第5讲－简单电力系统潮流分析

第三章电力系统潮流分析与计算

PowerFlowAnalysisandCalculation教学要求什么是电力系统潮流？（重要）如何计算电压降落和功率损耗？（重要）潮流分布有何特征？（重要）如何人工计算潮流？（重要）一、潮流的基本概念潮流：PowerFlow，LoadFlow潮流分布：电力系统中（各节点）电压、（各支路）功率（有功、无功）的稳态分布。ABD串联支路的电压降落各支路的功率损耗矢量加减运算ZL

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ABD潮流计算的内容电力系统用等值电路来模拟，所以潮流计算的基础是电路计算（《电路原理》内容）。电路计算的给定量：电压、电流(我们熟悉)潮流计算的给定量：电压、功率须建立功率与电压之间的关系，并直接用电压和功率来进行计算。潮流计算的目的研究目的——分析和评价电网的安全、经济和质量，是电力系统运行和规划中最基本和最经常的计算，计算结果服务于规划和运行。潮流计算的任务是：在已知（或给定）某些运行参数的情况下，计算出系统中全部的运行参数。一般的，各个母线所供的负荷功率、电源电压是已知的。华北电网接线示意图简单电力系统第一讲简单电力系统潮流分析在标么制系统中，单相、三相的关系表达式一致，故本章（潮流计算）如没有特别说明，一律用标么值，后文中下标‘*’不再标出。计算结果可代表单相也可代表三相（在返回有名值时加以区分）。标么值：二、计算输电网络上的电压降落RjX21建立功率与电压之间的关系！由于存在电压降落和功率损耗：所以，已经条件不同时，有两种情况：假设功率流向：从1到2第一种情况：已知：,求电压降落RjX21令：△U2δ2横分量纵分量则：RjX21第二种情况：已知：,求电压降落RjX21RjX21δ1纵分量横分量令：注意点：

，为同一侧的已知量；功率必须是通过所求电压降落的支路的功率。

但原因?参考点不同电压损耗数量差标志电压质量的指标△U2δ2电压偏移电压降落110kV及以下电压等级。220kV及以上网络才考虑横分量的影响。电压降落的讨论！△U2δ2高压输电网：X>>R重要结论：PQ解耦特性和潮流流向对于高压输电网：U-Q强耦合，U-P弱耦合。线路或变压器两端电压大小差△U主要取决于所输送的Q（或△U是传送Q的条件），Q从U高的节点流向U低的节点；δ-P强耦合，δ-Q弱耦合。线路或变压器两端电压相角差δ主要取决于所输送的P（或δ是传送P的条件），P从δ超前节点流向δ滞后节点。X>>R在低压配电系统或电缆网络中，由于R与X相当，甚至R>X，此时不能忽略R，上述结论不成立。当Q2为容性时，以负值代入。应采取措施（如在线路末端加装并联电抗器），抑制容性无功功率，防止电压升高过多。轻载或空载什么情况下？当三、计算输电网络的功率损耗输电网络：输电线路和变压器串联支路损耗RjX21·S=1或2series已知同侧U、S··假设功率流向：从1到2R+jX21jB/2jB/2并联支路损耗

(以线路为例)输电网络的功率损耗线路总损耗：输电效率：标志经济性能的指标R+jX21jB/2jB/2变压器功率损耗的计算方法同上，但是，变压器的并联接地支路的电纳为－jBT，是感性的，相应的并联无功功率损耗是正值。四、如何人工计算潮流分布（开式网）？

（1）已知同点电压、功率已知ZL

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、已知（2）已知不同点电压、功率

（迭代法）已知D点猜一个电压初值ZL

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已知不同点电压、功率的近似计算设全网为额定电压UN；计算功率损耗(不计电压损耗),推算全网功率分布、始端功率；（前代）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。（回代）反复迭代，直到满足精度要求（前后两次迭代计算结果的差值小于ε）。或者，做两步迭代，得到近似结果(1)设全网为额定电压，从离电源最远的母线开始，计算功率分布；(2)从已知电压的母线开始，用第一步求得的始端功率，计算电压及其相位（不重新计算功率）。若对精度要求更高，可反复迭代，直到前后两次迭代计算结果的误差满足要求。五、如何人工计算潮流分布(闭式网)？环网两端供电网五、人工计算潮流分布(闭式网)

