《电力系统分析》课件-电力系统潮流计算.ppt

第第4章章 电力系统潮流计算电力系统潮流计算第1节第2节简单电力网络的计算和分析简单电力网络的计算和分析第3节复杂电力系统潮流的计算机算法复杂电力系统潮流的计算机算法本章内容潮流计算的目的和内容潮流计算的目的和内容本章重点潮流的基本概念潮流的基本概念1 1牛拉法、牛拉法、PQPQ分解法分解法3 3辐射形网络的潮流计算方法（前推回代法）辐射形网络的潮流计算方法（前推回代法）2 24.1 潮流计算的目的和内容潮流计算的目的和内容潮流计算的目的和内容 1 1 潮流计算是电力网络设计及运行中最基本计算，对潮流计算是电力网络设计及运行中最基本计算，对电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到电网各节点的电压，并求得网络的潮流算，可以得到电网各节点的电压，并求得网络的潮流及网络中元件的电力损耗，进而求得电能损耗及网络中元件的电力损耗，进而求得电能损耗 因而，通过潮流计算可以分析网络的电压水平高低、因而，通过潮流计算可以分析网络的电压水平高低、功率分布和电力损耗的合理性和经济性等，从而对该功率分布和电力损耗的合理性和经济性等，从而对该网络的设计及运行作出评价。

网络的设计及运行作出评价4.1 潮流计算的目的和内容潮流分析的要点潮流分析的要点 2 2l 首先应校核网络枢纽点的电压水平及网络各节首先应校核网络枢纽点的电压水平及网络各节点的电压是否均符合有关规定；点的电压是否均符合有关规定；l 其次校核各发电厂发电机的有功及无功出力是其次校核各发电厂发电机的有功及无功出力是否符合技术要求；否符合技术要求；l 分析各线路、变压器是否有过载分析各线路、变压器是否有过载 4.2 简单电力网络的计算和分析 电力线路和变压器运行状况的计算电力线路和变压器运行状况的计算1 1电力线路上的电压降落和功率损耗电力线路上的电压降落和功率损耗 4.2 简单电力网络的计算和分析 一般情况下，一般情况下， ，因此，可以简化为因此，可以简化为 4.2 简单电力网络的计算和分析 电压降落电压降落线路始末两端电压的相量差线路始末两端电压的相量差电压损耗电压损耗线路始末两端电压的数值差，线路始末两端电压的数值差，通常以百分值来表示通常以百分值来表示 4.2 简单电力网络的计算和分析 电压偏移电压偏移线路末端或始端电压与线路额线路末端或始端电压与线路额定电压的数值差，通常也用百分值来表示。

定电压的数值差，通常也用百分值来表示电压调整电压调整线路末端空载与负载时电压的线路末端空载与负载时电压的数值差数值差U20U2数值差数值差数值差数值差 4.2 简单电力网络的计算和分析 有功损耗有功损耗线路末端输出有功功率线路末端输出有功功率P2 2与线与线路始端输入有功功率路始端输入有功功率P1 1的数值差的数值差P1 -P2 输电效率输电效率线路末端输出有功功率线路末端输出有功功率P2 2与线与线路始端输入有功功率路始端输入有功功率P1 1的比值 4.2 简单电力网络的计算和分析 电力线路上的电能损耗电力线路上的电能损耗线路上流过的电流、有功和无功时随时间变化线路上流过的电流、有功和无功时随时间变化的，因此线路上的电能损耗为的，因此线路上的电能损耗为 4.2 简单电力网络的计算和分析 最大负荷利用小时数最大负荷利用小时数Tmax图4.2.2 最大负荷利用小时数 4.2 简单电力网络的计算和分析 由最大负荷利用小时数可以直接查表（由最大负荷利用小时数可以直接查表（p97p97表表3-13-1）得到最大负荷损耗时间）得到最大负荷损耗时间max忽略线路电晕损耗，则全年电能损耗为路电晕损耗，则全年电能损耗为 Pmax最大负荷时的功率损耗最大负荷时的功率损耗 4.2 简单电力网络的计算和分析 线损率（网损率）线损率（网损率）线路上损耗的电能与线路线路上损耗的电能与线路始端输入电能的比值，常以百分值表示始端输入电能的比值，常以百分值表示 4.2 简单电力网络的计算和分析 变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗 4.2 简单电力网络的计算和分析 也可以直接由变压器制造厂提供的试验数据计算变也可以直接由变压器制造厂提供的试验数据计算变压器的功率损耗压器的功率损耗 Pk变压器的短路损耗（变压器的短路损耗（kW）；）；P0变压器的空载损耗（变压器的空载损耗（kW）；）；Uk变压器的短路电压百分数；变压器的短路电压百分数；I0变压器的空载电流。

