电力系统分析第3章总结

1、第第3 3章章 电力系统的潮流计算电力系统的潮流计算衡量电压质量的指标20U%100PP12220UUUjUUU21221UUU%1001NNUUU%1002NNUUU线路始端有功功率P1, 末端有功功率P2，222UXQRPU1. 由电压损耗纵分量由电压损耗纵分量 可知降低电压损耗的方法有：可知降低电压损耗的方法有：提高电压等级；增大导线截面积；减小线路中流提高电压等级；增大导线截面积；减小线路中流过的无功功率过的无功功率。222UXQRPU讨论：讨论：可见：可见：在高压架空输电系统中，在高压架空输电系统中，电压降落的纵分量主要取决于所输送的无功功率；电压降落的纵分量主要取决于所输送的无功功

2、率；电压降落的横分量主要取决于所输送的有功功率；电压降落的横分量主要取决于所输送的有功功率；电压降落的横分量主要影响电压的相角。电压降落的横分量主要影响电压的相角。电压降落的纵分量主要影响电压的大小；电压降落的纵分量主要影响电压的大小；对低压配电系统或电缆网络，对低压配电系统或电缆网络，R与与X相当，上述结论不成立。相当，上述结论不成立。)()()(22221jXRVSVjXRIVV22122()()PjQVVRjXV2221)(VjVVV以以 为参为参考轴考轴2V纵向分量纵向分量横向分量横向分量2222222()P RQ XP XQ RVjVV22222222VRQXPVVXQRPV(3-8

3、)很重要！很重要！由末端电压和功率求首端电压由末端电压和功率求首端电压12122222222221VVRQXPjVXQRPVVVVV2221VVVtg222221)()(VVVVBDOA2I2V2IR1V2由末端电压和功率求首端电压由末端电压和功率求首端电压12122222222221VVRQXPjVXQRPVVVVV2221VVVtg222221)()(VVVVBDOA2I2V2IR1V2同样同样, ,也可由首端电压和功率求得末端电压也可由首端电压和功率求得末端电压2V2VV1V1V1V212112)()(VVVV1111VVVtg11111111VRQXPVVXQRPV(3-13)电压降落

4、公式的简化：电压降落公式的简化：高压输电线路的特性 XR , 可令R0则：VPXVVQXV11111111VRQXPVVXQRPV3-1 网络元件的电压降落和功率损耗网络元件的电压降落和功率损耗网络元件上的网络元件上的电压降落电压降落元件首末两端电压元件首末两端电压的的相量差相量差。3-1-1. 网络元件的电压降落网络元件的电压降落由图可知由图可知电压降落电压降落IjXRVVVd)(21式中，式中，联阻抗。网络元件等值电路的串串联支路的电流；端的电压相量；、分别为端的电压降落；端至jXRIVVVd21,2121可见：可见：在高压架空输电系统中，在高压架空输电系统中，电压降落的纵分量主要取决于所

5、输送的无功功率；电压降落的纵分量主要取决于所输送的无功功率；电压降落的横分量主要取决于所输送的有功功率；电压降落的横分量主要取决于所输送的有功功率；电压降落的横分量主要影响电压的相角。电压降落的横分量主要影响电压的相角。电压降落的纵分量主要影响电压的大小；电压降落的纵分量主要影响电压的大小；对低压配电系统或电缆网络，对低压配电系统或电缆网络，R与与X相当，上述结论不成立。相当，上述结论不成立。%100)%)1121NNNNNVVVVVVVVV（用百分数表示或（。元件额定电压的数值差元件始端或末端电压与电压偏移3-1-2. 网络元件的功率损耗网络元件的功率损耗1 线路功率损耗计算线路功率损耗计算

