電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析課件

2023/12/9電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析

2023/12/9第一節(jié)電力系統(tǒng)概述第二節(jié)電力系統(tǒng)的電壓等級和負荷第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點的接地方式電力系統(tǒng)概述和基本概念2023/12/9第一節(jié)電力系統(tǒng)概述

一、電力系統(tǒng)的基本概念1.電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)：發(fā)電+變配電+用電電力網絡：變配電+用電動力系統(tǒng)：動力部分+電力系統(tǒng)動力部分：火電：鍋爐、汽輪機、用熱設備水電：水庫、水輪機2023/12/92023/12/92.世界電力系統(tǒng)發(fā)展概況發(fā)電原理：電磁感應定律第一座發(fā)電廠：1882年，英國倫敦1831年，法拉第輸電電壓：100V和400V直流第一個電力系統(tǒng)：1882年，法國輸電電壓：直流1500V~2000V，功率：2kw，距離：57km單相交流輸電：1885年，出現變壓器三相交流輸電：1891年，出現三相變壓器及三相異步電動機第一條三相交流輸電線路：輸電電壓：交流12kV，距離：180km2023/12/9目前交流輸電電壓：1200kV，1500kV在研究中距離：>1000km，功率：>5000MW目前直流輸電電壓：±800kV距離：>1000km，功率：>3000MW3.我國電力系統(tǒng)發(fā)展概況第一座發(fā)電廠：1882年，上海目前：6個跨省電力系統(tǒng)：華東、東北、華中、西北、華南電力裝機總容量：

到2011年底達10.4億千瓦,僅次于美國成為全球第二電力大國。

電網規(guī)模超過美國成為全球第一。華中電網：500kV，西北電網：330kV+750kV2023/12/9

第一條1000kV：2008年11月，我國首條1000kV特高壓輸電線路正式通電運行。

這項工程起于山西，途經河南止于湖北，穿越黃河、漢江兩條大河，跨越太行、伏牛兩座名山，全長654km，是世界上第一條投入商業(yè)化運行的高壓輸電線路，實現由輸煤向輸電的轉變

。2023/12/9第一條±800kV直流輸電工程

：云廣特高壓直流輸電工程于2010年6月18日正式竣工投產。是迄今世界電壓等級最高的直流輸電項目。云南省楚雄州祿豐縣→廣東省廣州增城市經云南、廣西、廣東。線路全長1373千米。輸送容量500萬千瓦。寧東-山東±660kV直流輸電工程，2011年2月28日投入運行。2023/12/9云廣±800千伏特高壓直流輸電線路2023/12/92023/12/9交流輸電的優(yōu)缺點：優(yōu)點：主要表現發(fā)電和配電方面（1）發(fā)電：

交流發(fā)電機很方便地把機械能、化學能等形式的能轉化為電能。（2）配電：方便地通過變壓器升壓和降壓。缺點：主要表現輸電方面

（1）線路造價高

輸送同樣功率交流電所用導線截面積大于或等于直流輸電所用導線的截面積的1.33倍。

（2）年運行費用高

直流架空輸電線只用兩根，導線電阻損耗比交流輸電小；沒有感抗和容抗的無功損耗；沒有集膚效應，導線的截面利用充分。

（3）存在系統(tǒng)穩(wěn)定問題交流電力系統(tǒng)中所有的同步發(fā)電機都必須保持同步運行。2023/12/9直流輸電的優(yōu)缺點：①當輸送相同功率時,直流線路造價低,架空線路桿塔結構較簡單。優(yōu)點：主要表現輸電方面②直流輸電的功率和能量損耗小③對通信干擾小④線路穩(wěn)態(tài)運行時沒有電容電流,沒有電抗壓降,沿線電壓分布較平穩(wěn),線路本身無需無功補償；⑤直流輸電線聯系的兩端交流系統(tǒng)不需要同步運行缺點：①直流輸電的換流站比交流系統(tǒng)的變電所復雜、造價高②換流裝置（整流和逆變）運行中需要大量的無功補償，正常運行時可達直流輸送功率的40～60％③換流裝置在運行中在交流側和直流側均會產生諧波，要裝設濾波器。2023/12/9

在電力裝機容量迅速增長的同時，我國的電源結構也在不斷的得到優(yōu)化。2010年我國的水電裝機容量達到21340萬千瓦，居世界第一。三峽水電站水庫壩高：185m，水頭：175m，水庫長600多km

32臺發(fā)電機，每臺容量700MW總裝機容量：18.2GW，年發(fā)電量：86.5TWh輸電電壓：500kV，±500kV

它是世界上規(guī)模最大的水電站，也是中國有史以來建設最大型的工程項目。2023/12/9俯瞰三峽水電站2023/12/9三峽水電站2023/12/92023/12/92023/12/9三峽水電站泄洪圖2023/12/9開發(fā)西南水電基地：金沙江13個階梯，瀾滄江14個階梯，大渡河17個階梯，雅礱江11個階梯.在建的巨型項目：溪洛渡水電站工程總投資：792億元工程期限：2005年—2015年總裝機容量為1260萬千瓦，(金沙江下游)

年發(fā)電量為571.2億千瓦時，位居世界第三，是中國第二大水電站。向家壩水電站工程總投資：434億元工程期限：2006年—2015年總裝機容量為600萬千瓦，(金沙江下游)

年發(fā)電量為307億千瓦時，位居世界第四，是中國第三大水電站。2023/12/9大西南水電站群落輪廓2023/12/92023/12/9溪洛渡水電站效果圖2023/12/9眺望施工現場全景2023/12/9溪洛渡庫區(qū)施工夜全景2023/12/9施工現場特寫2023/12/92023/12/9世界巨型水電站排行表2023/12/9核電突破了1000萬千瓦，風電容量達到了3107萬千瓦。核電站工作原理：

燃料：鈾。用鈾制成的核燃料在“反應堆”的設備內發(fā)生裂變而產生大量熱能，再用處于高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生器內產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機帶著發(fā)電機一起旋轉，產生電能。我國的核電站

秦山核電站：

(浙江省海鹽縣)國產化率>70%大亞灣核電站：

(深圳

)國產化率<10%嶺澳核電站：(大亞灣西海岸

)國產化率約30%田灣核電站：(江蘇省連云港市

)國產化率>70%2023/12/9風力發(fā)電風力發(fā)電機＋充電器＋數字逆變器風力發(fā)電機：

把由風輪得到的恒定轉速，通過升速傳遞給發(fā)電機構均勻運轉，把機械能轉變?yōu)殡娔堋?/p>

風力發(fā)電機因風量不穩(wěn)定，故其輸出的是13～25V變化的交流電，須經充電器整流，再對蓄電瓶充電，使風力發(fā)電機產生的電能變成化學能。然后用有保護電路的逆變電源，把電瓶里的化學能轉變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。2023/12/9風力發(fā)電2023/12/9中國風電區(qū)域發(fā)展狀況（單位：MW）2023/12/9太陽能發(fā)電太陽能發(fā)電是最理想的新能源。

