簡(jiǎn)單潮流計(jì)算

1、簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)潮流的分析與潮流的分析與計(jì)算計(jì)算第三章第三章 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的基本電氣計(jì)算，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的基本電氣計(jì)算， 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的任務(wù)是電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的任務(wù)是根據(jù)給定給定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行條件，的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行條件，求出電網(wǎng)的運(yùn)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，其中包括各母線的電壓、各支行狀態(tài)，其中包括各母線的電壓、各支路的功率分布以及功率損耗等。路的功率分布以及功率損耗等。電力系統(tǒng)潮流計(jì)算目的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算目的（1） 為系統(tǒng)規(guī)劃提供分析基礎(chǔ)為系統(tǒng)規(guī)劃提供分析基礎(chǔ)（2） 確定電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式；確定電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式；（3） 檢查系統(tǒng)

2、中的各元件是否過壓或過載檢查系統(tǒng)中的各元件是否過壓或過載（4） 為繼電保護(hù)的整定提供依據(jù)；為繼電保護(hù)的整定提供依據(jù)；（6） 事故預(yù)想分析；事故預(yù)想分析；（5） 為穩(wěn)定計(jì)算提供初值；為穩(wěn)定計(jì)算提供初值；（7） 為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供分析基礎(chǔ)；為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供分析基礎(chǔ)；（8） 電力市場(chǎng)下制定交易計(jì)劃電力市場(chǎng)下制定交易計(jì)劃潮流計(jì)算的目的：分析和評(píng)價(jià)電網(wǎng)潮流計(jì)算的目的：分析和評(píng)價(jià)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)和質(zhì)量，服務(wù)于規(guī)劃和的安全經(jīng)濟(jì)和質(zhì)量，服務(wù)于規(guī)劃和運(yùn)行。運(yùn)行。如何計(jì)算？如何計(jì)算？（1）人工：簡(jiǎn)單系統(tǒng)）人工：簡(jiǎn)單系統(tǒng)（2）計(jì)算機(jī)：復(fù)雜系統(tǒng)）計(jì)算機(jī)：復(fù)雜系統(tǒng) 常用的潮流計(jì)算方法歸納到數(shù)學(xué)上常用的潮流計(jì)算方法歸納到數(shù)學(xué)上屬

3、于多元非線性代數(shù)方程組的求解問屬于多元非線性代數(shù)方程組的求解問題，一般需采用迭代計(jì)算方法進(jìn)行求題，一般需采用迭代計(jì)算方法進(jìn)行求解計(jì)算。解計(jì)算。 2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代中期起，電力系統(tǒng)潮年代中期起，電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的研究就是如何使用電子計(jì)算流計(jì)算的研究就是如何使用電子計(jì)算機(jī)計(jì)算電力系統(tǒng)的潮流問題。機(jī)計(jì)算電力系統(tǒng)的潮流問題。 潮流計(jì)算潮流計(jì)算電壓電壓（包括幅值和相角）和（包括幅值和相角）和功率功率（包括有功（包括有功功率和無功功率）是表征電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行功率和無功功率）是表征電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的主要物理量。這就需要采用一定的方法確的主要物理量。這就需要采用一定的方法確定系統(tǒng)中各處的定系統(tǒng)中各處

4、的電壓和功率分布電壓和功率分布（實(shí)為功率（實(shí)為功率流，俗稱潮流）。流，俗稱潮流）。為什么使用電壓和功率進(jìn)行潮流計(jì)算？為什么使用電壓和功率進(jìn)行潮流計(jì)算？潮流計(jì)算和一般交流電路計(jì)算潮流計(jì)算和一般交流電路計(jì)算的差別的差別潮流計(jì)算的變量是潮流計(jì)算的變量是電壓電壓和和功率功率電路計(jì)算的變量是電路計(jì)算的變量是電壓電壓和和電流電流對(duì)于龐大的交流系統(tǒng)，電流相位的測(cè)定對(duì)于龐大的交流系統(tǒng)，電流相位的測(cè)定十分困難，而功率的測(cè)量十分方便，可十分困難，而功率的測(cè)量十分方便，可由有功功率表和無功功率表得到。由有功功率表和無功功率表得到。 電力系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電電力系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線路及負(fù)荷等組成。線

