電力系統(tǒng)分析：第三章 電力網(wǎng)的電壓和功率分布－潮流計算（基本原理）

第三章電力網(wǎng)的電壓和功率分布

－潮流計算（基本原理）網(wǎng)絡元件的電壓降落和功率損耗開式網(wǎng)絡的電壓和功率分布閉式網(wǎng)絡的電壓和功率分布多級電壓環(huán)網(wǎng)的功率分布電力網(wǎng)的電能損耗網(wǎng)絡元件的電壓降落元件首末端兩點電壓的向量差。11-1網(wǎng)絡元件的電壓降落和功率損耗以V2為參考軸因此,由末端電壓和功率可求得首端電壓同樣,也可由首端電壓和功率求得末端電壓兩種分解特別注意:計算電壓降落時,必須用同一端的電壓與功率.電壓降落公式的簡化高壓輸電線路的特性X>>R,可令R0,則：電壓損耗和電壓偏移電壓損耗:兩點間電壓模值之差或表示為百分值:電壓偏移:線路始末端電壓與線路額定電壓之差2.網(wǎng)絡元件的功率損耗線路RT+jXT變壓器1211(1)電流流過串聯(lián)阻抗產生的功率損耗(2)電壓加在并聯(lián)導納產生的功率損耗(3)輸電效率直接用變壓器空載試驗數(shù)據(jù)計算線路變壓器11-2開式網(wǎng)絡的電壓和功率分布

開式網(wǎng)絡及其等值電路電壓和功率分布的計算降壓變的處理（1）用VN求得各點的運算負荷（2）從末段線路開始，用VN依次計算各段線路的功率損耗（3）用VA和已求得的功率分布，從A點開始逐段計算電壓降落，求得Vb

Vc和Vd（4）求得Vb和Vc

Vd重復（1）～（3）1、同級電壓的開式電力網(wǎng)Abcd123

SLDbSLDcSLDdbcdSLDdA

R1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2jB1/2jB2/2jB2/2jB3/2jB3/2

SLDbSLDcQB1（1）用VN求得各點的運算負荷SLDdA

R1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2jB1/2jB2/2jB2/2jB3/2jB3/2

SLDbSLDcQB1Sd

R1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2bcd

SbScS3S3S1S2S1S2A從末段線路開始，用VN依次計算各段線路的功率損耗Sd

R1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2bcd

SbScS3S3S1S2S1S2ASd

R1+jX1R2+jX2R3+jX3jB1/2bcd

SbScS3S3S1S2S1S2A用VA和已求得的功率分布，從A點開始逐段計算電壓降落，求得Vb、

Vc和Vd含負荷變壓器的計算

首先計算出對應高壓側的負荷功率，再求相應的運算功率T1T2T3AbcdSLDbSLDcSLDd’STS0SLDdT1T2T3AbcdSLDbSLDcSLDd如果節(jié)點b接發(fā)電機T1T2T3AbcdSGSLDcSLDd最大電壓損耗和電壓最低點的電壓b

cdScSdSbjΔQB1

Z1

Z2

Z3

A

SdSb

Sc

d

b

c

1

3

2A

L-1

bT

c

d

SLD

L-22、兩級電壓的開式電力網(wǎng)

A

R1+jX1

Z'TR2+jX2jB1/2jB1/2jB2/2bc

djB2/2c'ΔS0SLD方法一：包含理想變壓器，計算時，經(jīng)過理想變壓器功率保持不變，兩側電壓之比等于實際變比k。

A

R1+jX1

Z'TR'2+jX'2jB1/2jB1/2jB'2/2b

d'jB'2/2c'ΔS0方法二：將線路L2的參數(shù)歸算到L1電壓級A

L-1

bT

c

d

SLD

L-2方法三：用π型等值電路處理

A

R1+jX1

Z'T/kR2+jX2jB1/2jB1/2jB2/2b

djB2/2c

Z'Tk2－k

Z'T1－kSLD［例3－1］［例3－2］A

L-1

bT

c

d

SLD

L-211-3

閉式網(wǎng)絡的電壓和功率分布1、兩端供電網(wǎng)絡的功率分布(1)不計功率損耗的功率初分布忽略功率損耗，兩端取共軛并同乘VN，可得：由前面的方程組可解出循環(huán)功率由負荷決定的功率忽略功率損耗的功率分布計算式(2)計及功率損耗的功率分布功率分點：功率由兩個方向流入的節(jié)點。

