第三章简单电力系统潮流计算.ppt

《电力系统基础》 第三章 简单电力系统的潮流计算 第三章简单电力系统的潮流计算 第一节 单一元件的功率损耗和电压降落 第二节 开式网络的潮流计算 第三节 配电网络的潮流计算 第四节 简单闭式络的潮流计算 潮流基本概念 潮流 电力系统中电压（各节点）、功率（有功、无功）（各支路）的稳态分布。 稳态计算时不考虑发电机的参数，把发电机母线视为系统的边界点。 为何要研究？ 分析和评价电网的安全、经济和质量，服务于规划和运行。 怎么研究？ 人工（简单系统、分析潮流特性和基本概念） 计算机（复杂系统） 与电路原理的分析方法的区别 已知条件变了：复电流→复功率 建模物理基础变了：功率平衡（时时处处） 模型变了：非线性方程组，建模，确定算法，编程，计算机求数值解。 计算结果的规律特殊：潮流分布特性可服务于方法研究。 第一节 单一元件的功率损耗和电压降落 必须注意：当已知末端的电压及功率求首端的电压时，是取末端电压为参考相量的；而当知首端的电压及功率求末端电压时，是取首端电压为参考相量的，所以有 （二）功率损耗 电力系统中由于电力线路、变压器等设备具有阻抗和导纳，造成有功功率和无功功率损耗。 功率损耗迫使投入运行的发电设备容量要大于用户的实际负荷，多装发电机组，多消耗一次能源；产生的热量会加速电气绝缘的老化，过大时致使设备损坏，影响系统安全运行。 运行中要设法降低电力系统中的功率损耗。 1.线路中功率损耗计算 串联支路损耗（同侧U、S已知） 并联支路损耗（同侧U、S已知） 线路总损耗： 输电效率： 2.变压器的功率损耗 变压器的功率损耗包括阻抗的功率损耗与导纳的功率损耗两部分。 (1) 变压器阻抗的功率损耗 双绕组变压器阻抗的功率损耗可以套用线路阻抗功率损耗的计算公式 对于三绕组变压器，应用这些公式同样可以求出各侧绕组的功率损耗，即 2．变压器导纳的功率损耗 变压器导纳的无功功率损耗是感性的，符号为正。励磁支路功率损耗： 在有些情况下，如不必求取变压器内部的电压降(不需要计算出变压器的阻抗、导纳)，这时功率损耗可直接由制造厂家提供的短路和空载试验数据求得。 计算说明： ★ 一端电源供电的网络称为开式网。开式网中的负荷只能从一个电源取得电能。所谓潮流计算即是根据已知的负荷及电源电压计算出其它节点的电压和元件上的功率分布。 第一种情况：给定的已知条件是同一点的功率和电压。 由于是单侧电源的开式配电网，故这一类问题的计算比较简单，采取的是将电压和功率由已知点向未知点交替递推计算的方法。 第二种情况：给定的已知条件是不同点的功率和电压。 采取如下的迭代算法：首先在已知功率点假定一个电压，按上述第一种情况进行交替递推，求得已知电压点的功率，在由此点的已知电压与求得的功率返回交替递推，求得已知功率点电压，然后再将此已知点的功率与所求得电压交替递推……。如初始电压选择得好，往往经过一、二次反复递推即可求得足够精确的结果。一般，初始电压可取该级网络的额定电压。 第一种情况： b点电压为 电力网往往已知首端电压 第Ⅰ段： 第一步，从离电源点最远的节点d开始，利用线路额定电压，逆着功率传送的方向依次算出各段线路阻抗中的功率损耗和功率分布。对于第三段线路： 第二步，利用第一步求得的功率分布，从电源点开始，顺着功率传送方向，依次计算各段线路的电压降落，求出各节点电压。先计算电压Vb。 步 骤 假定末端为额定电压，按上小节的方法求得始端功率及全网功率分布 用求得的始端功率和已知的始端电压，计算线路末端电压和全网功率分布 用第二步求得的末端的电压重复第一步计算 精度判断：如果个线路功率与前一次计算相差小于允许误差，则停止计算，反之，返回第2步重新计算 从首端开始计算线路各点电压 例3-1 无分支开式网共有三段线路，三个负荷。导线的型号，各段线路长度以及各个负荷值均标注在图上。三相导线水平架设，相邻两导线间的距离为4m，线路额定电压为110kV，电力网首端电压为118kV。求运行中各母线电压及各段线路的功率损耗。 解 (1)根据已知条件，查表求得各段线路参数： 二. 含两级电压的开式网潮流计算 三. 配电网络的潮流计算 四、闭式电力网的计算 总体思路：如何变成开式网？ 两步计算（工程师的做法）： （1）设全网为额定电压UN，不考虑功率损耗，求网络的基本功率分布； （2）根据基本功率分布，将闭式网分解成两个开式网，分别按开式网计算。 1.两端供电网基本功率分布 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 由两部分组成，第一部分由集中负荷与线路参数决定的通过两端线路的功率；第二部分的值取决于两端电源电压相量的差，且与线路总阻抗成反比，称为循环功率（SC）。