变压器的空载电流 4.2 简单电力网络的计算和分析 对于三绕组和自耦变压器应根据每一绕组的电阻、对于三绕组和自耦变压器应根据每一绕组的电阻、漏抗及其通过容量分别计算漏抗及其通过容量分别计算RT1、RT2、RT3变压器各绕组的电阻值（变压器各绕组的电阻值（）；）；XT1、XT2、XT3变压器各绕组的电抗值（变压器各绕组的电抗值（）；）；P1、P2、P3各绕组通过的有功功率（各绕组通过的有功功率（kWkW）；）；Q1、Q2、Q3各绕组通过的无功功率（各绕组通过的无功功率（kWkW） 4.2 简单电力网络的计算和分析 变压器的电能损耗变压器的电能损耗 双绕组双绕组 三绕组三绕组 T T变压器的运行时间（变压器的运行时间（h h） 4.2 简单电力网络的计算和分析 节点注入功率、运算负荷和运算功率节点注入功率、运算负荷和运算功率 4.2 简单电力网络的计算和分析 辐射形网络中的潮流分布辐射形网络中的潮流分布 2 2 4.2 简单电力网络的计算和分析 注意：注意：必须将所有参数和变量归算到一个电压等级必须将所有参数和变量归算到一个电压等级 4.2 简单电力网络的计算和分析 l给定末端功率给定末端功率假定一个略低于额定电压值的末端母线电压，假定一个略低于额定电压值的末端母线电压，运用电压损失和功率损耗的公式，逐段推算。

运用电压损失和功率损耗的公式，逐段推算 l给定末端功率和始端电压给定末端功率和始端电压前推回代法前推回代法 4.2 简单电力网络的计算和分析 例例4.1 4.1 电力线路长电力线路长80km80km，额定电压，额定电压110kV110kV，末，末端联一容量为端联一容量为20MVA20MVA、变比为、变比为110/38.5kV110/38.5kV的降压的降压变压器变压器低压侧负荷为变压器变压器低压侧负荷为15+j1.25MVA15+j1.25MVA，正，正常运行时要求电压达常运行时要求电压达36kV36kV试求电源处母线上试求电源处母线上应有的电压和功率应有的电压和功率SB B1515MVAMVA，UB B110110kVkV 4.2 简单电力网络的计算和分析 4.2 简单电力网络的计算和分析 （1 1）如只需要计算电压的数值，略去电压降落的横）如只需要计算电压的数值，略去电压降落的横分量分量 不会产生很大误差不会产生很大误差2 2）变压器中电压降落的纵分量）变压器中电压降落的纵分量 主要取决于变主要取决于变压器电抗压器电抗3 3）变压器中无功功率损耗远大于有功功率损耗变压器中无功功率损耗远大于有功功率损耗。

4 4）线路负荷较轻时，线路电纳中吸收的容性无功）线路负荷较轻时，线路电纳中吸收的容性无功功率大于电抗中消耗的感性无功功率功率大于电抗中消耗的感性无功功率 4.2 简单电力网络的计算和分析 例例4.2 4.2 运用以运用以型等值电路表示的变压器模型，型等值电路表示的变压器模型，计算例计算例4.14.1所示系统的运行情况所示系统的运行情况 4.2 简单电力网络的计算和分析 4.2 简单电力网络的计算和分析 环形网络中的潮流分布环形网络中的潮流分布 3 3环式网络中的功率分布环式网络中的功率分布 4.2 简单电力网络的计算和分析 4.2 简单电力网络的计算和分析 4.2 简单电力网络的计算和分析 两端供电网络中的功率分布两端供电网络中的功率分布 4.2 简单电力网络的计算和分析 两端供电网络中的功率分布两端供电网络中的功率分布环式网络可以看成两端电压相等的两端供电网络环式网络可以看成两端电压相等的两端供电网络 两端电压不相等的两端供电网络中，各线段中两端电压不相等的两端供电网络中，各线段中流通的功率可看作是两个功率分量的叠加其流通的功率可看作是两个功率分量的叠加其一为两端电压相等时的功率；另一为取决于两一为两端电压相等时的功率；另一为取决于两端电压的差值端电压的差值 和环网总阻抗和环网总阻抗 的的功率，称为循环功率功率，称为循环功率 。

