电力系统稳态计算

项目5：电力系统稳态张迎峰Zhangyf.sdxy@163.com学习内容任务1潮流计算任务2频率调整任务3电压调整任务1：电力系统潮流计算

【学习目标1】1.会计算电力系统的功率损耗2.会计算电力系统电压损耗3.会计算电力线路潮流分布4.会计算变压器潮流分布5.会计算辐射型网络潮流分布5电力负荷的参数复功率的表示方法为：6关于复功率电感性负荷吸收的无功功率负荷为正电容性负荷吸收的无功功率为负7电力系统潮流【小组讨论】什么叫做电力系统潮流？8问题的提出如何确定该网络的潮流分布？阻抗上的功率损耗如何计算阻抗z上的功率损耗？10阻抗上的功率损耗11阻抗上的功率损耗12阻抗上的功率损耗导纳上的功率损耗14电力线路的潮流分布1

15线路电纳功率损耗线路末端电纳中的功率损耗：16线路功率损耗阻抗支路末端的功率为：17线路功率损耗18阻抗支路中始端的功率为始端导纳支路的功率为始端功率为未知量，怎么求呢？19电力线路的电压降落计算电压降落:线路始末两端电压的相量差20电压损耗21【例1】某110kV输电线路，长100kmr＝0.21Ω/kmx＝0.409Ω/kmb＝2.74×10－6S/km

线路末端功率10MW，cosφ=0.95滞后已知末端电压为110kV

试计算始端电压大小，始端功率。22线路的等值电路首先做线路的等值电路，并求参数。

R＝21ΩX＝40.9ΩB＝2.74×10－4SP＝10MW，cosφ=0.95滞后

P2＋Q2＝S2S＝P/cosφ102＋Q2＝(10/0.95)2Q=3.289Mvar23R＝21ΩX＝40.9ΩB＝2.74×10－4S24252627【练习】P.89

3-1428电力线路的潮流分布2【问题2】

已知末端负荷和首端电压求首端功率和末端电压。29首先假设网络各点的电压均为额定值线路末端电纳中的功率损耗：阻抗支路末端的功率为：3031阻抗支路中始端的功率为始端导纳支路的功率为始端功率为32线路末端的电压33【练习】P.893-1534【讨论】如果高压输电线路空载运行，首端和末端电压哪一个更高？为什么？线路空载运行35线路末端电纳中的功率损耗为：线路阻抗上的压降为：所以，空载线路的末端电压可能高于首端。型等值电路P36【例】经查表得LGJ-95单位长度的电阻为：0.33(Ω/km)单位长度的电抗为：0.44(Ω/km)单位长度的电纳为：2.65×10-6(S/km)37线路长80km：Z＝26.4＋j35.2（Ω）B＝2.12×10-4(S）38设网络各点的电压均为额定值394041线路末端电压变压器的潮流分布142变压器的物理模型43阻抗支路的功率损耗为变压器的功率损耗44阻抗支路中始端的功率为始端功率为注意:变压器励磁支路的无功功率与线路支路的无功功率符号相反。始端导纳支路的功率为【讨论】变压器的铜损与铁损电力系统的变动损耗和固定损耗。46类似电力线路的电压降落,变压器阻抗中电压降落的纵,横分量分别为:变压器阻抗支路电压降落变压器始端的电压为:47如何降低电力系统的电压损耗?

电压损耗的纵分量、横分量【讨论】提高电压等级减小流过系统的无功功率增大导线截面48【练习】110kV电力系统，线路末端电压为110kV，求线路始端功率和电压。任务2：电力系统频率调整【学习目标2】衡量电能质量的指标电力系统的一次调频电力系统的二次调频电力系统的三次调频电力系统的备用电源51衡量电能质量的指标电压波形频率50Hz允许偏移为±0.2～0.5Hz额定电压的±5％正弦波形52讨论：电力系统中的谐波是如何产生的？电力系统中的谐波有什么影响？如何消除电力系统的谐波？53电力系统的频率偏移

为什么要保持频率稳定？频率变化的原因?系统中负荷的变化你答对了吗?电力系统中的负荷变化有功功率负荷变化曲线有功功率平衡：【讨论】如何保证电力系统的频率稳定？G－Generator（发电机）L－Load（负荷）有功功率电源发电机是系统中唯一的有功功率电源。电力系统的备用电源国民经济备用检修备用事故备用负荷备用电力系统的备用电源热备用冷备用电力系统中的负荷变化有功功率负荷变化曲线一次调频二次调频三次调频电力系统的频率调整一次调频调整发电机的调速器二次调频调整发电机的调频器三次调频按预测的负荷曲线分配给各电厂61频率的一次调整62调速系统的基本原理63发电机的频率特性发电机频率特性的斜率为发电机的单位调节功率是可以整定。