有功分點和無功分點可能出現(xiàn)在不同節(jié)點。將網(wǎng)絡在功率分點處解開，形成兩個開式網(wǎng)絡，用前述的開式網(wǎng)絡計算方法進行計算。閉式網(wǎng)絡的計算過程2.沿線有k個負荷點的情況簡化方法(1)將實部和虛部分開,便于計算簡化方法(2),且網(wǎng)絡為均一網(wǎng)(各段線路的R與X的比值相等)結論：在均一電力網(wǎng)中有功功率和無功功率的分布彼此無關。(3)各段線路的單位阻抗相等結論：各段線路單位長度的阻抗值相等的均一網(wǎng)的功率分布僅與各段長度有關。5.閉式網(wǎng)的電壓損耗

與開式網(wǎng)計算方法相同

有功和無功分點在同一處時,功率分點處的電壓最低；若不在同一點，則需分別計算實際電壓值，確定電壓最低點。例3－3例3－43.4多級電壓環(huán)網(wǎng)的功率分布一、兩臺并聯(lián)變壓器構成的多電壓級環(huán)網(wǎng)一、兩臺并聯(lián)變壓器構成的多電壓級環(huán)網(wǎng)

已知一次側電壓,則：一、兩臺并聯(lián)變壓器構成的多電壓級環(huán)網(wǎng)

循環(huán)功率計算環(huán)路電勢：循環(huán)功率：空載環(huán)路電勢的確定阻抗歸算到低壓側簡化計算或電力網(wǎng)電壓未知例3－5二、多個電壓級的環(huán)網(wǎng)環(huán)路電勢的確定（1）作等值電路并進行參數(shù)歸算；（2）空載時將環(huán)路斷開，端口電壓即為環(huán)路電勢。注意：參數(shù)歸算等級與斷口所在位置一致循環(huán)功率計算三級電壓環(huán)網(wǎng)舉例ka=121/10.5kb=242/10.5kc1=220/121kc2=220/11選110kV作為參考電壓級，斷口選在110kV線路若A端電壓已知：若B端電壓已知：3.5電力網(wǎng)的電能損耗一、電能損耗和損耗率年電能損耗供電量：發(fā)電量與廠用電之差損耗率（網(wǎng)損率、線損率）：是衡量供電企業(yè)技術和管理水平的重要標志。1.年負荷損耗率法年負荷率線路年負荷損耗率線路年負荷損耗率與年負荷率的近似關系K為經(jīng)驗數(shù)值。一般取K=0.1～0.4，kmy較低時取較小數(shù)值。

計算過程：1.年負荷損耗率法變壓器的年電能損耗：電阻損耗＋空載損耗tT為變壓器一年中接入運行的小時數(shù)，缺乏具體數(shù)據(jù)時可取tT=8000h2.最大負荷損耗時間法最大負荷損耗時間：如果線路中輸送的功率一直保持為最大負荷Smax，在τ小時內的電能損耗等于線路全年的實際電能損耗，則稱τ為最大負荷損耗時間。其大小由視在功率表示的負荷曲線決定，因此，與線路負荷的功率因數(shù)和最大負荷利用小時數(shù)有關線路變壓器一條線路有多個負荷的情況S1,S2,S3——分別為各段的最大負荷功率；

——分別為各段的最大負荷損耗時間例3－6二、降低網(wǎng)損的技術措施1.減少無功功率的傳輸如果將功率因數(shù)由原來的提高到，則線路中的功率損耗可降低

措施：電機選擇無功補償：就地無功平衡2.閉式網(wǎng)絡中功率的經(jīng)濟分布網(wǎng)絡功率損耗分別對P1和Q1求偏導，并令其等于零結論：功率在環(huán)網(wǎng)中與電阻成反比分布時，功率損耗最小。使自然功率分布接近經(jīng)濟功率分布的措施(1)選擇適當?shù)攸c作開環(huán)運行。為了限制短路電流或滿足繼電保護動作選擇性要求，需將閉式網(wǎng)絡開環(huán)運行時，開環(huán)點的選擇也盡可能兼顧到使開環(huán)后的功率分布更接近于經(jīng)濟分布。(2)對環(huán)網(wǎng)中比值R／X特別小的線段進行串聯(lián)電容補償。(3)在環(huán)網(wǎng)中增設混合型加壓調壓變壓器，由它產生環(huán)路電勢及相應的循環(huán)功率，