图中；2.潮流计算SU末端首端第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3二、变电所较多的开式网络的潮流计算步骤1.求元件参数；2.求变电所运算负荷，发电机运算功率；(用线路UN求)3.作出具有运算负荷及运算功率的等值网络；4.潮流计算①若已知U末端，倒推末端电压、功率首端②若已知U首端，则(a)求功率分布S：假设全网U=UN，然后倒推；(b)求电压U：U首端首端功率SU末端第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3例3-1求各变电所和发电厂低压母线电压。SF-15000/110实验数据：Pk=133kW,Uk(%)=10.5,P0=50kW,I0(%)=3.5,SF-10000/110数据：Pk=97.5kW,Uk(%)=10.5,P0=38.5kW,I0(%)=3.5110kV线路线间几何均距：Dm=4m,LGJ-70导线直径：11.4mmS~GG~~116kV2×LGJ-7080LGJ-7050LGJ-705020+j15MVA10+j8MVA8+j6MVA2×12MW2×SF-10000/121121/10.52×SF-15000/110115.5/11SF-10000/110110/11cosj=0.8AIII解以有名值精确计算(1)计算变压器、线路参数（归算至110kV侧）•SF-15000/110型23210NNkTPRUS22310115.5151337.2()2(%0)10kNNTUXUS284.7()10115.51510.50额定状态下的功率损耗1000ZTkPP1330.133()1000MW(%)100TNkZQSU15101.5.575(var)100M01000YTPP500.05()1000MW0(%)100YTNQSI150.53.5125(v0ar)0M•SF-10000/110型降压型23210NNkTPRUS322197.511.8(011010)2(%0)10kNNTUXUS2127()101101010.50升压型23210NNkTPRUS223197.514.27(10)10212(%0)10kNNTUXUS2153.73()10012.011015额定状态下的功率损耗（升、降压相同）1000ZTkPP97.50.0975()1000MW(%)100TNkZQSU101.05(var10.5100)M01000YTPP38.50.0385()1000MW0(%)100YTNQSI103.051.3005(var)M第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3•LGJ-70线路参数查线路参数表得：r1=0.45Ω/km,x1=0.433Ω/km,g1=0,b1=2.62×10-6S/km各段线路的阻抗：S-I段R=r1l/2=0.45×80/2=18ΩX=x1l/2=0.433×80/2=17.3ΩI-A段与相同A-II段R=r1l=0.45×50=22.5ΩX=x1l=0.433×50=21.6Ω(2)计算各变电所的运算负荷和发电厂的运算功率•变电所I两台变压器的损耗为IIIYTZTTSSS2()YTYTPjQ2222(/2)(/2)2[]ZTZTNNSSPjQSS2(0.050.525)j222222201520152[0.1331.575]415415j0.2853.24(MVA)j变电所I母线上所连线路电纳中无功的一半为IIjyllyQS121(28050)j2NbU621052.621j11003.3(var)jM变电所I的运算负荷为IIIITylLSSSS(0.2853.24(2015)3.)j20.2914.94()3jjMVAj第三章简单电力网络潮流的分析与计算现代电力系统分析2019/8/3•变电所II一台变压器的损耗为IIIIIIYTZTTSSS()YTYTPjQ2222()ZTZTNNSSPjQSS(0.03850.35)j2222228686(0.9751.05)1010j0.1361(A).4MVj变电所II母线上所连线路电纳中无功的一半为IIIIjylylSQ12150j2NbU62j110252.62100.79(va)jrM变电所II的运算负荷为IIIIIIIILTylSSSS(0.1361.4)j(86)0.798.146.61()jjMVAj•发电厂A已知两台发电机为2×12MW,cosj=0.8则两台发电机的发电总容量为24+j18MVA升压变阻抗支路低压侧的功率（升压变导纳支路放在低压侧）2LAYTGSSSS(108)2(0(24j18.03850.35))jj13.929().3AjMV两台变压器阻抗的损耗为AZTS2222(/2)(/2)2[]ZTZTNNSSPjQSS22222213.929.313.929.32[0.09751.05]410410j0.131.(V)47MAj发电厂A母线上所连线路电纳中无功的一半为AAjyllyQS121(502j50)NUb62j11502.62101.585(va)0jrM发电厂A的运算功率为AIAZTAylSSSS13.929.30.131.47()()(1.585)j13.799.42()jjjMVA(3)计算电力线路的功率损耗，及功率分布（设全网电压为额定电压）•作出具有运算负荷及运算功率的等值网络S18+j17.3AIIISA~SI~~SIIS1~‘SI~‘‘S2~‘‘S2~‘~S3‘S3~‘‘22.5+j21.622.5+j21.6123S~GG~~116kV2×LGJ-7080LGJ-7050LGJ-705020+j15MVA10+j8MVA8+j6MVA2×12MW2