兩端供電網(wǎng)絡(luò)手工潮流分析

學(xué)號(hào):曲Sb亨《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》課程設(shè)計(jì)（2012級(jí)本科）題目： 兩端供電網(wǎng)絡(luò)手工潮流分析系（部）院： 物理與機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化作者姓名： 孔德斌 指導(dǎo)教師： 劉永科職稱:副教授完成日期：2015年06月20日河西學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目?jī)啥斯╇娋W(wǎng)絡(luò)手工潮流分析作者姓名孔德斌學(xué)院、專業(yè)、年級(jí)物電學(xué)院電氣工程專業(yè)12級(jí)指導(dǎo)教師姓名、職稱劉永科副教授任務(wù)下達(dá)日期2015年5月20日一、設(shè)計(jì)原始資料A.：LGJ-120/80km LGJ-95/6°km LGJ-95/50kmDm=5m Dm=5m Dm=5m卜--己2xSF-15/110II卜二/SF-20/110▼20+j15MVA ▼15+j12MVA圖所示為兩端供電網(wǎng)絡(luò)，已知電源A點(diǎn)電壓為117KV，電源端B點(diǎn)電壓112KV。二、 設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)給定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。對(duì)給定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行手工潮流計(jì)算。繪制網(wǎng)絡(luò)潮流分布圖。三、 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)及計(jì)算說(shuō)明書(shū)（1） 說(shuō)明書(shū)要求書(shū)寫(xiě)整齊，條理分明，表達(dá)正確、語(yǔ)言正確。（2） 計(jì)算書(shū)內(nèi)容：為各設(shè)計(jì)內(nèi)容最終成果、確定提供依據(jù)進(jìn)行的技術(shù)分析、論證和定量計(jì)算等。（3） 計(jì)算書(shū)要求：計(jì)算無(wú)誤，分析論證過(guò)程簡(jiǎn)單明了，各設(shè)計(jì)內(nèi)容列表匯總。圖紙（1） 繪制分析所需的必要圖紙（2） 圖紙要求：用標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制，布置均勻，設(shè)備符號(hào)大小合適，清晰美觀。

