電能系統(tǒng)第3章-2

作業(yè)出現(xiàn)的問(wèn)題：1、等效電路圖未畫(huà)2、帶錯(cuò)數(shù)據(jù)3、等效電路與計(jì)算的數(shù)據(jù)不完全對(duì)應(yīng)4、粗心，不認(rèn)真復(fù)習(xí)1、什么是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析？2、什么是電壓降落、電壓偏差、電壓損耗？3、計(jì)算電壓降落時(shí)，已知始端功率和電壓和已知末端功率和電壓兩種情況計(jì)算出的電壓降落縱橫分量是否相等？4、如果已知條件是始端電壓和末端功率，如何進(jìn)行潮流計(jì)算？3.2.3電網(wǎng)的電能損耗

損耗率（網(wǎng)損率、線損率）：是衡量供電企業(yè)技術(shù)和管理水平的重要標(biāo)志。3.2.3電網(wǎng)的電能損耗（１）電網(wǎng)的電能損耗：式中——最大損耗時(shí)間。假定負(fù)荷保持為Pmax恒定不變最大負(fù)荷損耗時(shí)間：如果線路中輸送的功率一直保持為最大負(fù)荷Smax，在τ小時(shí)內(nèi)的電能損耗等于線路全年的實(shí)際電能損耗，則稱τ為最大負(fù)荷損耗時(shí)間。其大小由視在功率表示的負(fù)荷曲線決定，因此，與線路負(fù)荷的功率因數(shù)和最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)有關(guān)1.2.2電力負(fù)荷曲線及其特性系數(shù)（５）負(fù)荷全年持續(xù)曲線下的面積代表一年消耗的電能:最大負(fù)荷利用小時(shí)：

Tmax的大小反映了設(shè)備利用的程度和用戶負(fù)荷平穩(wěn)的程度。年平均負(fù)荷功率：線路變壓器3.2.3電網(wǎng)的電能損耗（２）線路的總電能損耗:S1,S2,S3——分別為各段的最大負(fù)荷功率；

——分別為各段的最大負(fù)荷損耗時(shí)間

3.3

電力網(wǎng)潮流計(jì)算模型3.3.1電力網(wǎng)等效電路

電力網(wǎng)圖：3.3.1電力網(wǎng)等效電路（圖）等效網(wǎng)絡(luò)：3.3.1電力網(wǎng)等效電路（１）1）計(jì)算節(jié)點(diǎn)注入功率：注入功率以流入網(wǎng)絡(luò)為正，流出為負(fù)。上圖中：3.3.1電力網(wǎng)等效電路（２）

1）將接在同一節(jié)點(diǎn)的所有對(duì)地導(dǎo)納支路合并成一個(gè)支路。3.3.1電力網(wǎng)等效電路（３）3.3.1電力網(wǎng)等效電路（４）

3）為方便計(jì)算和解決環(huán)形網(wǎng)絡(luò)變壓器變比不匹配，造成參數(shù)難以歸算的問(wèn)題，對(duì)變壓器采用非標(biāo)準(zhǔn)變比的變壓器等效電路----

型等效電路。.節(jié)點(diǎn)電壓方程和回路電流方程的比較若網(wǎng)絡(luò)的支路數(shù)為b，節(jié)點(diǎn)數(shù)為n，則回路方程式數(shù)m為

m=b-n+1節(jié)點(diǎn)方程式數(shù)m’為

m’=n-1因此，回路方程式比節(jié)點(diǎn)方程式多

d=m-m’=b-2n+2一般電力系統(tǒng)中，各節(jié)點(diǎn)和大地間有發(fā)電機(jī)、負(fù)荷、電容等接地支路，節(jié)點(diǎn)間還有線路、變壓器等支路，一般b>2n電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)方程多采用節(jié)點(diǎn)方程式3.3.2電力網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型n個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓方程：節(jié)點(diǎn)注入電流列向量:節(jié)點(diǎn)電壓列向量:導(dǎo)納矩陣

:3.3.2電力網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型（２）

展開(kāi)形式為：

3.3.3節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣（１）

自導(dǎo)納：在等效網(wǎng)絡(luò)的第ｉ個(gè)節(jié)點(diǎn)施加單位電壓，其余各節(jié)點(diǎn)全部接地時(shí)，經(jīng)節(jié)點(diǎn)ｉ注入網(wǎng)絡(luò)的電流。

等于與該節(jié)點(diǎn)直接相連的所有支路的導(dǎo)納之和。3.3.3節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣（２）

互導(dǎo)納：在ｊ節(jié)點(diǎn)施加單位電壓，其余節(jié)點(diǎn)全接地時(shí)，ｉ節(jié)點(diǎn)的注入電流。等于連接節(jié)點(diǎn)i、j支路導(dǎo)納的負(fù)值。

3.3.3節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣（３）n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的特點(diǎn)：階方陣；對(duì)稱矩陣；復(fù)數(shù)矩陣；

高度稀疏矩陣；每一對(duì)角元素是節(jié)點(diǎn)ｉ和ｊ間支路導(dǎo)納的負(fù)值；對(duì)角元素為所有連接于節(jié)點(diǎn)ｉ的支路導(dǎo)納之和；

矩陣的稀疏性用稀疏度表示，定義為矩陣中的零元素與全部元素總數(shù)之比式中Z——YB中的零元素個(gè)數(shù)。

S隨節(jié)點(diǎn)數(shù)n的增加而增加：n為50時(shí)，S可達(dá)92％；n為100時(shí)，S達(dá)96％；n為500時(shí)，S達(dá)99％2.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的修改（1）從原有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i引出一條新的支路，同時(shí)增加一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)j2.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的修改（2）原有網(wǎng)絡(luò)i、j支路的參數(shù)發(fā)生變化