（1）总体思路总体思路：变成开式，然后按开式网计算两步计算（工程师的做法）：（1）设全网为额定电压UN，不考虑功率损耗,求网络的近似功率分布；（2）依近似功率分布,将闭式网分解成两个开式网，分别按开式网算潮流分布。（2）两端供电网近似功率分布运算负荷：包括⑴直接由母线供电的负荷、⑵母线上连接的下属开式网中的全部负荷和损耗、⑶母线上两条线路的π型等值电路中接地导纳中的功率。用母线（节点）的运算负荷代替母线负荷。两端供电网近似功率分布12Z1Z2Z3设全网为额定电压UN自然功率分布循环功率分布强迫功率分布两端供电网近似功率分布其中：则：令：当只考虑自然功率分布时，有：其中：怎么记？自然功率分布：BAD例如：ABD如何求？12负荷矩公式同理可求：12Z1Z2Z3其中：两端供电网近似功率分布12Z1Z2Z3近似功率分布：不计功率损耗的分布计算时，可通过或者验证结果的正误。推广到n个节点

的方向与电势差的正方向一致。近似功率若循环功率统一写成CirculatoryPower与课本标幺值公式的异同PPT课件有名值公式课本标幺值公式（3-49）、（3-50）最后，需将复功率的共轭，返算为复功率。人工计算闭式网潮流分布的步骤总体思路：变成开式网，按开式网算两步计算（工程师的做法）：（1）设全网为额定电压UN，不考虑功率损耗,求网络的近似功率分布；（2）依近似功率分布,将闭式网分解成两个开式网，分别按开式网算。功率分点功率分点：功率从两侧供给的负荷节点有功分点：无功分点：有功分点和无功分点不一定在同一点。（3）闭式网的分解与潮流分析在功率分点(一般为无功分点)将闭式网解开，分成两个开式网，分别计算；按开式网计算时，要给定分点处的两个功率，其余支路功率要在考虑功率损耗后重新计算。12总结：两端供电网的潮流估算方法步骤⑴计算各母线的运算负荷，包括所连线路的π型等值电路中接地导纳的吸收功率及下属开式网的总负荷和损耗；⑵计算近似功率分布，并找出功率分点；⑶在功率分点处拆成两个开式网，然后按开始网潮流估算方法，计算计及阻抗中损耗的功率分布，再计算电压分布。（4）环网潮流分布计算怎么求？Z11AZ2Z32环网的近似功率分布特殊两端供电网Z11A1Z2Z32A2环网的循环功率循环功率是由于两端供电电源之间存在电势差，在网络中产生向一个方向流动、而不进入负荷的功率。

对单电源供电的环网，能产生循环功率吗？答案：能如何产生？环网的循环功率A11A21:K11:K2T1T2A2若Ud&环路电势环网的循环功率方向:与环路电势的方向相同。环路总阻抗；归算参数的基准电压级的额定电压。通过改变的大小和相位，可以改变循环功率（强迫功率）的大小。

的弊与利：不送入负荷，产生功率损耗（经济性）可调整潮流分布——强迫分布（可控性）A11A21:K11:K2T1T2A2总结

简单环网潮流估算方法步骤按特殊的两端供电网计算。计算方法和步骤与两端供电网相同！已知某110kV网络，T代表理想变压器，变比为1:K，求：（1）K=1时的近似功率分布（不考虑功率损耗）；（2）若VA＝110kV，求1、2处电压（考虑功率损耗和电压损耗）；（3）若要使（1）的近似功率分布发生变化，使1-2线路中无功潮流为0，则K应如何变化？（不计功率损耗）例题（1）K＝1时，在A点解开或（2）若VA＝110kV，求1、2处电压（要求考虑功率损耗和电压损耗）；解：功率分点在1点。在1点分解成2个单端供电网。已知末端功率和首端电压。（1）计算功率损耗(不计电压损耗，认为全网为额定电压),推算全网功率分布、始端功率；（前代）（2）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。（