大約40分鐘照射在地球上的太陽能，便足以供全球人類一年能量的消費。

從太陽能獲得電力，需通過太陽電池進行光電變換來實現。要使太陽能發(fā)電實用，一是要提高太陽能光電變換效率并降低其成本，二是要實現太陽能發(fā)電同現在的電網聯網。

日本已于1992年4月實現了太陽能發(fā)電系統(tǒng)同電力公司電網的聯網，已有一些家庭開始安裝太陽能發(fā)電設備。2023/12/9光伏發(fā)電2023/12/9國際空間站太陽能電池板2023/12/9綠色環(huán)保節(jié)能太陽能2023/12/9太陽能屋頂發(fā)電站2023/12/9火力發(fā)電

利用煤、石油、天然氣等燃料燃燒時產生的熱能，通過發(fā)電動力裝置轉換成電能。

火電裝機增速也在不斷的下降，火電新增裝機占全年新增裝機的比重也已經從2005年的81%下降到了2010年的64.34%。2023/12/9火力發(fā)電2023/12/9二、電力系統(tǒng)的發(fā)展方向（1）特高壓輸電交流>1000千伏、直流>±800千伏它的最大特點就是可以長距離、大容量、低損耗輸送電力。據測算，1000千伏交流特高壓輸電線路的輸電能力超過500萬千瓦，接近500千伏超高壓交流輸電線路的5倍。±800千伏直流特高壓的輸電能力達到700萬千瓦，是±500千伏超高壓直流線路輸電能力的2.4倍。2011年1月6日，國家發(fā)改委批復了特高壓交流試驗示范工程擴建工程。該工程計劃于年內投運，擴建后輸送容量將擴大至500萬千瓦。而這一擴建工程，成為“十二五”期間我國特高壓建設的起步工程。

僅僅相隔20天，1月26日國家電網公司又宣布，要全力推進±1100千伏特高壓直流研究，5年內將建成示范工程，從而為外送距離超過2400公里的大型能源基地提供支撐。2023/12/9（2）柔性交流輸電(flexiblealternativecurrenttransmissionsystems，FACTS)

將電力電子技術、微處理機技術和控制技術等應用于高壓輸變電系統(tǒng)，實現對電力系統(tǒng)參數，如線路阻抗、相位角、功率潮流的連續(xù)調節(jié)控制，從而大幅度提高輸電線路輸送能力和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平，降低輸電損耗，以提高輸配電系統(tǒng)可靠性、可控性、運行性能和電能質量并獲取大量節(jié)電效益的一種新型綜合技術。

柔性交流輸電系統(tǒng)的建設，并非要毀掉原有的輸電系統(tǒng)，而是在原有的交流輸電系統(tǒng)中根據需要選擇利用靈活交流輸電系統(tǒng)技術及功率電子設備，加以逐步改造形成柔性交流輸電系統(tǒng)。

世界上第一臺500KV的全可控的串聯補償裝置（TCSC）已于1994年12月在美國開始商業(yè)化運行。

目前，我國的電業(yè)部門也在積極研究在超高壓輸電工程中應用TCSC及其他FACTS技術的可行性和具體實施方案。2023/12/9（3）智能電網(smartpowergrids)就是電網的智能化，也被稱為“電網2.0”，

它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術的應用，

實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。

主要特征包括自愈、激勵和包括用戶抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產的優(yōu)化高效運行。2023/12/9三、對電力系統(tǒng)運行的基本要求（1）電力系統(tǒng)的特點①與國民經濟各部門的關系密切；②過渡過程非常短促；③電能不能大量儲存。（2）對電力系統(tǒng)運行的基本要求①可靠

保證可靠地持續(xù)供電事故原因：設備質量32%，管理21.2%，人員過失17%，自然災害16.6%，繼電保護誤動作13.2%。負荷分級一級負荷：雙電源+獨立備用電源二級負荷：雙電源三級負荷：沒有特殊要求2023/12/9②優(yōu)質

保證良好的質量電壓：±5%頻率：±0.2Hz~±0.5Hz波形：畸變率=基波有效值③經濟

投資少，運行費用低。經濟指標：煤耗、廠用電率、網損③環(huán)保

污染物排放量少。2023/12/9第二節(jié)電力系統(tǒng)的電壓等級和負荷一、電力系統(tǒng)的電壓等級（kV）用電設備、電力線路的額定線電壓電力線路的平均線電壓

發(fā)電機額定線電壓變壓器的額定線電壓一次繞組二次繞組33.153.1533.153.153.366.36.366.36.36.61010.510.51010.510.51135373538.51101151101212202302202423303453303455005255005252023/12/9（1）額定電壓①用電設備與線路UN

②發(fā)電機1.05UN

②變壓器一次側二次側接電網UN

發(fā)電機1.05UN

接長線路1.1UN

接短線路1.05UN

說明：

用電設備的容許電壓偏移一般為±5%；

沿線路的電壓降落一般為10%；

在額定負荷下，變壓器內部的電壓降落約為5%。2023/12/9（2）額定電壓與輸送功率、輸送距離的關系額定電壓輸送功率(kW)輸送距離(km)3100~10001~36100~12004~1510200~20006~2035200~1000020~50603500~3000030~10011010000~5000050~150220100000~500000100~3002023/12/9二、電力系統(tǒng)的負荷總負荷：動力負荷+照明負荷綜合負荷：指工農業(yè)、交通、市政等各方面消耗的功率之和。供電負荷：綜合負荷+網損發(fā)電負荷：供電負荷+發(fā)電廠廠用電負荷曲線有功曲線、無功曲線年曲線、月曲線、日曲線、工作班曲線個別用戶、電力線路、變電所、電力系統(tǒng)2023/12/9（1）有功日負荷曲線2023/12/9（2）有功功率年最大負荷曲線024681012t(月)p（3）年持續(xù)負荷曲線8760t(h)pp1t1p2t2p3t3TmaxPmaxTmax：