四、論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排階段論文（設(shè)計(jì)）各階段名稱起止日期1熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、設(shè)計(jì)題目及設(shè)計(jì)背景資料5.20?5.252查閱有關(guān)資料5.26?5.273閱讀設(shè)計(jì)要求必讀的參考資料5.28?5.294書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5.30?6.155小組答辯質(zhì)疑6.21?6.226上交設(shè)計(jì)成果6.30五、需收集和閱讀的資料及參考文獻(xiàn)（指導(dǎo)教師指定）［1］：陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（第三版）［M］，北京，中國(guó)電力出版社，2007［2］：何仰贊，溫增銀.《電力系統(tǒng)分析》第三版［M］，武漢，華中科技大學(xué)出版社，2002教研室*意見(jiàn)［3］：教研室*意見(jiàn)負(fù)責(zé)人簽名：年月日摘要潮流計(jì)算是在給定電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和決定系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的邊界條件的情況下確定系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的一種基本方法，是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)中不可缺少的一個(gè)重要組成部分?？梢哉f(shuō)，它是電力系統(tǒng)分析中最基本、最重要的計(jì)算,是系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)分析和實(shí)時(shí)控制與調(diào)度的基礎(chǔ)。常規(guī)潮流計(jì)算的任務(wù)是根據(jù)給定的運(yùn)行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如各母線上的電壓（幅值及相角）、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。潮流計(jì)算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算和故障分析的基礎(chǔ)。在電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和規(guī)劃方案的研究中，都需要進(jìn)行潮流計(jì)算以比較運(yùn)行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也需要進(jìn)行大量而快速的潮流計(jì)算。因此，潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運(yùn)算。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式時(shí)，采用離線潮流計(jì)算；在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控中，則采用在線潮流計(jì)算。是電力系統(tǒng)研究人員長(zhǎng)期研究的一個(gè)課題。它既是對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式的合理性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行定量分析的依據(jù)，又是電力系統(tǒng)靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算的基礎(chǔ)。TOC\o"1-5"\h\z目錄 1\o"CurrentDocument"一、 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算 2\o"CurrentDocument"二、 潮流計(jì)算的意義 2\o"CurrentDocument"三、 兩端供電網(wǎng)絡(luò)的近似功率分布計(jì)算 3\o"CurrentDocument"四、 兩端供電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)任務(wù) 5\o"CurrentDocument"五、 詳細(xì)解法 51、 對(duì)給定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算 5\o"CurrentDocument"（1） 線路L1 5（2） 線路L2 6\o"CurrentDocument"（3） 線路L3 6（4） 變壓器T1 7（5） 變壓器T2 7電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖 82、 計(jì)算運(yùn)算負(fù)荷 8（1） 計(jì)算2點(diǎn)的運(yùn)算負(fù)荷 8（2） 計(jì)算3點(diǎn)的運(yùn)算負(fù)荷 9（3） 電力網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化等值電路 93、 計(jì)算近似功率分布 9（1） 計(jì)算初步功率分布 9（2） 計(jì)算循環(huán)功率 10（3） 計(jì)算各線段的功率損耗 104、 計(jì)算功率分布和電壓分布 11（1） 左側(cè)電網(wǎng)At2t3 11a、 計(jì)算功率分布 11b、 計(jì)算電壓分布 11（2） 右側(cè)電網(wǎng)bt3 12a、 計(jì)算功率分布 12b、 計(jì)算電壓分布 125、 計(jì)算變電所低壓母線電壓（根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖） 12（1） 變電所I 12\o"CurrentDocument"（2） 變電所II 13電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布圖 13\o"CurrentDocument"六、 需收集和閱讀的資料及參考文獻(xiàn) 14\o"CurrentDocument"七、 總結(jié) 14八、 附錄（手工潮流計(jì)算說(shuō)明書(shū)及其手繪圖紙） 15

、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行情況的一種基本電氣計(jì)算。它的任務(wù)是根據(jù)給定的運(yùn)行條件和網(wǎng)路結(jié)構(gòu)確定整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如各母線上的電壓(幅值及相角)、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布以及功率損耗等。電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的結(jié)果是電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算和故障分析的基礎(chǔ)。二、潮流計(jì)算的意義(1)在電網(wǎng)規(guī)劃階段,通過(guò)潮流計(jì)算，合理規(guī)劃電源容量及接入點(diǎn)，合理規(guī)劃網(wǎng)架，選擇無(wú)功補(bǔ)償方案，滿足規(guī)劃水平的大、小方式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓的要求。(2)在編制年運(yùn)行方式時(shí)，在預(yù)計(jì)負(fù)荷增長(zhǎng)及新設(shè)備投運(yùn)基礎(chǔ)上，選擇典型方式進(jìn)行潮流計(jì)算,發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中薄弱環(huán)節(jié)，供調(diào)度員日常調(diào)度控制參考，并對(duì)規(guī)劃、基建部門提出改進(jìn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，加快基建進(jìn)度的建議。正常檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算，用于日運(yùn)行方式的編制,指導(dǎo)發(fā)電廠開(kāi)機(jī)方式，有功、無(wú)功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案，滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求。預(yù)想事故、設(shè)備退出運(yùn)行對(duì)靜態(tài)安全的影析及作出預(yù)想的運(yùn)行方式調(diào)整萬(wàn)案?？偨Y(jié)為在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和規(guī)劃方案的研究中，都需要進(jìn)行潮流計(jì)算以比較運(yùn)行方式或規(guī)劃供電方案的可行性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，為了實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也需要進(jìn)行大量而快速的潮流計(jì)算。因此，潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運(yùn)算。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式時(shí)，采用離線潮流計(jì)算；在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控中，則采用在線潮流計(jì)算。