參數(shù)的變化量為△yij，則節(jié)點(diǎn)i、j之間增加一條支路，△yij為正；節(jié)點(diǎn)i、j之間切除一條支路，△yij為負(fù)；節(jié)點(diǎn)i、j之間的導(dǎo)納發(fā)生改變，導(dǎo)納增大為△yij正，減小△yij為負(fù)。

2.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的修改（3）原有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)i、j之間的變壓器的變比由k*變?yōu)?/p>

由變壓器Π形等值電路可知相當(dāng)于切除一臺(tái)變比為k*的變壓器，投入一臺(tái)變比為的變壓器。2.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的修改（4）消去浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)：系統(tǒng)中既不接負(fù)荷也不接發(fā)電機(jī)的節(jié)點(diǎn)。消去浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以降低階次?，F(xiàn)假設(shè)節(jié)點(diǎn)k為浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)，因則下式成立。對(duì)于一般節(jié)點(diǎn)i2.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的修改導(dǎo)納矩陣的元素Yij可以用下式來(lái)代替二、導(dǎo)納矩陣的生成和修改（1）導(dǎo)納矩陣的階數(shù)等于電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)。（2）導(dǎo)納矩陣各行非對(duì)角元素中非零元素的個(gè)數(shù)等于對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)所連的不接地支路數(shù)。（3）導(dǎo)納矩陣的對(duì)角元素，即各節(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)納等于相應(yīng)節(jié)點(diǎn)所連支路的導(dǎo)納之和。（4）導(dǎo)納矩陣非對(duì)角元素Yij等于節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的導(dǎo)納的負(fù)數(shù)。3.3.4節(jié)電阻抗矩陣（１）

節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣：

自阻抗：節(jié)點(diǎn)ｉ注入單位電流，其余節(jié)點(diǎn)注入電流全為零，即其余節(jié)點(diǎn)全部開(kāi)路時(shí)，節(jié)點(diǎn)ｉ的電壓。

3.3.4節(jié)電阻抗矩陣（２）

互阻抗：節(jié)點(diǎn)ｉ注入單位電流，網(wǎng)絡(luò)其余節(jié)點(diǎn)注入電流全為零時(shí)，節(jié)點(diǎn)ｊ的電壓。節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的特點(diǎn)節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣ZB在網(wǎng)絡(luò)無(wú)含源元件時(shí)也是對(duì)稱陣，但不是稀疏矩陣，而是滿陣。與節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣不同的是，Yii、Yij均由具體支路的導(dǎo)納組成，而Zii、Zij無(wú)具體支路阻抗相對(duì)應(yīng)。節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣可以由節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣求逆得到，也可根據(jù)定義用支路追加法求得。3.8配電網(wǎng)潮流計(jì)算的特點(diǎn)3.8.1輻射形配電網(wǎng)潮流計(jì)算的特點(diǎn)輻射形配電網(wǎng)的接線可分為輻射式、鏈?zhǔn)健⒏删€式三種網(wǎng)絡(luò)。輻射形配電網(wǎng)潮流計(jì)算的特點(diǎn)：１、輻射形配電網(wǎng)的支路數(shù)一定小于節(jié)點(diǎn)數(shù)，節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的稀疏度很高。２、電壓配電網(wǎng)線路電阻較大，一般不滿足R<<X，因此通常不能采用快速解耦法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算。3.8.1輻射形配電網(wǎng)潮流計(jì)算特點(diǎn)３、對(duì)于末端負(fù)荷節(jié)點(diǎn)前的支路功率就是末端運(yùn)算負(fù)荷功率，所以可直接求支路功率損耗和電壓損耗，并依次前推。配電網(wǎng)潮流計(jì)算可以采用一種類似于簡(jiǎn)單手算潮流的方法進(jìn)行輻射形配電網(wǎng)的潮流計(jì)算，也稱前推回推法。3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計(jì)算方法（１）輻射形配電網(wǎng)絡(luò)輻射形配電網(wǎng)的等效電路3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計(jì)算方法（２）考慮對(duì)地導(dǎo)納支路的影響，各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)算功率為：等值網(wǎng)絡(luò)中任一支路功率：3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計(jì)算方法（３）3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計(jì)算方法（４）3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計(jì)算方法（５）式中：－－－除ｉ節(jié)點(diǎn)外所有與ｊ節(jié)點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)的集合。－－－除支路ｉｊ外所有與ｊ節(jié)點(diǎn)相連的支路功率之和。若已知始端功率和始端電壓，則末端節(jié)點(diǎn)電壓為：3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計(jì)算方法（６）3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計(jì)算方法（７）配電網(wǎng)前推回推潮流計(jì)算的步驟：１）初始化：給定平衡節(jié)點(diǎn)（電源點(diǎn)）電壓，為全網(wǎng)其它PQ節(jié)點(diǎn)賦電壓初始值，為全網(wǎng)其它PV節(jié)點(diǎn)賦無(wú)功注入功率初始值。２）計(jì)算各節(jié)點(diǎn)運(yùn)算功率：3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計(jì)算方法（８）３）從網(wǎng)絡(luò)末端開(kāi)始，逐步前推，由節(jié)點(diǎn)電壓，求全網(wǎng)各支路功率分布。前推過(guò)程為：3.8.2配電網(wǎng)的前推回推潮流計(jì)算方法（９）４）從始端出發(fā)，逐段回推，由