年最大負荷利用小時數PmaxTmaxTmax=

負荷越均衡，Tmax越大，

Tmax可以查手冊。2023/12/9第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點的接地方式一、電力系統(tǒng)中性點的接地方式電力系統(tǒng)中性點：Y接線的發(fā)電機或變壓器的中性點。關系到：絕緣、供電可靠性、繼電保護及對通訊干擾。ANXBYCZ大接地電流方式：(1)時：斷路器跳閘。小接地電流方式：(1)時：短路電弧能自動熄滅，斷路器不跳閘。2023/12/9（1）大接地電流方式ANXBYCZ①有效接地：指定點滿足x0/x1≤3和r0/x1≤1適用110kV~220kV②全接地：適用≧330kV③經低電抗、中阻抗、低阻抗接地特點：(1)時：構成短路回路，接地相電流很大，斷路器跳閘。優(yōu)點：安全、經濟。絕緣水平可以按相電壓考慮。缺點：可靠性差。措施：加自動重合閘。2023/12/9（2）小接地電流方式(≦60kV)①不接地：②經消弧線圈接地：適用3kV~10kVAXBYCZ適用35kV~60kV③經高電抗接地特點：(1)時：短路回路阻抗大，接地相電流小，斷路器不跳閘。優(yōu)點：(1)后：線電壓不變，不影響三相設備的繼續(xù)運行。按規(guī)定，(1)后：可以繼續(xù)運行2小時。缺點：不經濟。(1)后：相電壓→線電壓絕緣水平需按線電壓考慮。2023/12/9（3）我國電力系統(tǒng)中性點的接地方式原則：≥110kV的高壓系統(tǒng)≤380V的低壓系統(tǒng)大接地電流方式110kV、220kV系統(tǒng)：有效接地330kV、500kV系統(tǒng)：全接地≦60kV系統(tǒng)小接地電流方式35kV~60kV系統(tǒng)：經消弧線圈接地3kV~10kV系統(tǒng)：不接地或經消弧線圈接地3kV~60kV系統(tǒng)：Id

(1)＞10A：經消弧線圈接地采用中性點不接地方式：6kV：Id

(1)＜30A10kV：Id

(1)＜20A35kV：Id

(1)＜10A超過則經消弧線圈接地二、消弧線圈的工作原理設系統(tǒng)為三相對稱平衡系統(tǒng)，各相參數相等。（1）中性點不接地系統(tǒng)的單相接地設C相單相接地，則①各對地電壓ABC+–+–+–NCCC中性點電壓正常相對地電壓D故障相對地電壓結論：正常相對地電壓變?yōu)榫€電壓。上頁下頁返回②各線電壓電壓結論：各線電壓不變。ND③中性點不接地對地電流分析

正常運行時對地電流ABC+–+–+–NCCCD以A相為例：且三相對地電流對稱。

單相接地時各相對地電流正常相對地電流A相B相故障相對地電流ND為正常相的倍：結論：單相接地電流為正常運行一相電容電流的3倍。2023/12/9總結中性點不接地系統(tǒng)的發(fā)生k(1)

時的特點（1）正常相對地電壓變?yōu)榫€電壓。絕緣要按線電壓考慮（2）三相線電壓不變。不影響三相設備的正常運行（3）單相接地電流為純電容電流，其值不大。一般，3~60kV系統(tǒng)當Id

(1)>10A

，中性點應裝消弧線圈。2023/12/9（2）中性點經消弧線圈接地系統(tǒng)AXBYCZ+–+–+–NCCCN設C相單相接地，則DD由于IL與Id方向相反，能抵消接地電容電流，利于消弧。2023/12/9問題與討論

消弧線圈應該補償到什么程度？理論上可以補償成以下三種情況:IL=Id常用的方式一般不采用電力系統(tǒng)中應避免N全補償NIL>Id過補償NIL<Id欠補償§2.1電力線路參數和等值電路一、電力線路結構簡述(1)架空線路

由導線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等組成。導線：鋁、鋼、銅避雷線：鋼架空線路的標號XXXX-X/X鋼線部分額定截面積主要載流部分額定截面積J表示加強型，Q表示輕型J表示多股線表示材料L:鋁G:鋼T:銅HL:鋁合金例LGJ—400/50：

載流額定截面積為400、鋼線額定截面積為50的普通鋼芯鋁線。為增加架空線路的性能而采取的措施目的：減少電暈損耗或線路電抗。多股線：中心一股芯線，由內到外，第一層為6股，第二層為12股，第三層為18股，以此類推。交流電流有集膚效應，截面相同時，

多股線比單股線能通過更大的交流電流。擴徑導線：把普通的導線做成中空的，里面用多股鋼芯線和支撐層做成。目的：增加導線的等效半徑。分裂導線：又稱復導線，其將每相導線分成若干根，相互間保持一定的距離。但會增加線路電容。分裂線的作用：(1)提高線路的輸電能力；

與單根導線相比，分裂導線使輸電線的電感減小、電容增大，對交流電的波阻抗減小，提高線路的輸電能力。

當每相導線的截面恒定時，每相分裂為兩根導線時增加21％，分裂為三根時增加33%。(2)限制電暈的產生及其帶來的相關危害

電暈的產生主要取決于導線表面的電場強度的大小，相同的工作電壓下，導線表面的電場強度大小與其截面有關；當導線的截面愈大，其表面的場強愈小，反之則愈大。采用分裂導線，可顯著地降低導線表面的場強。(3)提高超高壓輸電線路的可靠性

如果采用單根導線，若它某處存在缺陷，引起問題的幾率較大。相反，多根導線在同一位置都出現缺陷的可能性很小。架空線路的絕緣子針式：35KV以下線路懸式：35KV及以上線路針式懸式棒形懸式合成絕緣子架空線路的換位問題目的：在于減少三相參數不平衡。整換位循環(huán)：

指一定長度內有兩次換位而三相導線都分別處于三個不同位置，完成一次完整的循環(huán)。換位方式滾式換位換位桿塔換位(2)電纜二、電力線路參數(1)電阻r1r1=r/SS:導線的標稱截面mm2，r:電阻率，Ω·mm2/km鋁r=交流：31.5Ω·mm2/km直流：28.5Ω·mm2/km銅r=交流：18.8Ω·mm2/km直流：17.5Ω·mm2/km手冊上r1為20°C的值溫度校正：rt=r20[1+a(t-20)]鋁a=0.036銅a=0.00382(反映發(fā)熱效應)(2)電抗x1①單導線

x1其中：進一步可得到：在近似計算中：x1=0.4Ω/km(反映磁場效應)②分裂導線

x1

分裂導線改變了導線周圍的磁場分布，等效地增加了導線半徑，從而減少了導線電抗。③雙回路(同桿架設)

x1忽略互感，同單導線x1。④鋼導線x1鋼導線與鋁、銅導線的主要差別在于鋼導線導磁。⑤電纜線路x1

由制造廠家提供。一般，電纜線路的電阻略大于相同截面積的架空線路，而電抗則小得多。(3)電納b1①單導線

b1架空線路的電納變化不大，一般b1=2.85×10-6S/km②分裂導線

b1(反映電場效應)(4)電導g1電暈：強電場作用下導線周圍空氣的電離現象。(反映電暈損耗效應)原因：導線表面的電場強度超過了某一臨界值。單導線電暈臨界電壓(一字排列的邊導線及△排列的導線)分裂導線電暈臨界電壓其中：n分裂數，b與n有關的參數見P16表2-1，d分裂導線之間的距離，r