三、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的近似功率分布計(jì)算將最簡(jiǎn)單的兩端供電網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化，得到兩端供電網(wǎng)的等值電路如圖。其兩端電壓大小不等、相位不同，U豐U。1 4~SCZ23Z1Z2~S~2三、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的近似功率分布計(jì)算將最簡(jiǎn)單的兩端供電網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化，得到兩端供電網(wǎng)的等值電路如圖。其兩端電壓大小不等、相位不同，U豐U。1 4~SCZ23Z1Z2~S~223~S~3兩端供電網(wǎng)的等值電路由于兩端電壓U1豐U4，它們之間存在相量差dU=U1-U4，就使得由節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)4產(chǎn)生了一個(gè)循環(huán)功率，以可表示循環(huán)功率一*UNdU兩端供電網(wǎng)絡(luò)中，各線路中流過(guò)的功率可以看作是兩個(gè)功率分量的疊加。其一為兩端電壓相等時(shí)的環(huán)式網(wǎng)絡(luò)的近似功率；另一為循環(huán)功率（注意循環(huán)功率的方向與dU的取向有關(guān)）。兩端供電網(wǎng)絡(luò)的近似功率分布：~S~2~+S3Z3***Z1+Z2+Z3~+S~c~* ~^~1 2k27S2Z]+~1 2k27***Z1+Z2+Z3~ ~ ~S =S-S23a2由此可見(jiàn)，區(qū)域性開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域性閉式網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算上的不同點(diǎn)就在于功率

分布的計(jì)算，后者的功率分布是分兩步完成的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)各線段的R/X值相等時(shí)，稱之為均一網(wǎng)絡(luò)。這類網(wǎng)絡(luò)在不計(jì)功率損耗影響時(shí)，自然功率分布的有功分量和無(wú)功分量是互不影響的。這時(shí)，他們是按電阻或電抗分布的，即：P=整P=整AR￡P(guān)=汁BR￡￡QRQ=+=i__-_B￡￡qrQ=itA￡將式~=~-~中的電阻換為相應(yīng)的電抗也是正確的，特別是全網(wǎng)導(dǎo)線截23a2面相同時(shí)，功率的自然分布按長(zhǎng)度分布，即：TOC\o"1-5"\h\zS二堂 S=箕Al B l￡應(yīng)該注意：環(huán)流高鼓功率的計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)是否均一無(wú)關(guān)?？梢宰C明：在閉式電力網(wǎng)絡(luò)中，欲使有功功率損耗最小，應(yīng)使功率分布按電阻分布，即：由此可見(jiàn)：均一網(wǎng)S=二 S=已由此可見(jiàn)：均一網(wǎng)A?*t R￡ B.opt R￡絡(luò)功率的自然分布也就是有功損耗最小時(shí)的分布。因此，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使網(wǎng)絡(luò)接近均一。對(duì)于非均一網(wǎng)絡(luò)，要達(dá)此目的，必須采用一定的措施。

四、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)任務(wù)已知：兩端供電網(wǎng)絡(luò)如圖所示。已知電源A點(diǎn)電壓117KV，電源端B點(diǎn)電壓112KV，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)功率分布和電壓分布。ALGJ-120/80kmLGJ-95/60kmLGJ-95/50kmBD=5m\D=5mD=5mm |m 1 m}1iuk-y2XSF—15/110II SF-20/110f 1F20+j15MVA"5+j12MVA查表得:SF—15/110:額定變比110/11kv,p^=128而,p°=40.5kw,Uk%=10.5,10%=3.5SF—20《110:額定變比11011kv,pk=157kw,p0=48.6而,U^%=10.5,10%=2.3五、詳細(xì)解法1、對(duì)給定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算選取110kv作為電壓的基本級(jí)，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，并畫(huà)出等值電路。（1）線路L1L1:LGJ—12080km，D=5m（查表得LGJ—120型線路的直徑15.2mm）r=E=31,5方=027。/1s120,■km'km7.6+7.6+°.°157%m=°.4239￡b廣 X10-6grx=0.1445lg—b廣 X10-6gr7.58—X10-6S〈=2.69X10-6s/

