电力系统分析 孟祥萍 PPT课件第3章

1、电力系统分析电力系统分析3.1 基本概念基本概念3.2 开式网络的电压和功率分布计算开式网络的电压和功率分布计算3.3 简单闭式网的电压和功率分布计算简单闭式网的电压和功率分布计算电力系统分析电力系统分析本章提示本章提示l负荷功率的表示法；负荷功率的表示法；l电压降落、电压损耗、电压偏移、运算电压降落、电压损耗、电压偏移、运算电源功率、运算负荷功率的基本概念；电源功率、运算负荷功率的基本概念；l电力网元件的功率损耗、电压损耗的计电力网元件的功率损耗、电压损耗的计算；算；l开式网、简单闭式网的潮流计算（同一开式网、简单闭式网的潮流计算（同一电压级、多个电压级）。电压级、多个电压级）。电力系统分析

2、电力系统分析3.1.1 3.1.1 负荷功率的表示方法负荷功率的表示方法3.1.2 3.1.2 电压降落、电压损耗、电压偏移电压降落、电压损耗、电压偏移3.1.3 3.1.3 功率损耗功率损耗 3.1.4 3.1.4 运算负荷功率和运算电源功率运算负荷功率和运算电源功率 3.1 3.1 基本概念基本概念电力系统分析电力系统分析IUS*3*3IUSj j0 0IUI3.1 3.1 基本概念基本概念电力系统分析电力系统分析)(*333jjjUIeIeUeIUSjQPjUIUIejsincos333.1 3.1 基本概念基本概念电力系统分析电力系统分析 电压降落电压降落电压降落的纵分量电压降落横分量

3、1U1SIjXRI2S2ULDS向量差向量差3.1 3.1 基本概念基本概念电力系统分析电力系统分析 当网络元件末端当网络元件末端 、 、 已知时已知时,以以 为参考相量，为参考相量，首端电压为首端电压为2U2P2Q1U2U图图3.43.4电压降落示意图电压降落示意图222222221)()(UUUarctgUUUU式中： 称为电压降落的纵分量2U 称为电压降落横分量2U称为首末端电压的相位差222UjUU22221222XXP RQPQ RUUjUU（3.73.7） 电力系统分析电力系统分析 电压损耗电压损耗 12UUUAD 电压偏移电压偏移 100NNUUU电压偏移（）反映供电电压的质量3

4、.1 3.1 基本概念基本概念电力网两点电压的代数差电力网中某点的实际电压与该处的额定电压之差电力系统分析电力系统分析功率损耗阻抗中的功率损耗阻抗中的功率损耗导纳中的功率损耗导纳中的功率损耗与功率有关与功率有关与电压有关与电压有关3.1 3.1 基本概念基本概念电力系统分析电力系统分析jXRUQPSL212121阻抗中的功率损耗阻抗中的功率损耗 LLLQjPjXRUQPjXRIS2222222线路或变压器的阻抗线路或变压器的阻抗3.1 3.1 基本概念基本概念电力系统分析电力系统分析导纳中的功率损耗导纳中的功率损耗 输电线路输电线路22112211QU ,U22BBBQB 常用常用UN代替代替

5、U1,U23.1 3.1 基本概念基本概念电力系统分析电力系统分析21210UUTTjBGS导纳中的功率损耗导纳中的功率损耗变压器变压器NSIjPS100%0003.1 3.1 基本概念基本概念电力系统分析电力系统分析运算电源功率运算电源功率1S2SG G0SS2CQj2012CQjSSSS201CQjSSS3.1 3.1 基本概念基本概念指发电厂高压母线输入系统的等值功率变压器的功率损耗输电线路导纳的功率损耗的一半发电机送出的功率电力系统分析电力系统分析1S2SS2CQj0S2021CQjSSSS202CQjSSS3.1 3.1 基本概念基本概念指变电所高压母线从系统吸取的等值功率变电所二次