每根導線的半徑。實際上，導線的半徑滿足晴朗天氣不發(fā)生電暈的要求,設

g=0一字排列的中間相電暈臨界電壓，比邊導線的Ucr低5%。電暈相的單位長度電導為：其中：△Pg實測總的電暈有功損耗，U線路運行線電壓。P17例2-1三、電力線路的等值電路(三相對稱，單相代表三相)(1)短線路條件：l≤100km、UN≤60kV(按集中參數處理，忽略b、g)ZZ=R+jX=r1l+jx1l矩陣形式：比較電路中二端口網絡：得：A=1，B=Z，C=0，D=1(2)中等長度線路條件：架空線路l：100~300km、電纜線路：l≤100km、

UN：

110~220kV(按集中參數處理，忽略g)Z=R+jX=r1l+jx1lY=G+jB=jb1lZ①π形等值電路矩陣形式：②T形等值電路(略)(2)長線路條件：架空線路l≥300km、電纜線路：l≥100km(考慮分布參數處理)z1dxy1dxdxxlz1=r1+jx1y1=g1+jb1長度為dx的線路，電壓降落為：或并聯導納支路的電流dI為：或z1dxy1dxdxxl令線路的特性阻抗線路的傳播常數當x=0時可得代入得同理式中矩陣形式：

如果僅計算線路l始末端的U、I、P，則可作π形或T形等值電路，將分布參數集中處理：

套用中等長度線路的結果Z‘Y‘Y‘2

2

比較長線路的結果：得：在Z‘、Y‘表達式中ZC、g

都是復數，不方便，作以下變化：將雙曲函數展開為級數：對不很長的線路，級數收斂很快，取前3項代入Z‘、Y‘可得：將Z=r1l+jx1l，Y=g1l+jb1l,G=g1l=0,代入上式得：krkxkb

長線路簡化π形等值電路：krR+jkxXjkbB2jkbB2例2-2

長600km的500kV線路：LGJ-4×300分裂導線，直徑24.2mm，分裂間距450mm，如下圖，試作該線路的等值電路。要求：①不考慮線路參數的分布特性；②近似考慮線路參數的分布特性；③精確考慮線路參數的分布特性計算線路參數31.5

電阻r1=r/S=4×300=0.02625(Ω/km)電感電納電導分裂導線電暈臨界相電壓:?。簃=0.9，d=1.0，n=4查表：b=4.24由已知：r=24.2/2，d=450得：中間相電暈臨界相電壓為：Ucr=0.95×422.37=401.25(kV)而運行的最高相電壓為：<401.25(kV)所以晴天運行不會發(fā)生電暈，故電導g1=0①不考慮線路參數的分布特性：ZZ=R+jX=r1l+jx1lY/2=(G+jB)/2=j(b1l)/2=15.75+j168.6(Ω)15.75+j168.6=j1.187×10-3(S)j1.187×10-3②近似考慮線路參數的分布特性：krR+jkxXjkbB2=0.876=0.934=1.03313.65+j157.5j1.226×10-3③精確考慮線路參數的分布特性：Z‘Y‘Y‘2

2

其中=267.1×e-j2.67°

(Ω)=0.0295+j0.633sinhgl=sinh

(0.0295+j0.633)=sinh

0.0295cos0.633+jcosh

0.0295sin0.633=0.593ej87.7°coshgl=cosh

(0.0295+j0.633)=cosh

0.0295cos0.633+jsinh

0.0295sin0.633=0.806ej1.24°=13.72+j157.8(Ω)=j1.23×10-3(S)13.72+j157.8j1.23×10-3§2.2變壓器、電抗器參數和等值電路一、雙繞組變壓器的參數和等值電路(1)阻抗①電阻(反映繞組發(fā)熱效應，即銅損)由短路試驗測得+_U2=0**n:1I2NI1N+_UkPk三相變壓器Pk=Pr=3I1N2RT若為單相變壓器Pk=

I1N2RT②電抗(對應漏磁)由短路試驗測得+_U2=0**n:1I2NI1N+_Uk對大容量變壓器XT>>RTZT=RT+jXT≈jXT(2)導納①電導(對應渦流損耗，即鐵損)由開路試驗測得**n:1+_U1N+_U2NI2=0I0P0I1=I0(很小)I2=0銅損很小∵渦流損耗只與U與f有關，與負荷無關?！郟0≈△PFeRTjXTGT-jBTI0IGIB+_U1NP0=UN2GT②電納(對應磁滯損耗)由開路試驗測得RTjXTGT-jBTI0IGIB+_U1N∵IB>>IG∴I0≈IB注意變壓器的電納符號為“-”（感性）。二、三繞組變壓器的參數和等值電路(1)等值電路123YTZT2ZT1ZT3(2)電阻由短路試驗測得根據Pk形式，分兩種情況：①給出Pk(1-2)

，Pk(2-3)

，

Pk(3-1)

：兩個繞組短路，另一繞組開路。先求每個繞組的Pk：套用雙繞組的RT：對于三個繞組容量比不為1時，需歸算：例：容量比為：100:50:100%時，給出Pk(3-1)

（1-3繞組短路，2繞組開路的損耗），Pk‘(1-2)

，Pk‘(2-3)（在2繞組(50%繞組)流過它本身的額定電流IN2=0.5IN，或SN2=0.5SN時的短路損耗）。應將Pk‘(1-2)

，Pk‘(2-3)歸算到對應IN，或SN時的值：∵P∝I2，I

∝S=IU∴P∝S2歸算后：再套用前面的公式求RT1~

RT3。②給出最大短路損耗Pkmax

：Pkmax

：兩個繞組100%繞組通過IN，或SN，而另一繞組開路時的損耗。假設：1-2繞組為：100%，則：Pkmax=3(IN2

RTI+IN2

RT2)=3IN2(

RTI+RT2)變壓器繞組截面按電流密度選擇：∵S截面∝I，而

RT∝1/S截面∝1/I若SN1=SN2=SN，SN3=0.5SN則RT1=RT2=RT(100)，RT3=RT(50）=2RT(100)RT(50）=2RT(100)(3)電抗由短路試驗測得注意Uk(1-2)(%)已歸算至SN

