简单电力系统的潮流计算.ppt

,问题的提出,第3章简单电力系统的潮流计算,3-1基本概念,潮流计算(Powerflow),电力系统中（各节点）电压、（各支路）有功功率和无功功率的稳态分布。,计算目的,服务于电力系统的运行与规划设计；,分析和评价电网运行的安全经济和可靠性。,计算方法,人工手算：适用于简单系统；,计算机：适用于所有简单和复杂系统。,一、负荷功率的表示方法,j,0,3-1基本概念,若负荷为容性，结果会怎样？,二.电压降落,电压降落：,网络元件首末两端电压的相量差。,又：,-一相阻抗,-相电压,-单相功率,代入,得：,为相位角，也称功率角。,和分别称为电压降落的纵分量和横分量。,2.若已知首端电压,及首端功率,、，求末端电压,类似地，可得：,且有,注意：此时,说明：,若已知量为三相（单相、标么）复功率和线（相、标么）电压，则结果为线（相、标么）电压之差。,线路较短时两端电压相角差一般不大，可近似认为：,对于高压输电网，XR，,即可忽略电压降落的横分量。,交流线路功率传输与线路端电压的关系,3-1基本概念,三.电压损耗、电压偏移（衡量电压质量的指标）,1.电压损耗,两电压的有效值之差（代数差）：,用百分数表示：,2.电压偏移,实际电压与额定电压之差：,用百分数表示：,3-1基本概念,四.功率损耗,1.电力线路的功率损耗,同理，若已知首端和，则有,末端：,首端：,说明：上述4个式子对三相系统仍成立；式中为同一点（侧）的值。,例,已知,？,？,解：,要求,需先从已知端求电压:,即可求得，,3-1基本概念,四.功率损耗,（基本思路同电力线路）,2.变压器的功率损耗,可变损耗,励磁损耗（不变损耗）,3-1基本概念,五.运算负荷功率和运算电源功率,（相对于某节点）,1.运算负荷（功率）,2.运算（电源）功率,由该节点流出网络（负荷取用或损耗掉）的等值功率；流出为正。,由该节点注入网络（电源提供）的等值功率；流入为正。,某节点的运算负荷实际上等于负的该节点的运算功率。,第3章简单电力系统的潮流计算,3-2开式网络的潮流分布,电力系统的接线方式：开式、环形、两端供电网开式网络是电力网中结构最简单的一种，网络中任何一个负荷点都只能由一个方向获取电能。开式网络分为：统一电压等级的开式网络和多级电压开式网络,一.同一电压等级开式网的计算,1.计算网络元件的参数,用有名值或标幺值表示元件参数；,作出等值电路。,-本节计算的核心基础,2.潮流计算,其中,利用电力线路和变压器功率损耗及压降公式直接计算。,（1）已知，求,功率：,电压：,功率：,电压：,以上是针对已知末端参数求首端的情况，实际上是电压、功率交替求解的过程；对于已知首端参数求末端，同理可求解。,（2）已知末端、首端及，求,由末端向首端逐段计算功率。,注意：计算功率损耗时，公式中的电压均由额定电压代替，即,由此将问题转化为：已知的潮流计算。,一定注意,a.反推功率：,b.正推电压：,以上两步骤只是完成第一轮的计算，为提高精度，可重复以上步骤，且在计算功率损耗时需利用前一轮b步骤求得的节点电压值。,总结：,说明：,对于地方性开式网（35kV,20km）,忽略网络元件的并联导纳支路；,忽略电压降落的横分量U；,忽略网络的功率损耗；,公式中用额定电压代替实际电压。,3-2开式网络的潮流分布,二.多电压等级开式网的潮流计算,方法一：将ZT、L2的参数均归算至L1侧，,化简：,反推功率：遇到未知电压时，用ULN1代替。,正推电压：,最后：,方法二：将ZT归算至L1侧，,若已知首端电压、末端功率，求潮流分布，则可,化简：令,运算负荷：,则问题转化为,作为已知的潮流问题。,反推功率：,正推电压：,第3章简单电力系统的潮流计算,3-3简单闭式网的潮流计算,3-3简单闭式网的潮流计算,一.两端供电网,计算步骤：,1.计算各元件有名值（标幺值）参数；,2.作简化的等值电路（求负荷节点的运算负荷、电源节点的运算功率）；,3.求网络功率的初分布；,不计网络功率损耗,全网均为额定电压（）,不计网络功率损耗,全网均为额定电压,列KVL（设未知变量为）:,将,代入上式整理得：,将,两端供电网中电源功率由两部分组成：,同理,-供载功率,-循环功率（大小取决于两电源向量差和网络总阻抗）,验算：,若相等则进而求：,4.由初分布确定网络的功率分点；,功率分点：网络当中功率的汇集点，用表示。,5.从功率分点将网络打开成两独立开式网，将功率分点处的运算负荷视情况分至两开式网末端；,注：以上各步骤均未计及功率损耗！,问题一：为什么能从功率分点打开网络？,（2）沿功率流向，功率分点电压最低，电磁联系最薄弱。,问题二：有功分点、无功分点是否总是统一？,以以下网络的初分布情况为例：,有功分点,无功分点,问题三：如果像上述情况，两个分点不统一，怎么办？,答：,选择从无功分点打开网络。,对于（超）高压网络，决定压降的大小，有，无功功率Q引起的变化大，网络中无功的流动对压降起着决定性作用。一般地，无功分点是网络中电压最低点，即是电磁联系最薄弱的地方。,6.重新计及功率损耗，求两个已知末端功率和首端电压的开式网的潮流（其中未知电压由线路额定电压代替）。,说明：实际电力网中多半是均一网络（各线段电阻与电抗的比值相等，或者各线段单位长度参数相同）。,对于均一网，可用各线段的实际长度代替各段阻抗，来求取网络功率初分布，从而大大简化计算（力矩法）。,假设三段线路长度分别是，分布参数为，则有,二.多电压等级闭式网的潮流计算,（难点）,1.两台变压器并联时的功率分布（升压变）,求,B为高压侧，,若将归算至高压侧，,则问题可转化为-,已知：,求,若,从A点打开网络，,得到一个两端供电网。,不计功率损耗的功率初分布：,式中，为变压器高压侧线路的额定电压。,验算：,记,为环路电势，,则循环功率,其方向同环路电势。,产生循环功率的原因：,单一环网中变压器变比不匹配（）；,的求解：,a.去掉所有负荷（使系统空载）；,b.选取的方向；,c.在基本级取一个断口；,d.从已知电压的节点开始，经过变压器，推算断口两侧电压。,确定功率分点，打开成两独立开式网：,则问题转化为-,已知：首端,末端,求：潮流分布。,反推功率时用来计算。）,（要重新计及功率损耗；,2.多电压等级闭式网潮流计算的步骤,计算元件参数，归算至统一电压等级下；,绘制简化的等值电路（求各负荷节点的运算负荷、各电源节点的运算功率）；,求变压器变比匹配时网络供给实际负荷时的供载功率；,求变压器变比不匹配时不计负荷情况下网络中的循环功率；,将、中的功率进行叠加（注意循环功率方向），得到功率初分布；,确定功率分点，从该点打开网络成两独立开式网；,重新计及功率损耗，求两独立网的潮流分布。,例：,问题：,将220kV线路阻抗Z归算