第3章电力网的电压和功率分布

第三章电力网的电压和功率分布－潮流计算（基本原理）3.1网络元件的电压降落和功率损耗3.2开式网络的电压和功率分布3.3闭式网络的电压和功率分布3.4多级电压环网的功率分布3.5电力网的电能损耗1.网络元件的电压降落元件首末端两点电压的向量差。3.1网络元件的电压降落和功率损耗1V1S1IRjX2S2I2VLDS1221)()(IjXRIjXRVV)()(2221jXRVSVV222222222221)())((VRQXPjVXQRPVjXRVjQPVV22*222jQPIVS1V1S1IRjX2S2I2VLDS以V2为参考轴22222222VRQXPVVXQRPV22221VVVVV222221)()(VVVV2221VVVtg2V2V22222221VRQXPjVXQRPVV1221)()(IjXRIjXRVV因此,由末端电压和功率可求得首端电压12122222222221VVRQXPjVXQRPVVVVV222-1VVVtg1V1S1IRjX2S2I2VLDS同样,也可由首端电压和功率求得末端电压212112)()(VVVV1111VVVtg11111111VRQXPVVXQRPV两种分解特别注意:计算电压降落时,必须用同一端的电压与功率.22222222VRQXPVVXQRPV11111111VRQXPVVXQRPVVQRPXVVQXPRV电压降落公式的简化高压输电线路的特性XR,可令R0,则：VPXVVQXVVQRPXVVQXPRV电压损耗和电压偏移•电压损耗:两点间电压模值之差•或表示为百分值:•电压偏移:线路始末端电压与线路额定电压之差OADBG1V2V2V221VAGVVV%100(%)1NNVVV电压偏移%100%21NVVVV2.网络元件的功率损耗1V1BQj2Bj1,1ISjXR2,2IS2V2Bj2BQj线路VTjBTGRT+jXT变压器1211(1)电流流过串联阻抗产生的功率损耗)()()(22222jXRVSjXRIS)(222222jXRVQP)(212121jXRVQPXVQPjRVQP222222222222QjP(2)电压加在并联导纳产生的功率损耗(3)输电效率20)(VjBGSTTNSIjPQjPS100%00000直接用变压器空载试验数据计算21211BVQB22212BVQB线路变压器3.2开式网络的电压和功率分布•开式网络及其等值电路•电压和功率分布的计算降压变的处理（1）用VN求得各点的运算负荷（2）从末段线路开始，用VN依次计算各段线路的功率损耗（3）用VA和已求得的功率分布，从A点开始逐段计算电压降落，求得VbVc和Vd（4）求得Vb和VcVd重复（1）～（3）1、同级电压的开式电力网Abcd123SLDbSLDcSLDd221NiBiVBQ33221BLDddBBLDccBBLDbbQjSSQjQjSSQjQjSSbcdSLDdAR1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2jB1/2jB2/2jB2/2jB3/2jB3/2SLDbSLDcQB1（1）用VN求得各点的运算负荷SLDdAR1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2jB1/2jB2/2jB2/2jB3/2jB3/2SLDbSLDcQB1SdR1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2bcdSbScS3S3S1S2S1S2ASS,SS11111211'2b122222222'3c2333332333L'NLL'NLL'NLdSSS),jXR()VS(S,SSSS),jXR()VS(SSSSS),jXR()VS(S,SS从末段线路开始，用VN依次计算各段线路的功率损耗SdR1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2bcdSbScS3S3S1S2S1S2A22222222222211111111,,)V()VV(VVRQXPVVXQRPV)V()VV(VVRQXPVVXQRPVbcbcccb''bcb''bcAbAbAbA''AbA''AbSdR1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2bcdSbScS3S3S1S2S1S2A用VA和已求得的功率分布，从A点开始逐段计算电压降落，求得Vb、Vc和Vd含负荷变压器的计算首先计算出对应高压侧的负荷功率，再求相应的运算功率T1T2T3AbcdSLDbSLDcSLDd’STS0SLDdLDdST1T2T3AbcdSLDbSLDcSLDd如果节点b接发电机T1T2T3AbcdSGSLDcSLDd210BBbTbGbQjQjSSSS最大电压损耗和电压最低点的电压bcdScSdSbjΔQB1Z1Z2Z3ASdSbScdbc132AL-1bTcdSLDL-22、两级电压的开式电力网AR1+jX1Z'TR2+jX2jB1/2jB1/2jB2/2bcdjB2/2c'ΔS0SLD方法一：包含理想变压器，计算时，经过理想变压器功率保持不变，两侧电压之比等于实际变比k。