，∴Uk(%)不需歸算。(4)導納同雙繞組變壓器。三、自耦變壓器的參數和等值電路(1)自耦變壓器與普通三繞組變壓器的等值條件注意Pk(1-3)

、Pk(2-3)

、Uk(1-3)(%)、Uk(2-3)(%)均未歸算。(2)歸算(3)按普通三繞組變壓器公式求RT

、XT

。P31例2-3。例2-3

三相三繞組變壓器：SN為30000/30000/20000/kVA,UN為110/38.5/11/kV,歸算至高壓側的空載I0=3.01A,P0=64.7kW

，短路數據見如下表，試求變壓器的阻抗、導納并作出T型等效短路，所有參數歸算至高壓側。高壓-中壓高壓-低壓中壓-低壓備注UK%11.520.558.47歸算至SNPK(kW)454243273未歸算解(1)求阻抗將PK歸算至變壓器的SN

：各繞組的PK：各繞組的RT：各繞組的UK%

：各繞組的XT：(2)求導納電導(3)作出T型等效短路123(5.57-j47.4)×10-6

2.6+j47.65

3.5-j1.07

4.75+j35.25

四、電抗器的參數和數學模型給出參數：電抗百分數XL(%)。其RL可忽略，其等值電路為純電抗電路定義：XL(%)=XLXN×100=XL×100§2.3發(fā)電機和負荷參數和等值電路復功率即電壓相量電流相量共軛值功率因數角功率因數一、發(fā)電機的電抗和電動勢(1)電抗不計電阻。給出參數：以SGN為基準的電抗百分數。定義：XG(%)=XGXN×100(2)電動勢與等值電路相電動勢：二、負荷的功率、阻抗和導納(1)負荷的功率感性單相復功率容性單相復功率(2)負荷的阻抗、導納感性負荷阻抗RLjXL感性負荷導納GL-jBL容性負荷的等值電路RL-jXLGLjBL各元件阻抗導納參數線路變壓器電抗器發(fā)電機負荷電阻電抗電納導納r1lx1lb1lg1l§2.4電力網絡的等值電路一、變壓器的變比(1)主接頭與分接頭分接頭在高壓側,低壓側無分接頭。SN≤6300kVA:三個1.05UNUN0.95UNSN≥8000kVA:五個1.05UN1.025UNUN0.975UN0.95UNU2NU1N1.05UN0.975UN0.95UN(2)變比k實際變比k’：k’=分接頭電壓(實際)U2N二、用有名值表示的等值網絡在作等值網絡時，必須歸算到同一電壓等級。例UC’UCR’X’R

X歸算原則：功耗相等即歸算后其中經多級變壓，則相應地例2-4

接線如圖，參數見表，作出歸算至(按實際變比)220kV側的等值網絡，變壓器運行于主分接頭，忽略RT、GT

、BT

、線路電導，及線路l3的導納。T1T2TA

l3

l2

l1容量(MVA)電壓(kV)UK(%)PK(kW)I0(%)P0(kW)備注T118013.8/2421410052.5294T260110/1110.53102.5130TA120/120/60220/121/38.59(1-2)30(1-3)20(2-3)228(1)202(2)98(3)1.4185UK(%)已歸算至SN型號長度(km)電壓r1x1b1

l1LGJQ-4001502200.080.4062.81×10-6

l2LGJQ-300601100.1050.3832.98×10-6

l3ZLQ2-3×1702.5100.450.08各元件技術參數解(1)變壓器參數計算T1T2(2)線路參數計算l1Rl1=r1l1=12(Ω)Xl1=x1l1=60.9(Ω)0.5Bl1=0.5b1l1=21.1×10-5(S)l2Rl2=r1l2

K2TA(1-2)=20.8(Ω)Xl2=x1l2K2TA(1-2)=75.8(Ω)0.5Bl2=0.5b1l2/K2TA(1-2)=27×10-6(S)l3Rl3=r1l3K2T2

K2TA(1-2)=372(Ω)Xl3=x1l3K2T2

K2TA(1-2)=66(Ω)(3)作等值電路T1T2TA

l3

l2

l1jXT1TAjXT2TA各繞組的XT：三、用標幺值表示的等值網絡(1)標幺值標幺值=實際有名值基準值(相對值)A*=AAB選定基準值UB

、IB

、SB

、ZB,則U*=UUBI*=IIBS*=SSBZ*=ZZB(2)基準值的選擇①三相物理量之間的關系①②基準值一般選UB

、SB

∵

②∴

③求標幺值①/②得(同單相表達式)③求標幺值A*=AAB兩種計算：（精度不同）

按變壓器實際變比計算：（精確）

用平均電壓之比取代實際變比將參數歸算至基本級Uav·b，則它們的標幺值為：Z、Y、U、I為按平均額定電壓之比歸算至基本級的值。Z’、Y’、U’、I’為未歸算的值，即元件所在級的值。結論選取SB,UB=Uav·n后,標幺值可由元件所在級的值計算，不需歸算。④求各元件電抗標幺值電抗

發(fā)電機而電抗

變壓器而

線路

電抗器各元件電抗標幺值發(fā)電機變壓器線路電抗器④結果還原為有名值P43例2-5。2023/12/9§3.1電力線路參數和變壓器的功率損耗和電壓降落一、電力線路的△S和△U(1)功率損耗△SZY2Y2相電壓,單相功率Z=R+jX，Y=G+jB①阻抗支路中的△SZ式中：也可由入端求△SZ：2023/12/9②導納支路中的△SY1，

△SY2ZY2Y2

末端支路△SY2：式中：

入端支路△SY1：式中：一般忽略電導，即△PY1=△PY2=0推廣上述公式也適合三相，其中，線電壓,三相功率則，三相的損耗。2023/12/9②線路中的△SZY2Y2倒推：阻抗末端：阻抗始端：線路入端：2023/12/9(2)電壓降落ZY2Y2設

電壓降落相量圖2023/12/9電壓質量的指標①電壓降落(矢量)②電壓損耗(標量)電壓損耗百分數③電壓偏移(標量)始端偏移末端偏移④電壓調整末端空載時與負載時電壓的數值差⑤輸電效率2023/12/9二、變壓器的△S和△URTjXTGT-jBTI0IGIBI2(1)功率損耗△S額定負荷下額定電壓下(2)電壓降落2023/12/9三、電力網絡的電能損耗(1)線路的電能損耗△WZ