4.2 简单电力网络的计算和分析 4.2 简单电力网络的计算和分析 环形网络中的电压降落和功率损耗环形网络中的电压降落和功率损耗 （1 1）求解步骤：）求解步骤：l求得网络中的功率分布，确定功率分点求得网络中的功率分布，确定功率分点l在功率分点将环网解开，将环形网络看成在功率分点将环网解开，将环形网络看成两个辐射形网络两个辐射形网络l由功率分点开始，分别从其两侧逐段向电由功率分点开始，分别从其两侧逐段向电源端推算电压降落和功率损耗源端推算电压降落和功率损耗 4.2 简单电力网络的计算和分析 环形网络中的电压降落和功率损耗环形网络中的电压降落和功率损耗 （2 2）有功功率分点和无功功率分点不一致）有功功率分点和无功功率分点不一致 鉴于较高电压等级网络中，电压损耗主要由鉴于较高电压等级网络中，电压损耗主要由无功功率流动所引起，无功功率分点电压往往低无功功率流动所引起，无功功率分点电压往往低于有功功率分点，一般于有功功率分点，一般以无功功率分点为计算起以无功功率分点为计算起点点 4.2 简单电力网络的计算和分析 环形网络中的电压降落和功率损耗环形网络中的电压降落和功率损耗 （3 3）已知的是电源端电压而不是功率分点电压）已知的是电源端电压而不是功率分点电压 设网络中各点电压均为额定电压，先计算各设网络中各点电压均为额定电压，先计算各线段功率损耗，求得电源端功率后，在运用已知线段功率损耗，求得电源端功率后，在运用已知的电源端电压和求得的电源端功率计算各线段电的电源端电压和求得的电源端功率计算各线段电压降落。

压降落 4.2 简单电力网络的计算和分析 例例3-3 3-3 某某110kV110kV环形电网如图所示，已知条件如下变压环形电网如图所示，已知条件如下变压器器T T：SFT-40000/110SFT-40000/110，200kW200kW，U Uk k10.510.5，42kW42kW，I I0 00.70.7，kT TkN N；线路；线路ACAC段：段：l50km50km，r1 10.27/km0.27/km，x1 10.42/km0.42/km；线路；线路BCBC段：段：l50km50km，r1 10.45/km0.45/km，x1 10.41/km0.41/km；线路；线路ABAB段：段：l40km40km，r1 10.27/km0.27/km，x1 10.42/km0.42/km；各段线路的导纳均可略去不计；负荷功率：；各段线路的导纳均可略去不计；负荷功率：S SLDBLDB（25+j1825+j18），），S SLDDLDD（30+j2030+j20）；母线）；母线D D额定电压为额定电压为10kV10kV当C C点的运行电压点的运行电压U UC C108kV108kV时，试求：时，试求：（1 1）网络的功率分布及功率损耗；）网络的功率分布及功率损耗；（2 2）A A、B B、D D点的电压；点的电压；（3 3）功率分点。

功率分点 4.2 简单电力网络的计算和分析 两端供电网络中的潮流计算两端供电网络中的潮流计算 两端供电网络中的潮流计算两端供电网络中的潮流计算例例 某某10kV两端供电网络如图所示，各段线路均采用两端供电网络如图所示，各段线路均采用LGJ-120导线，其阻抗参数为导线，其阻抗参数为r10.29/km，x10.35/km，线路长，线路长度标注于图中图中母线度标注于图中图中母线1电压电。