6、侧的集中负荷功率变压器的功率损耗输电线路导纳的功率损耗的一半电力系统分析电力系统分析开式网络 多级电压开式网络多级电压开式网络同一电压等级开式网同一电压等级开式网电力系统分析电力系统分析A A1 12 2b bc cA ALDbSLDcSU UN NR R1 1+jX+jX1 1R R2 2+jX+jX2 2LDbSb bc cLDcSjBjB1 1/2/2jBjB1 1/2/2jBjB2 2/2/2jBjB2 2/2/2b bc cA AAS21Qj 1S1S1SbS2S2S 2SCS11jXR 22jXR 系统图系统图 等值电路等值电路 简化等值电路简化等值电路电力系统分析电力系统分析A

7、AR R1 1+jX+jX1 1R R2 2+jX+jX2 2LDbSb bc cLDcSjBjB1 1/2/2jBjB1 1/2/2jBjB2 2/2/2jBjB2 2/2/2222NLDccUBjSS222122NNLDbbUBjUBjSS211NUBQ b bc cA AAS21Qj 1S1S1SbS2S2S 2SCS11jXR 22jXR 电力系统分析电力系统分析b bc cA AAS21Qj 1S1S1SbS2S2S 2SCS11jXR 22jXR A AR R1 1+jX+jX1 1R R2 2+jX+jX2 2LDbSb bc cLDcSjBjB1 1/2/2jBjB1 1/2/

8、2jBjB2 2/2/2jBjB2 2/2/2cUASAU已知同一端的电压和功率已知同一端的电压和功率已知末端电压和功率已知末端电压和功率始端电压和功率始端电压和功率？电力系统分析电力系统分析2 22SSS22 2 222 2 22222 22 222222XUQPjRUQPjXRUQPSccccSS 2bSSS2 1cUXQRPU2 22 22cURQXPU2 22 222222UUUUcbb bc cA AAS21Qj 1S1S1SbS2S2S 2SCS11jXR 22jXR cUAU电力系统分析电力系统分析1 11SSS1122 12 11jXRUQPSb211QjSSAbUXQRPU1

9、 11 11bURQXPU1 11 112121UUUUbAb bc cA AAS21Qj 1S1S1SbS2S2S 2SCS11jXR 22jXR cUAU末端向首端逐段推算末端向首端逐段推算各点的各点的功率功率和和电压电压同同时进行时进行电力系统分析电力系统分析A AR R1 1+jX+jX1 1R R2 2+jX+jX2 2LDbSb bc cLDcSjBjB1 1/2/2jBjB1 1/2/2jBjB2 2/2/2jBjB2 2/2/2cUASAU已知不同端的电压和功率已知不同端的电压和功率已知末端功率和首端电压已知末端功率和首端电压首端功率和末端电压首端功率和末端电压？步骤步骤由末端

10、向首端逐段计算功率由末端向首端逐段计算功率由首端向末端逐段计算各点电压由首端向末端逐段计算各点电压计算功率损耗时，电压以计算功率损耗时，电压以U UN N代替代替计算电压损耗时，电压为计算电压损耗时，电压为实际实际电压电压电力系统分析电力系统分析 35KV及以下网络的简化措施：及以下网络的简化措施：（1）等值电路中忽略并联导纳支路）等值电路中忽略并联导纳支路（2）不计阻抗中的功率损耗）不计阻抗中的功率损耗（3）不计电压降的横分量）不计电压降的横分量（4）用额定电压代替实际电压）用额定电压代替实际电压电力系统分析电力系统分析例例1 1：系统图及等值电路图如下，参数归算到：系统图及等值电路图如下，

11、参数归算到110KV110KV侧，每台侧，每台变压器额定容量为变压器额定容量为20MVA20MVA，P PS S=135KW=135KW, ,U US S%=10.5%=10.5, ,P P0 0=22KW=22KW, ,I I0 0%=0.8%=0.8, ,变压器变比为变压器变比为110/11KV110/11KV，低压侧负荷，低压侧负荷，当始端电压为当始端电压为116KV116KV时，求变压器低压侧电压及电压偏移百分时，求变压器低压侧电压及电压偏移百分数。数。MVAjSC2030B BA AC C116KV116KVcSA A(14.45(14.45+j20.75)+j20.75)(2.04