年需要總電能PmaxTmaxTmax：

年最大負荷利用小時數①用年負荷損耗率G求△WZ

年負荷率年負荷損耗率經驗公式G=KB+(1-K)B2K:

經驗系數，0.1~0.4

B小，K取?。籅大，K取大?！嗳昴芎摹鱓Z

=8760·△Pmax·G2023/12/9①用年最大負荷損耗時間tmax求△WZ定義△WZ

=△Pmax·tmaxtmax：年最大負荷損耗時間，與Tmax,cosj有關,可查手冊。(2)變壓器的電能損耗△WT①銅損(繞組損耗)△WZT同線路的△WZ②鐵損(鐵芯損耗)△WYT△WYT

=P0·(8760-t)P0

:

空載損耗，t

:

變壓器退出運行的小時數?！嘧儔浩魅昕偰芎摹鱓T

=△WZT

+△WYT=△WZT

+P0·(8760-t)2023/12/9(3)電力網的網損率(線損率)

W(%)△WC

:

送變電中所有的能耗，△WC

=△WZ

+△WT+…W1

:

供電量，W1

=W總發(fā)電

-W廠用電2023/12/9四、運算負荷和運算功率(1)運算負荷1lG~T2T1234L1G~ZT1234LYT1ZT2YT2Zl①負荷功率(末端)②等值負荷功率

高壓母線上，負荷從網絡中吸取的功率，

若負荷向網絡送出功率，則為③運算負荷從線路阻抗中流出的功率。2023/12/9(2)運算功率(對發(fā)電機)1G~ZT1234LYT1ZT2YT2Zl①電源功率(首端)發(fā)電機母線系統(tǒng)的功率②等值電源功率發(fā)電機高壓側母線系統(tǒng)的功率③運算功率送至線路阻抗的功率。2023/12/9§3.2開式網絡的潮流分布電力系統(tǒng)接線方式開式環(huán)形兩端供電放射式干線式鏈式一、簡單開式網絡的潮流計算步驟1.作等值電路，求元件參數，將參數標于圖中；2.潮流計算末端首端2023/12/9二、變電所較多的開式網絡的潮流計算步驟1.求元件參數；2.求變電所運算負荷，發(fā)電機運算功率；(用線路UN求)3.作出具有運算負荷及運算功率的等值網絡；4.潮流計算①若已知U末端，倒推末端電壓、功率首端②若已知U首端，則(a)求功率分布S：假設全網U=UN，然后倒推；(b)求電壓U：U首端首端功率SU末端2023/12/9例3-1求各變電所和發(fā)電廠低壓母線電壓。SF-15000/110實驗數據：Pk=133kW,Uk(%)=10.5,P0=50kW,I0(%)=3.5,SF-10000/110數據：Pk=97.5kW,Uk(%)=10.5,P0=38.5kW,I0(%)=3.5110kV線路線間幾何均距：Dm=4m,LGJ-70導線直徑：

11.4mmS~GG~~116kV2×LGJ-7080LGJ-7050LGJ-705020+j15MVA10+j8MVA8+j6MVA2×12MW2×SF-10000/121121/10.52×SF-15000/110115.5/11SF-10000/110110/11cosj=0.8AIII解以有名值精確計算(1)計算變壓器、線路參數（歸算至110kV側）SF-15000/110型額定狀態(tài)下的功率損耗SF-10000/110型降壓型升壓型額定狀態(tài)下的功率損耗（升、降壓相同）2023/12/9LGJ-70線路參數查線路參數表得：r1=0.45Ω/km,x1=0.433Ω/km,g1=0,b1=2.62×10-6S/km各段線路的阻抗：S-I段R=r1l/2=0.45×80/2=18ΩX=x1l/2=0.433×80/2=17.3ΩI-A段與相同A-II段R=r1l=0.45×50=22.5ΩX=x1l=0.433×50=21.6Ω(2)計算各變電所的運算負荷和發(fā)電廠的運算功率變電所I兩臺變壓器的損耗為變電所I母線上所連線路電納中無功的一半為變電所I的運算負荷為2023/12/9變電所II一臺變壓器的損耗為變電所II母線上所連線路電納中無功的一半為變電所II的運算負荷為發(fā)電廠A已知兩臺發(fā)電機為2×12MW,cosj=0.8則兩臺發(fā)電機的發(fā)電總容量為24+j18MVA升壓變阻抗支路低壓側的功率（升壓變導納支路放在低壓側）兩臺變壓器阻抗的損耗為發(fā)電廠A母線上所連線路電納中無功的一半為發(fā)電廠A的運算功率為(3)計算電力線路的功率損耗，及功率分布（設全網電壓為額定電壓）作出具有運算負荷及運算功率的等值網絡S18+j17.3AIIISA~SI~~SIIS1~‘SI~‘‘S2~‘‘S2~‘~S3‘S3~‘‘22.5+j21.622.5+j21.6123S~GG~~116kV2×LGJ-7080LGJ-7050LGJ-705020+j15MVA10+j8MVA8+j6MVA2×12MW2×SF-10000/121121/10.52×SF-15000/110115.5/11SF-10000/110110/11cosj=0.8AIIIS18+j17.3AIIISA~SI~~SIIS1~‘SI~‘‘S2~‘‘S2~‘~S3‘S3~‘‘22.5+j21.622.5+j21.6123功率計算（倒推）線路3中阻抗的功率損耗則可見，功率方向：A→I線路2中阻抗的功率損耗則可見，功率方向：S→I2023/12/9線路1中阻抗的功率損耗則S18+j17.3AIIISA~SI~~SIIS1~‘SI~‘‘S2~‘‘S2~‘~S3‘S3~‘‘22.5+j21.622.5+j21.6123S18+j17.3AIIISA~SI~~SIIS1~‘SI~‘‘S2~‘‘S2~‘~S3‘S3~‘‘22.5+j21.622.5+j21.6123(4)計算電力線路的電壓降落（用給定的始端電壓和求得的始端功率求，略去橫分量）線路1116kV線路2線路3S~GG~~116kV20+j15MVA10+j8MVA8+j6MVA121/10.5115.5/11110/11AIII(5)計算電力線路的電壓降落，低壓母線的實際電壓（略去橫分量）變電所I變壓器阻抗的功率損耗高壓側的功率變壓器電壓損耗歸算至高壓側的低壓母線電壓低壓母線實際電壓S~GG~~116kV20+j15MVA10+j8MVA8+j6MVA121/10.5115.5/11110/11AIII變電所II變壓器阻抗的功率損耗高壓側的功率變壓器電壓損耗歸算至高壓側的低壓母線電壓低壓母線實際電壓S~GG~~116kV20+j15MVA10+j8MVA8+j6MVA121/10.5115.5/11110/11AIII發(fā)電廠A變壓器阻抗的功率損耗高壓側的功率變壓器電壓損耗歸算至高壓側的低壓母線電壓低壓母線實際電壓2023/12/9§3.3環(huán)形網絡的潮流分布一、環(huán)式網絡的潮流分布1G~T2T123T3123Z12Z23Z13等值電路2023/12/9(1)力矩法求環(huán)式網絡的功率分布123Z12Z23Z13對回路KVL方程設全網電壓為網絡額定電壓UN，且則解得1231’Z12Z13Z23Z2Z32023/12/91231’Z12Z13Z23同理Z3’Z2’推廣：對n個節(jié)點的環(huán)網與力學中梁的反作用力計算公式相似，故稱力矩法公式。注意：上述公式假設網絡中沒有功率損耗。2023/12/9(2)力矩法的實數計算令其中代入力矩法公式2023/12/9相似若所有線段單位長度的參數完全相等，則可按線路長度計算：功率分點功率匯入點。有功功率分點：無功功率分點：有功匯入點▼無功匯入點▽2023/12/9二、兩端供電網絡中的潮流分布1234Z12Z34Z23設線電壓設全網電壓且則解得循環(huán)功率2023/12/9相似循環(huán)功率的正方向：高電壓低電壓AG~QF1BC10.5kVXX10.5/24210.5/231QF22023/12/9三、環(huán)式網絡的潮流計算計及網絡損耗△P,△U兩種情況1.已知功率分點①由功率分點將環(huán)網解開；②由功率分點向兩側電源推算△P,△U2.已知電源端電壓①由功率分點將環(huán)網解開；②設全網電壓為網絡額定電壓U