负荷需要的有功功率与电网频率的关系：负荷的频率特性65电力系统的一次调频（调速器作用）初始运行点O当负荷增加

一次调频为有差调频。66频率的二次调整手动或自动调节调频器使发电机组的频率特性平行的上下移动．67电力系统的二次调频初始运行点O当负荷增加频率的二次调整68多机系统的频率调整多机系统在负荷变化时，带调速器的机组，只要有可调容量，都参加一次调整。二次调整由少数机组(厂)承担——主调频机组(厂)，负荷增量主要由它们承担，可依次分为第一、第二、……调频机(厂)69主调频厂足够可调容量；有一定调整速度；调整时能符合安全、经济的要求；一般选水电厂、中温中压火电厂。主调频厂起全系统功率平衡的作用，可作平衡节点频率的三次调整频率的三次调整Phase1Phase2调度中心制定负荷预测曲线经济的分配给各电厂任务3：电力系统无功功率平衡

无功功率平衡运行中：

电源负荷损耗1.无功功率负荷电力系统中的无功功率负荷有哪些？752.无功功率损耗线路的无功功率损耗消耗QL（感性）提供QC（充电功率）消耗QL提供QC762.无功功率损耗变压器的无功功率损耗

消耗QL773.无功功率电源发电机电容器同步调相机静止无功补偿装置78发电机发电机是目前唯一的有功电源，又是基本的无功电源79优点：组合灵活，可分散、集中，可分相补偿；投资少、有功损耗少(额定容量的0.3~0.5%)缺点：电压下降时急剧下降,不利于电压稳定电容器80同步调相机同步调相机是特殊状态下的同步电机过激运行时发出QG（无功电源)欠激运行时吸收QG（无功负荷）

81同步调相机优点：调节平滑、系统故障时也能调、可作无功负荷。缺点：损耗大(额定容量的1.5~5%)，投资大、维护量大。82静止无功补偿器

83静止无功补偿器84设置除发电机以外的无功电源以满足系统电压要求无功补偿85电压偏移的影响1.电压偏移对负荷的影响

照明、电热、电动机、家用电器2.电压偏移对电力系统的影响

功率损耗、电能损耗、设备绝缘、运行稳定性、电晕损耗86电压控制原理UGT1LT2UDR+jX87

1．调整UG；

2．调整变比K1、K2；

3．改变功率分布(以为主)；

4．改变网络参数R+jX(以X为主);怎么实现？使UD变化的措施：88改变发电机端电压调压改变发电机的励磁电流可以调节发电机的电势或端电压。负荷增大，电力网电压损耗增加，用户电压降低，这时，增加发电机励磁电流，提高发电机电压，反之亦然。→逆调压89可调压变压器变压器分为有载调压变压器和无载调压变压器调整分接头的位置可以改变变压器的变比；通常分接头设在高压绕组（双绕组变）或中高压绕组（三绕组变）。90变压器的分接头分接头的表示方法：容量6300kVA及以下：UN±5％→3个分接头容量8000kVA及以上：UN±2×2.5％→5个分接头主抽头：对应高中压绕组额定电压UN的分接头91利用有载变压器调压有载调压变压器有两种型式：本身具有调压绕组的有载调压变压器带附加调压器的有载调压变压器929394改变电力网的无功功率分布调压增加无功功率电源，进行并联补偿，改变电力网的无功功率分布，以达到调压的目的。合理配置无功功率补偿容量还可以减少网络中的有功功率损耗。95选择无功功率补偿容量的基本原理在变电所末端并联补偿设备前，线路首端电压为：96简单电力网的无功功率补偿在变电所低压侧进行无功功率的补偿：补偿电源的容量为QC由线路传送的无功功率为Q－QC变电所低压母线的电压由U2提高到U2C线路首端电压为：

97并联电容器进行无功补偿选择电容器作为无功补偿设备时，应考虑最小负荷时将电容器全部退出，最大负荷时全部投入。98装设同步调相机同步调相机应能在最大负荷时发出无功功率，在最小负荷时吸收无功功率。99改变电力网的参数调压在线路上接入电容器，利用电容器的容抗补偿线路的感抗，使电压损耗中的QX/