5、路及負(fù)荷等組成。 進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)，發(fā)電機(jī)和負(fù)荷一般進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)，發(fā)電機(jī)和負(fù)荷一般可用接在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上的一個(gè)電流注入量可用接在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上的一個(gè)電流注入量表示。表示。 電力網(wǎng)絡(luò)中的變壓器、線路、電容器、電力網(wǎng)絡(luò)中的變壓器、線路、電容器、電抗器等元件可用集中參數(shù)表示的由線電抗器等元件可用集中參數(shù)表示的由線性電阻、電抗構(gòu)成的等值電路模擬。性電阻、電抗構(gòu)成的等值電路模擬。 U I標(biāo)幺制：SS=U=I -=, ,-uiuiUUIIS P Q 復(fù)功率電壓相量，電流相量的共軛值，功率因數(shù)角，分別為視在功率、有功功率、無功功率3U I有名制：S(cossin)uiSU IUIUISPjQ 對(duì)感性負(fù)荷無功功率是電

6、感或電容吞吐有功功率的最大值無功功率是電感或電容吞吐有功功率的最大值,是標(biāo)量是標(biāo)量,相當(dāng)于容器的容量相當(dāng)于容器的容量;但是但是,由于電感與電容吞吐有功功率步調(diào)相反由于電感與電容吞吐有功功率步調(diào)相反,因因此將無功功率賦予方向此將無功功率賦予方向:電容元件吞吐有功功率的過程電容元件吞吐有功功率的過程,稱為發(fā)出感性無功功稱為發(fā)出感性無功功率率,是感性無功功率電源是感性無功功率電源;電感元件吞吐有功功率的過程電感元件吞吐有功功率的過程,稱為吸收感性無功功稱為吸收感性無功功率率,是感性無功功率負(fù)荷是感性無功功率負(fù)荷. 有四種已知條件有四種已知條件（1）已知末端電壓和功率，求始端電壓和功率）已知末端電壓和

7、功率，求始端電壓和功率（2）已知始端電壓和功率，求末端電壓和功率）已知始端電壓和功率，求末端電壓和功率（3）已知始端電壓，末端功率，求始端功率和）已知始端電壓，末端功率，求始端功率和 末端電壓。末端電壓。（4）已知始端功率，末端電壓，求始端電壓和）已知始端功率，末端電壓，求始端電壓和 末端功率。末端功率。潮流的計(jì)算與分析潮流的計(jì)算與分析有四個(gè)變量：有四個(gè)變量： ，已知其中的兩個(gè)，可求另外兩，已知其中的兩個(gè)，可求另外兩個(gè)變量。電力系統(tǒng)計(jì)算的最大特點(diǎn)：避免個(gè)變量。電力系統(tǒng)計(jì)算的最大特點(diǎn)：避免 的復(fù)數(shù)計(jì)的復(fù)數(shù)計(jì)算；功率容易測(cè)量，電流相角很難測(cè)量。算；功率容易測(cè)量，電流相角很難測(cè)量。2211,IUIU

8、IU,已知：末端電壓已知：末端電壓 ，末端功率，末端功率 ，求始端，求始端電壓電壓 ，始端功率，始端功率 。取。取 為參考方向?yàn)閰⒖挤较?，則，則 2U2U2U222jQPS1U111jQPS222UUU。 解題思路解題思路:（1）求功率：由末端向始端逐點(diǎn)、逐支路推算功率損耗。）求功率：由末端向始端逐點(diǎn)、逐支路推算功率損耗。（2）求電壓：用末端數(shù)據(jù)，計(jì)算阻抗上的電壓損耗，得到始端電壓）求電壓：用末端數(shù)據(jù)，計(jì)算阻抗上的電壓損耗，得到始端電壓 2222222222222yyY(1)()2Y11GjB222Pj QyySU IU UUUU 22222y22yy22(2)SSSPjQPj QPjQ 22