,5000 km zkm1g"■廠

艮即r1=0.27Q/km,氣=0.423Q/km,g廣0,b1=2.69x10-6s/kmR1=0.27x80=21.6Q,X“=33.84Q,B“=2.15x10-4s線路導(dǎo)納上的功率損耗AS =-jB1U2=-j1x2.15x10-4x1102=-j1.3MVarYL12N2線路L2L2:LGJ-95/60km,D=5m(查表得LGJ—95型線路的直徑為13.8mm)=已=31=已=31.5Q'1S95 7km=0.336.9+0.0157Qkm=0里96.9+0.0157Qkm=0里9明m1 rg=01b=^5^x10-6=_^^x10-6以=2.65x10-6s/1D 5000 /km km】g丁 lgk即：r=0.33Q/km,氣=0.429Q/km,g1=0,々=2.65x10-6s/kmR2=0.33x60=19.8Q,X以=25.74Q,B22=1.59x10-4s線路導(dǎo)納上的功率損耗：AS =-jBL2U2=-j-x1.59x10-4x1102=-j0.96MVarYL22N2（3）線路L3L3:LGJ-95/50km,D=L3:LGJ-95/50km,r=2=315Q， =033Q/1s95.■-km/kmx=0.1445lgDm+0.0157=0.1445xlg5000+0.0157Q。=0.429Q<1 °r 6.9 /km /km

b- 7.善x10-6=-^5^1lg牛1gb- 7.善x10-6=-^5^1lg牛1g碧x10-6skm=2.65x10-6s'km%-0.33x50-16.5Q,X”-21.45Q,b-b-2.65x10-6s/kmBl3-1.33x10-4sAS=-jB3U2=-j1x1.33x10-4x1102=-j0.81MVarYL32N2變壓器T1T:SF-15/110PU2—K_N1~1000S2并聯(lián)參數(shù):U%U2—K N1100SN并聯(lián)參數(shù):U%U2—K N1100SNP 0 1000U2N110.5x1102=84.7Q100x1540.5 =3.35x10-6S1000x1102:工-3.5x15=43.4x10-6S100U* 100x1102Z]=2R+jXT)=3.44+j42.35Q=2(GT-jBT)-(6.7-j86.4)x10-6S變壓器導(dǎo)納支路的功率損耗?ASYT1=2x(Gt+jB「U2=2x(3.35+j43.4)x10-6x1102=0.081+j1.05MVA（5）變壓器T2T2:SF-20/110