AR1+jX1Z'TR'2+jX'2jB1/2jB1/2jB'2/2bd'jB'2/2c'ΔS0方法二：将线路L2的参数归算到L1电压级222222222k/BBXkXRkRAL-1bTcdSLDL-2方法三：用π型等值电路处理AR1+jX1Z'T/kR2+jX2jB1/2jB1/2jB2/2bdjB2/2cZ'Tk²－kZ'T1－kSLD0S［例3－1］［例3－2］AL-1bTcdSLDL-23.3闭式网络的电压和功率分布1、两端供电网络的功率分布(1)不计功率损耗的功率初分布2...1......2.1.IIIIIIIZIZIZVVAAA2A1ZZZIS.,IS.,IS.,1.,1IS2.,2ISZZZVVZZZIZZIZIZZZVVZZZIZIZZIAAAA1.2.2.1..2.1.2.1..)()(SSZZZVVVZZZSZZSZSSSZZZVVVZZZSZSZZSCLDNAACLDNAA***1*2****2**1****2*1****2*1**)()()()(忽略功率损耗，两端取共轭并同乘VN，可得：1SSS由前面的方程组可解出循环功率由负荷决定的功率忽略功率损耗的功率分布计算式(2)计及功率损耗的功率分布•功率分点：功率由两个方向流入的节点。有功分点和无功分点可能出现在不同节点。•将网络在功率分点处解开，形成两个开式网络，用前述的开式网络计算方法进行计算。A2A1S'S'S''S''S''S'122S1SSA2A1ZZZIS.,IS.,IS.,1.,1IS2.,2IS闭式网络的计算过程2.沿线有k个负荷点的情况A1A2Zi'ZiZS1SiSkkSSZVVVZSZSSSZVVVZSZSCLDNAAkiiCLDNAAkiiii*1*2**1**2*1**1*)(')(SIIS简化方法(1)将实部和虚部分开,便于计算LDLDkiiiiiLDjQPMBNGjNBMGjQPjXRjBGS1111)()())(()(kiiiiiXQRPM1)(kiiiiiRQXPN1)(22XRRG22XRXBLDLDLDjQPMBNGjNBMGSIIIIII)()()(1iikiiiXQRPMkiiiiiRQXPN1)(简化方法(2),且网络为均一网(各段线路的R与X的比值相等)21AAVVRRQRRPRRSSRRQRRPRRSRXRRXRSSkiiikiiikiiikiiikiiikiiikiiiiijjjj1'1'1'1111)1()1(结论：在均一电力网中有功功率和无功功率的分布彼此无关。(3)各段线路的单位阻抗相等结论：各段线路单位长度的阻抗值相等的均一网的功率分布仅与各段长度有关。llQllPllSSllQllPllSlZlZSSkiiikiiikiiikiiikiiikiiikiiijj1'1'1'1110*10*5.闭式网的电压损耗与开式网计算方法相同有功和无功分点在同一处时,功率分点处的电压最低；若不在同一点，则需分别计算实际电压值，确定电压最低点。例3－3例3－43.4多级电压环网的功率分布一、两台并联变压器构成的多电压级环网一、两台并联变压器构成的多电压级环网•已知一次侧电压,则：AAAAVkVVkV22112112211221212121T*T*HNA*A*T*T*LDT*TT*T*HNA*A*T*T*LDT*TZZV)VV(ZZSZSZZV)VV(ZZSZS一、两台并联变压器构成的多电压级环网•循环功率计算环路电势：循环功率：12121211kkkV)kk(VVVEAAAA212121T*T*HN*'T*T*HNA*A*cZZVEZZV)VV(S)kk(VVVEAPP21空载环路电势的确定阻抗归算到低压侧1121122kkVkkkVVVEABee12221211kkkVZZVEZZVSB*T*T*LN*T*T*LNc简化计算或电力网电压未知121211kkVEkkVELNHN211222112211T*T*LNT*T*HNcZZkkVZZkkVS例3－5二、多个电压级的环网•环路电势的确定（1）作等值电路并进行参数归算；（2）空载时将环路断开，端口电压即为环路电势。注意：参数归算等级与断口所在位置一致•循环功率计算*N*cZVES三级电压环网举例ka=121/10.5kb=242/10.5kc1=220/121kc2=220/11•选110kV作为参考电压级，断口选在110kV线路•若A端电压已知：•若B端电压已知：111kkVkkkVVVEaAacbAPP)k(VkkkVVVEBbacBPP111的情况考虑1k3.5电力网的电能损耗一、电能损耗和损耗率•年电能损耗•供电量：发电量与厂用电之差•损耗率（网损率、线损率）：是衡量供电企业技术和管理