9、2222222(3)()ZZZZZZPQSSdU IZI IZRjXUUPj Q 122211(4)ZZZSSSPj QPjQPjQ 111221111(5)22yyySGUjBUPj Q 111111111(6)yyySSSPjQPj QPjQ 22222222222()()()ZSPjQdUZIZRjXUUPR Q XPX QRjUj UUU 12222122221222dU= U+j UUdU+UUU+j UU(UU)UUarctgUUP R+Q XUUU=UU近似計(jì)算：如果已知始端電壓如果已知始端電壓U1和始端功率和始端功率S1，如何，如何求末端電壓求末端電壓U2和末端功率和末端功率S

10、2？相量圖如何？相量圖如何？1111111222111yyY(1)()2Y11GjB222Pj QyySU IU UUUU 11111y11yy11(2)SSSPjQ( P - j Q )PjQ 2221112211(3)()ZZZZZZSPQSdU IZI IZRjXUUPj Q 取U1為參考211122(4)()ZZZSSSPjQPj QPjQ 222222222(6)()yyySSSPjQPj QPjQ 22222y2y211(5)GjBPj Q22ySUU 11111111111()()()ZSPjQdUZIZRjXUUPR QXPX QRjUj UUU 12222122()()dUU

11、j UUUdU UUj UUUUUUarctgUU 已知：始端電壓已知：始端電壓 ，末端功率，末端功率 ，求末端電壓，求末端電壓 ，始端功率始端功率 。1U222jQPS2U111jQPS假設(shè)末端電壓額定假設(shè)末端電壓額定（1）從末端向始端計(jì)算功）從末端向始端計(jì)算功率損耗，得到始端功率；率損耗，得到始端功率；（2）用已知的始端電壓和）用已知的始端電壓和計(jì)算的始端功率，向末端計(jì)算的始端功率，向末端計(jì)算電壓降落，得到末端計(jì)算電壓降落，得到末端電壓；電壓；。 前推回代方法，是潮流計(jì)算前推回代方法，是潮流計(jì)算的主要方法之一的主要方法之一幾個(gè)電壓質(zhì)量的指標(biāo)幾個(gè)電壓質(zhì)量的指標(biāo)（1）電壓降落是指電力線路兩端電

12、壓的相量差）電壓降落是指電力線路兩端電壓的相量差 （2）電壓損耗是指電力線路兩端電壓的有效值之差，即）電壓損耗是指電力線路兩端電壓的有效值之差，即U1-U2，電壓損耗是一個(gè)標(biāo)量，一般可近似認(rèn)為，電壓損耗是一個(gè)標(biāo)量，一般可近似認(rèn)為U1-U2U，電壓電壓損耗常以百分?jǐn)?shù)表示，即損耗常以百分?jǐn)?shù)表示，即（3）電壓偏移是指電力線路兩端電壓與電力線路額定電壓）電壓偏移是指電力線路兩端電壓與電力線路額定電壓的數(shù)值差，電壓偏移也常以百分?jǐn)?shù)表示，電力線路兩端電壓的數(shù)值差，電壓偏移也常以百分?jǐn)?shù)表示，電力線路兩端電壓偏移百分?jǐn)?shù)為：偏移百分?jǐn)?shù)為： 12dj UUUUU 12%100%NUUUU%100%1,2iNi NNi代表始、末端UUUU （4）電壓調(diào)整電壓調(diào)整： 線路末端空載與負(fù)載時(shí)電壓的數(shù)值差。不計(jì)線路線路末端空載與負(fù)載時(shí)電