里L(fēng)—157X1102—4.75。;1000S2 1000X202N100X15lL^N1-10.5x1102-100X15100SP 0 P 0 1000"2N148.6 —4.02x10-6S1000X1102牛-￥X15—38x10-6S100"二100X1102變壓器導(dǎo)納支路的功率損耗:~AS =(G+jB)U2—(4.02+j38)x10-6x1102=0.049+j0.46MVA電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖（如下所示）21.6+j33.84 fj1-3-j0.962 l薩.96*-j1.3AS.T1=0^81+jL0519.8+j25.74SIT24.75+lj63.53-j°.81* Bo16.5+j21.45B3―—CZZH—I——- -j0.81v ASg=0.049+j0.463.44+j42.35S-=20+j1532、計(jì)算運(yùn)算負(fù)荷計(jì)算2點(diǎn)的運(yùn)算負(fù)荷A~ —P2+Q(R+jX)ZT1 U2 T1 T1N202+152— —(3.44+j42.35)=0.18+j2.2MVA*]=S；+AS^t=20+j15+0.18+j2.2=20.18+j17.2MVATOC\o"1-5"\h\z??? ? ? ?S=S'+A?+A?+A?+A?2 ZT1 YT1 YU YL2=20+j15+0.18+j2.2+0.081+j1.05—j1.3—j0.96=20.26+j15.99MVA計(jì)算3點(diǎn)的運(yùn)算負(fù)荷aS=p+Q32(r+jx)ZT1 U2 T2 T2N152+122?LC、= (4.75+j63.53)1102=0.15+j1.97MVA? ? ? 一 __ST2=S；+aSt3=15+j15+0.15+j1.97=15.15+j13.97MVA??????S=S'+A?+a?+a?+a?3 ZT2 YT2 YU2 YL3=15+j12+0.15+j1.97+0.049+j0.46—j0.96—j0.81=15.2+j1266MVA電力網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化等值電路如圖2-3：A 21.6+j33.84219.8+j25.743 16.5+j21.45B 1I 1I 1I ?-j1.3] &' L —，~ |-j0.81。U 23]F b20.26+j15.99 15.2+j12.66圖2-33、計(jì)算近似功率分布計(jì)算初步功率分布根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖，以兩端供電網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算方法計(jì)算功率分布根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖，如X+之3B)+￡弓° ZA2+Z23+Z2B_(20.26+j1.99)x(36.3-j47.2)+(15.2+j12.66)x(16.5-j21.45)- 57.9-j81=15.79+j13.57MVAS=S?'x2+S3(ZA2+知)=19.6+j15.08MVAb ZA2+Z23+z3b校核：S+S=(15.79+j13.57)+(19.6+j15.08)=35.39+j28.65MVAabS+S=(20.26+j15.99)+(15.2+j12.66)=35.46+j28.65MVA2 3S+義="+W可見(jiàn)計(jì)算無(wú)誤計(jì)算循環(huán)功率因?yàn)閮啥斯╇婋妷篣豐U，所以存在循環(huán)功率，且流向?yàn)锽到A,AB其值為S=5=110x(117-112)=3.21+j4.5MVAc之59.7-j81￡計(jì)算各線段的功率損耗S'=S+S=15.79+j13.57+3.21+j4.5=19+j18.07MVAS；=Sb+S=19.67+j15.08—3.21—j4.5S；=Sb+SS'23=S'+寧2=19+j18.07-20.26-j15.99=-1.26+j2.08S'23由近似功率分布計(jì)算可見(jiàn)：P=-1.26MW<0有功功率從節(jié)點(diǎn)3流向節(jié)點(diǎn)2，所23以有功功率的分布為2節(jié)點(diǎn)；Q^=2.08MVar>0無(wú)功功率從節(jié)點(diǎn)2流向節(jié)點(diǎn)3,因此在電壓最低點(diǎn)將電網(wǎng)拆分為兩個(gè)：3VA( (21.6+j33.84 19.8+j25.74SS16.5+j21.45 BSS，Sb=16.46+J10.5820.26+j15.99 s' 126.208圖3-34、計(jì)算功率分布和電壓分布(1)左側(cè)電網(wǎng)AT2T3已知：首端電壓Ua=117kv，末端功率S23=-1.26+j2.08MVAa、計(jì)算功率分布~ ~ P'2+Q'2s=%+-2_—俄23+jx23)N=—1.26+j2.08+技6；二2°82(19.8+j25.74)=—1.25+j2.09MVAS=S"+S=—1.25+j2.09+20.26+j15.99=19+j18.08MVA1~,P'2+Q‘2=S1'+ 氣2+%)N=19=j18.08+"2甘082(21.6+j33.84)=20.23+j20MVA=S+(—j1.3)=20.23+j20—j1.3=20.23+j18.7M^A1b、計(jì)算電壓分布117…20.23x21.6+20x33.84=117— =107.49kv

117=U-=U-P2RA2+QX232U2=107.49--1.25x19.8+2.09x25.74107.49=107.22如（2）右側(cè)電網(wǎng)B-3已知：始端電壓UB=112加末端功率S；=16.46+J10.58MVAa、計(jì)算功率分布=S，+P+Q；(R+jX)bU2 3B 3BN=16.46+=16.46+j10.58+16.462+10.582H0(16.5+j21.45)+16.98+j11.26MVA=S4+(-j0.81)=16.98+j11.26-j0.81=16.98+j10.45MVAb、計(jì)算電壓分布112=112-戚98x16.5+"26x21.45=107.34如1125、計(jì)算變電所低壓母線電壓（根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路圖）（1）變電所I：U=U-P1R1+Qt1*「12 2 U220.18x3.44+17.