=UN，求△P③由功率分點逐段求△UU各點2023/12/9例3-2對該網絡作潮流計算。（圖中阻抗已歸算至220kV側）發(fā)電廠F的母線II運算功率為：40+j30MVA，其余功率由母線I提供。G~242kV2×LGJJ-400150km180+j100MVA50+j30MVA2×120MVA60MVAIG~II2×LGJ-120120kmLGJ-12060km110kVgxb231/1103+j110Ω0.8+j23Ω5.9+j31.5Ω65+j100Ω65+j100Ω231/121F降壓變壓器可略去電導，電納中的功率與220kV線路電納的功率合并為j10Mvar的無功電源接在降壓變壓器的高壓側。G~242kV2×LGJJ-400150km180+j100MVA50+j30MVA2×120MVA60MVAIG~II2×LGJ-120120kmLGJ-12060km110kVgxb231/1103+j110Ω0.8+j23Ω5.9+j31.5Ω65+j100Ω65+j100Ω231/121F解(1)作等值網絡180+j100MVA50+j30MVAIIIgxb3+j110Ω0.8+j23Ω5.9+j31.5Ω65+j100Ω65+j100Ω12345-(40+j30)MVA-j10Mvar180+j100MVA50+j30MVAIIIgxb3+j110Ω0.8+j23Ω5.9+j31.5Ω65+j100Ω65+j100Ω12345-(40+j30)MVA-j10Mvar(2)用力矩法求初步功率分布（設全網電壓為網絡額定電壓）==22-j5(MVA)同理核算計算無誤(3)作近似功率分布圖，計算循環(huán)功率242kV180+j100MVA50+j30MVAIIIgxb-(40+j30)MVA-j10Mvar231/110231/121168+j95168+j10522-j562+j2512-j5判斷循環(huán)功率的正方向：網絡空載時,將聯絡變壓器的高壓側解開,則母線I電壓為：242kV而開口下方電壓為：>242kV故循環(huán)功率應為順時針方向：4.9+j12.72023/12/9將循環(huán)功率疊加在原初步功率分布的支路上：180+j100MVA50+j30MVAIIIgxb-(40+j30)MVA-j10Mvar168+j95168+j10522-j562+j2512-j54.9+j12.7172.9+j107.7172.9+j117.77.1-j17.757.1+j12.317.1-j17.7功率分點如圖：有功分點：無功分點：▼▽▼▽(4)按UN計算功率損耗，求實際的功率分布從無功分點b將環(huán)形網絡打開為兩個開式網，再進行潮流計算：(已知末端負荷和首端電壓)180+j100MVA50+j30MVAIIIgxb-(40+j30)MVA-j10Mvar172.9+j107.7172.9+j117.7-7.1+j17.757.1+j12.317.1-j17.7▽3+j110Ω0.8+j23Ω5.9+j31.5Ω65+j100Ω65+j100Ω180+j100MVA50+j30MVAIIIgxb-(40+j30)MVA-j10Mvar172.9+j107.7172.9+j117.7-7.1+j17.757.1+j12.317.1-j17.7▽3+j110Ω0.8+j23Ω5.9+j31.5Ω65+j100Ω65+j100Ω同理母線I的總運算功率:(5)計算各電壓降落，及各點電壓(由UI=242kV開始)180+j100MVA50+j30MVAIIIgxb-(40+j30)MVA-j10Mvar172.9+j107.7172.9+j117.7-7.1+j17.757.1+j12.317.1-j17.7▽3+j110Ω0.8+j23Ω5.9+j31.5Ω65+j100Ω65+j100Ω同理2023/12/9與起始相差很大原因：變壓器變比不匹配按給定變比計算各點電壓實際值接近起始為計算誤差2023/12/9(6)將計算結果標于圖上G~242kV180+j100MVA50+j30MVAIIIgxbG~-(40+j30)MVA-j10Mvar217.7kV106.4kV102.9kV116.8kV四、網絡變換法(1)等值電源法ii等值電路原始支路：式中近似計算：且則可以看出2023/12/9(2)負荷移置法1ikjZ1iZkjZik2Zj2①一個負荷移置兩處1ikjZ1iZkjZik2Zj2②兩點負荷移置一處1ikjZ1iZkjZik2Zj2k點，求k點的位置。1ikZ1iZkjZik2Zj2j2023/12/9(3)星網變換z1n132nz3nz2nz1n132nz3nz2nz13132z12z232023/12/9五、環(huán)形網絡中的經濟功率分布(1)自然功率分布