6、1 ）串联支路功率损耗）串联支路功率损耗SLXVQPQRVQPPjXRVQPSjXRIQPSLLLLLLLLLLLLL22222222222)()(3即注意注意：SL与与V必须是支路同一侧的量，必须是支路同一侧的量，SL必须是必须是所求损耗支路上的功率。所求损耗支路上的功率。单位：单位：PL(MW), QL(MVar), V (kV),121V2VRjX1LS2LSI1S2S1BS2BS1I2I2） 并联支路功率损耗并联支路功率损耗SB22222211112121BVQSSBVQSSBBBBBB121V2VRjX1LS2LSI1S2S1BS2BS1I2I3） 功率分布功率分布LBBBLLLLB

7、LSSSSSSSSSSSSS21211121222%100%122121PPSSSSSSLBB输电效率线路总功率损耗：3-2 变压器功率损耗计算变压器功率损耗计算121V2VRjX1LS2LSI1S0S1I2ITjBTG3-2-1 串联支路功率损耗串联支路功率损耗SL 串联支路功率损耗串联支路功率损耗SL与线路同。与线路同。3-2-2 并联支路功率损耗并联支路功率损耗S020)(VjBGSTT3-2 开式网的电压和功率分布计算开式网的电压和功率分布计算3-2-1. 给定同一点的电压功率给定同一点的电压功率递推计算递推计算ABD12LDbSLDSLDSABDLT）图（aAAVLRTjXLjXTR

8、BVDVTGTjBASASAS BSDSBSLDS0S1BQ2BQ）图（b）图（c3-2开式网网络电压、功率的关系开式网网络电压、功率的关系: 非线性非线性迭代迭代解解1. 已知同一点的电压、功率: 递推计算ASAUDUDS两步计算:设全网为额定电压, 计算功率损耗(不计电压损耗), 推算全网功率分布、始端功率;由始端电压、功率向末端推算电压损耗(不再另算功率损耗), 计算各母线电压。若结束,否则将 作为 继续回代,称该方法为UUN末U末UN3-2-2. 给定不同点的电压功率给定不同点的电压功率迭代计算（精确）迭代计算（精确）AAVLRTjXLjXTRBVDVTGTjBASASAS BSDSB

9、SLDS0S1BQ2BQ）图（b 给定末端负荷功率与首端电压（如给定给定末端负荷功率与首端电压（如给定SLD，VA） 设全网为额定电压设全网为额定电压VN； 计算功率损耗（不计电压损耗），推算全网功率计算功率损耗（不计电压损耗），推算全网功率分布、始端功率；（分布、始端功率；（前代前代） 由始端电压、功率向末端推算电压降落（不再另算由始端电压、功率向末端推算电压降落（不再另算功率损耗），计算各母线电压。（功率损耗），计算各母线电压。（回代回代） 反复反复迭代迭代直到收敛（精度）、直到收敛（精度）、两步计算近似两步计算近似3-3 闭式网的电压和功率分布计算闭式网的电压和功率分布计算3-3 闭式网

10、的电压和功率分布计算闭式网的电压和功率分布计算3-3-1. 两端供电网的功率分布两端供电网的功率分布ab121aS1aI12S12I2bS2bI1aZ12Z2bZ1S2S1I2I。、为负荷点，负荷为、，点为电源，设、上图中，2121SSVVbaba可得：，令列方程，用、由00NNNVVVSIKCLKVL212121212121112212121212212121)()()()(baNbabaaabbaNbababbaZZZVVVZZZSZZSZSZZZVVVZZZSZSZZSZVVVZSZSZSZVVVZSZSZSNabbNbaa)()(212211或写成：1212121121212212ZZ

11、ZZZZZZZZZZZZZZZZabaababb式中：221211121221babaSSSSSSSSS或可求出、由3-3-2. 环网的功率分布环网的功率分布ab121aS12S2bS1aZ12Z2bZ1S2S）图（a1aZ12Z2bZ1aS2bS12Sa121S2S）图（bbaVV是特殊的两端供电网，1112212211SSSZSZSZSZSZSZSaba自然功率自然功率分布分布3-3-3. 闭式网的分解与潮流分布闭式网的分解与潮流分布KCL方程方程节点电压方程节点电压方程KVL方程方程回路阻抗方程回路阻抗方程3.4 3.4 多级电压环网的功率分布多级电压环网的功率分布一、两台并联变压器构成