12、(2.04+j31.75)+j31.75)B BC Cj2.74j2.741010-4-4s sj2.74j2.741010-4-4s s(3.64(3.641010-6-6-j2.64-j2.641010-5-5)s)sASABSBCS ABScS电力系统分析电力系统分析例：下图是一额定电压为例：下图是一额定电压为10KV10KV的配电线路，已知数据示于的配电线路，已知数据示于图中，若各负荷功率因数图中，若各负荷功率因数 ，试计算线路的最，试计算线路的最大电压损耗。大电压损耗。8 . 0cosA Aa ab bc cd dLJ-35LJ-35LJ-35LJ-35LJ-25LJ-25LJ-16

13、LJ-162km2km1.5km1.5km3km3km4km4km200kW200kW160kW160kW100kW100kW120kW120kW电力系统分析电力系统分析A Aa ab bc cd d(1.84+j0.732)(1.84+j0.732) (1.38+j0.549)(1.38+j0.549)(5.12+j1.508)(5.12+j1.508)(5.94+j1.173)(5.94+j1.173)(200+j150)(200+j150)kVAkVA(160+j120)(160+j120)kVAkVA(100+j75)(100+j75)kVAkVA(120+j90)(120+j90)k

14、VAkVA电力系统分析电力系统分析A Ab bc cd dLDST TL1L1L2L2A Ab bc cd dLDSK:K:1 1C C R R1 1+jX+jX1 1R R2 2+jX+jX2 2jBjB1 1/2/2jBjB1 1/2/2jBjB2 2/2/2jBjB2 2/2/2Z ZT T S S0 0经理想变压器时，功率不变，但电压需折算经理想变压器时，功率不变，但电压需折算方法一：理想变压器方法一：理想变压器电力系统分析电力系统分析A Ab bc cd dLDST TL1L1L2L2最后计算结果最后计算结果Uc,UUc,Ud d需按变比折算成低压侧实际电压需按变比折算成低压侧实际电

15、压A Ab bc c d d LDSR R1 1+jX+jX1 1jBjB1 1/2/2jBjB1 1/2/2Z ZT T S S0 0R R 2 2+jX+jX 2 2jBjB 2 2/2/2jBjB 2 2/2/2方法二：方法二：将线路将线路L2L2的参数归算到的参数归算到L1L1电压级电压级电力系统分析电力系统分析3.3 3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算简单闭式网络的电压和功率分布计算 任何一个负荷点都只能从两个任何一个负荷点都只能从两个方向获得电能方向获得电能两端供电网两端供电网多级电压环网多级电压环网电力系统分析电力系统分析第一步：两端供电网的初步功率分布第一步：两端供电网的

16、初步功率分布aSG GG GA AB BL1L1L2L2L3L3a ab bbSaSA AB BZ Z3 3a ab bbSZ Z2 2Z Z1 1aIbI1, 1IS2, 2IS3, 3IS3.3 3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算简单闭式网络的电压和功率分布计算近似功率分布近似功率分布忽略各线段上的功率损耗忽略各线段上的功率损耗电力系统分析电力系统分析332211IZIZIZUUBAbIII3221IIIaAUBUaSA AB BZ Z3 3a ab bbSZ Z2 2Z Z1 1aIbI1, 1IS2, 2IS3, 3IS3.3 3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算简单闭式网络

17、的电压和功率分布计算电力系统分析电力系统分析3213213321ZZZUUZZZIZIZZIBAba3213212113ZZZUUZZZIZZIZIABbaIUS00NNUULLDNBAbaSSZZZUUUZZZSZSZZS)()LDNABbaSSZZZUUUZZZSZZSZS)()(33213212113供载功率供载功率循环功率循环功率3.3 3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算简单闭式网络的电压和功率分布计算电力系统分析电力系统分析aSSS12aSA AB BZ Z3 3a ab bbSZ Z2 2Z Z1 1aIbI1, 1IS2, 2IS3, 3IS有功功