不加任何控制的功率分布，可能不滿足安全、優(yōu)質、經濟的要求。(2)經濟功率分布Z1=R1+jX1ABCZ2=R2+jX2Z3=R3+jX3根據力矩法公式2023/12/9Z1=R1+jX1ABCZ2=R2+jX2Z3=R3+jX3網絡損耗為求△PLmin(最經濟)§4.1電力網絡的數學模型一、系統(tǒng)的組成

電力系統(tǒng)是由發(fā)電機、變壓器、輸電線路及負荷等組成，其中發(fā)電機及負荷是非線性元件，但在進行潮流計算時，一般可用接在相應節(jié)點上的一個電流注入量代表。

潮流計算所用的電力網絡由變壓器、輸電線路、電容器、電抗器等靜止線性元件所構成，并用集中參數表示的串聯或并聯等值支路來模擬。二、節(jié)點導納矩陣的節(jié)點電壓方程

節(jié)點電壓方程:

對于n個節(jié)點:

節(jié)點注入電流

節(jié)點導納矩陣

節(jié)點電壓

Yii:

自導納

Ui=1

Uj≠i=0j∈i:

與i節(jié)點直接相連的節(jié)點。

Yji:

互導納

Ui=1

Uj≠i=0[Yn]特點:

稀疏陣三、節(jié)點阻抗矩陣的節(jié)點電壓方程

節(jié)點電壓方程:

對于n個節(jié)點:

節(jié)點阻抗矩陣

Zii:

自阻抗

Ii=1

Ij≠i=0j∈i:

與i節(jié)點直接相連的節(jié)點。

Zji:

互阻抗，或轉移阻抗

Ui=1

Uj≠i=0[Zn]特點:

滿矩陣§4.2等值變壓器模型及其應用一、變壓器為非標準變比時的修正

變壓器的實際變比不等于變壓器兩側所選的電壓基準值之比(即標準變比)，且運行中變比是可變的。

每改變一次變比，參數要重新計算，很不方便。

介紹一種可等值體現變壓器電壓變換功能的模型，在多電壓級采用這種模型后，可不必進行參數和變量的歸算。二、等值變壓器模型(1)雙繞組變壓器模型1:KZ’IZ’IIZT12Z’I、Z’II

未歸算，ZT歸在低壓側求阻抗參數等值電路解得KK2K12求導納參數等值電路將代入上式12(2)三繞組變壓器模型2023/12/9§5.1電力系統(tǒng)有功功率的平衡一、頻率變化對用戶和發(fā)電廠及系統(tǒng)本身的影響1.對電動機：①轉速變化：②影響產品質量：2.對電子設備：影響準確性。3.對發(fā)電廠及電力系統(tǒng)：發(fā)電廠廠用機械多為異步電動機。4.對變壓器及異步電動機：2023/12/9二、電力系統(tǒng)中有功功率的平衡和備用容量1.有功功率負荷的變化及調整(1)三種不同變化規(guī)律tPP1P2P3P∑(2)頻率調整一次調頻：調整發(fā)電機組的調頻器，針對P1引起的頻率偏移。二次調頻：由發(fā)電機的調頻器進行，針對P2引起的頻率偏移。三次調頻：針對P3引起的頻率偏移，在有功功率平衡的基礎上，按最優(yōu)化的原則在各發(fā)電廠之間進行經濟分配。——季節(jié)性調頻2023/12/92.有功功率平衡和備用容量有功功率平衡應具備一定的備用(1)負荷備用為滿足短時的負荷波動和一天中計劃外的負荷而留。一般為：2%~5%SLmax(2)事故備用保證偶然事故，能維持正常供電所需。一般為：5%~10%SLmax(3)檢修備用保證定期檢修，不影響正常供電所需。(4)國民經濟備用為滿足超計劃生產，新用戶出現等設置的備用。備用形式：熱備用，冷備用。2023/12/9三、各類發(fā)電廠的特點及合理組合1.各類發(fā)電廠的特點(1)火電①不受自然條件的影響，但成本較高，對環(huán)境影響較大。②不同的發(fā)電設備，效率不同：h高溫高壓>h中溫中壓>h低溫低壓③有功出力調整范圍較小，投入、退出時間較長，且能耗較大。④熱電廠的總效率高于凝氣式火電廠，但與熱負荷相應的發(fā)電功率是強迫功率。(2)水電①受自然條件的影響，但成本較低，對環(huán)境影響較小。②發(fā)電效率較高。③有功出力調整范圍較寬，負荷調整響應速度快，無額外能耗。④與保證灌溉、通航相應的發(fā)電功率是強迫功率。2023/12/9(3)核電①不受自然條件的影響，運行費用少，但一次投入大。②投入、退出時間長，能耗較大，且易于損壞設備。③出力調整范圍較寬，最小負荷取決汽輪機，約5%~10%SLN

。2.各類發(fā)電廠的合理組合原則①充分利用水力資源；②盡量↓火電單位煤耗h高溫高壓：帶穩(wěn)定負荷h低溫低壓：帶變動負荷熱電廠帶與熱負荷相應的電負荷③盡量↓燒油電廠的發(fā)電量。2023/12/9tP各類發(fā)電廠的組合順序枯水期水、熱電強迫功率核電燃燒當地劣質燃料火電廠熱電廠可調功率高溫高壓火電廠中溫中壓火電廠水電可調功率tP豐水期水、熱電強迫功率核電燃燒當地劣質燃料火電廠熱電廠可調功率高溫高壓火電廠中溫中壓火電廠2023/12/9四、有功功率負荷最優(yōu)分配1.耗量特性F(或W)=f(PG)F

：燃料，W

：水量，PG

：發(fā)電量PGF或WPGm,h,l耗量特性PG

分配目標：滿足一定約束條件時，盡可能節(jié)約能源。(1)比耗量m發(fā)電效率mh(2)耗量微增率lmn(單位同m)m點：l=mlm2023/12/92.目標函數和約束條件目標函數：FΣ

最小。FΣ=F1

(PG1)+F2

(PG2)+…+Fn

(PGn)=ΣFi

(PGi)約束條件：①有功平衡ΣPG-ΣPL-△PΣ=0②各發(fā)電廠設備參數不超過極限范圍。PGimin≤

PGi≤

PGimaxQGimin≤

QGi≤

QGimaxUGimin≤

UGi≤

UGimax等約束條件不等約束條件2023/12/93.最優(yōu)分配負荷時的等耗量微增率準則(忽略網損)①求條件極值方法(拉格朗日乘數法)目標函數：C=C(PG1,

PG2)等約束條件f(PG1,

PG2)=0拉格朗日函數C*=C(PG1,

PG2)-

l

f(PG1,

PG2)l：拉格