12、的多电压级环网一、两台并联变压器构成的多电压级环网二、多个电压级的环网二、多个电压级的环网 环路电势的确定环路电势的确定 （1）作等值电路并进行参数归算；作等值电路并进行参数归算； （2）空载时将环路断开，端口电压即为环路电势。）空载时将环路断开，端口电压即为环路电势。注意：参数归算等级与断口所在位置一致注意：参数归算等级与断口所在位置一致 循环功率计算循环功率计算 *N*cZVES 12121211kkkV)kk(VVVEAAAA 3.5 3.5 电力网的电能损耗电力网的电能损耗一、电能损耗和损耗率一、电能损耗和损耗率 供电量：发电量与厂用电之差供电量：发电量与厂用电之差 损耗率（网损率、线

13、损率）：是衡量供电企业技术和管理损耗率（网损率、线损率）：是衡量供电企业技术和管理水平的重要标志。水平的重要标志。%100 供电量电力网损耗电量损耗率损耗率 maxPW TPPWmax0 线路线路变压器变压器年电能损耗年电能损耗降低网损的技术措施降低网损的技术措施1.1.减少无功功率的传输减少无功功率的传输RcosVPPL 222 如果将功率因数由原来的如果将功率因数由原来的 提高到提高到 ，则线，则线路中的功率损耗可降低路中的功率损耗可降低 1 cos2 cos1001221 coscos(%)LP措施措施：电机选择：电机选择 无功补偿：就地无功平衡无功补偿：就地无功平衡200200 )QQ

14、(QPP)QQ(QQNNN 2.2.闭式网络中功率的经济分布闭式网络中功率的经济分布3213221*b*cZZZ)ZZ(SZSS 3213112*c*bZZZ)ZZ(SZSS 网络功率损耗网络功率损耗322121222121122121322323222222122121323222121 RV)QQ()PP(RV)QQQ()PPP(RVQPRVQPRVQPRVQPRVSRVSRVSPbbcbcbL 02223212211211 RV)PP(RV)PPP(RVPPPbcbL02223212211211 RV)QQ(RV)QQQ(RVQQPbcbL分别对分别对P P1 1和和Q Q1 1求偏导，

15、求偏导，并令其等于零并令其等于零02223212211211 RV)PP(RV)PPP(RVPPPbcbL02223212211211 RV)QQ(RV)QQQ(RVQQPbcbL 32123213212321RRRRQ)RR(QQRRRRP)RR(PPcbeccbec结论：功率在环网中与电阻成反比分布结论：功率在环网中与电阻成反比分布 时，功率损耗最小。时，功率损耗最小。3213221*b*cZZZ)ZZ(SZSS 使自然功率分布接近经济功率分布的措施使自然功率分布接近经济功率分布的措施(1)(1)选择适当地点作开环运行。为了限制短路电流或满足选择适当地点作开环运行。为了限制短路电流或满足继

16、电保护动作选择性要求，需将闭式网络开环运行时，继电保护动作选择性要求，需将闭式网络开环运行时，开环点的选择也尽可能兼顾到使开环后的功率分布更开环点的选择也尽可能兼顾到使开环后的功率分布更接近于经济分布。接近于经济分布。(2)(2)对环网中比值对环网中比值R RX X特别小的线段进行串联电容补偿。特别小的线段进行串联电容补偿。(3)(3)在环网中增设混合型加压调压变压器，由它产生环路在环网中增设混合型加压调压变压器，由它产生环路电势及相应的循环功率，以改善功率分布电势及相应的循环功率，以改善功率分布( (见第见第5 5章章) )。3.3.合理确定电力网的运行电压合理确定电力网的运行电压 变压器铁损和电压平方成正比。变压器铁损和电压平方成正比。 线路和变压器绕组中的功率损