18、率和无功功率可能重合，也可能不重合有功功率和无功功率可能重合，也可能不重合若不重合，有功功率分点用若不重合，有功功率分点用无功功率分点用无功功率分点用表示表示表示表示3.3 3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算简单闭式网络的电压和功率分布计算功率分点功率分点电力系统分析电力系统分析aS2SA AB Ba ab bb b3SaSA AB BZ Z3 3a ab bbSZ Z2 2Z Z1 1aIbI1, 1IS2, 2IS3, 3IS计算功率损耗时，各点的未知电压用线路计算功率损耗时，各点的未知电压用线路额定电压额定电压代替代替3.3 3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算简单闭式网络的电

19、压和功率分布计算电力系统分析电力系统分析（1）当两端供电网两端电压相等）当两端供电网两端电压相等时时环网环网（2 2）电压等级为）电压等级为35kV35kV及以下的两端供电网，忽略阻及以下的两端供电网，忽略阻抗和导纳中的功率损耗，因此，抗和导纳中的功率损耗，因此，初步潮流分布也是初步潮流分布也是最终潮流分布最终潮流分布。（3 3）此功率计算为）此功率计算为复功率法复功率法均一电力网均一电力网：电力网各段线路的电抗与电阻的比值相等：电力网各段线路的电抗与电阻的比值相等电力系统分析电力系统分析3213323213321)()(RRRQRQRRjRRRPRPRRSbabaLD321211321211

20、3)()(RRRQRRQRjRRRPRRPRSbabaLDllQjllPllSSkiiikiiikiiiLD1111llQjllPllSSkiiikiiikiiiLD1113aSA AB BZ Z3 3a ab bbSZ Z2 2Z Z1 1aIbI1, 1IS2, 2IS3, 3IS均一网均一网3.3 3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算简单闭式网络的电压和功率分布计算电力系统分析电力系统分析AMVjS)4090(2AMVjS)3050(31 12 24 43 3L1L1L2L2L3L3L4L4AMVjS)1540(4U U1 1=235KV=235KV3.3 3.3 简单闭式网络的电压

21、和功率分布计算简单闭式网络的电压和功率分布计算电力系统分析电力系统分析Z Z1 1= =（10+j17.3210+j17.32）Z Z3 3= =（25+j43.325+j43.3）Z Z2 2= =（20+j34.620+j34.6）Z Z4 4= =（10+j17.310+j17.3）Z Z1 1Z Z2 2Z Z3 3Z Z4 41 11 12 23 34 43S2S4S3.3 3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算简单闭式网络的电压和功率分布计算电力系统分析电力系统分析当当K K1 1KK2 2时时循环功率循环功率cSAULDST2T2T1T1A AB B如何求取？如何求取？思路：思

22、路：供载功率供载功率循环功率循环功率初步潮流分布初步潮流分布3.3 3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算简单闭式网络的电压和功率分布计算电力系统分析电力系统分析AaUkU11AaUkU2221aaUU212121)(TTNaaTTNcZZUUUZZUES) 1() 1()(221221kUkkkUkkUEaAAA AB Ba a1 1a a2 2：k k1 1：k k2 2Z Z T1T1Z Z T2T2LDSAUcS电力系统分析电力系统分析A AA AB B：k k1 1a a1 1a a2 2k k2 2：1 1Z Z T1T1Z Z T2T2LDS1TS2TS3.3 3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算简单闭式网络的电压和功率分布计算电力系统分析电力系统分析例：某例：某35kV35kV变电所有两台变压器并联运行，求以下两变电所有两台变压器并联运行，求以下两种情况每台变压器通过的功率为多少？种情况每台变压器通过