电力系统稳态分析

本文格式为Word版，下载可任意编辑——电力系统稳态分析

电力系统分析是电气专业的最重要课程

电力系统稳态分析第三章简单电力网络的分析计算第一节潮流计算基本知识与辐射形网络的潮流计算

主讲周任军

电力系统分析是电气专业的最重要课程

一、电力系统潮流分布的概念1、潮流分布正常运行状况下，电力系统的电压和功率分布称为电力系统的潮流分布；

2、潮流计算正常运行状况下，电力系统电压和功率分布的计算称为潮流计算；

3、潮流计算的目的为电网规划设计、电力系统的安全经济运行、继电保护装置的整定计算等提供依据。

电力系统分析是电气专业的最重要课程

二、电力网等值电路的结构G

T1L

T2

~UGRT1jXT1

~S=P+jQ

电力系统接线图

RL

jXL

RT2

jXT2~S=P+jQ

GT1

jBT1

GL2

j

BLGL22

j

BL2

GT2

jBT2

1

等值电路图R12jB10

jX12

2G20

R23

jX23

3G30

R34

jX34

4

G10

jB20

jB30

~S4=P4+jQ4

简化等值电路图

电力系统的等值电路由阻抗支路和对地导纳支路组成

电力系统分析是电气专业的最重要课程

三、阻抗支路的计算U1

~S1

R

jX

~S2

U2

1

2I

1、功率计算①功率损耗计算

~S=P+jQ=3I2(R+jX)=3I2R+j3I2X

P=3I2RQ=3I2X

已知首端电压和首端功率时：S12S12P2+Q12P=3I2R=3()R=2R=12RU1U13U1S12S12P2+Q12Q=3IX=3()X=2X=12XU1U13U12

电力系统分析是电气专业的最重要课程

已知末端电压和末端功率时：22S22S2P22+Q2RP=3I2R=3()R=2R=2U2U23U222S22S2P22+Q2Q=3I2X=3()X=2X=X2U2U23U2

②功率平衡关系

~~~S2=P2+jQ2=S1S=(PP)+j(Q1Q)1~~~S1=P1+jQ1=S2+S=(P2+P)+j(Q2+Q)

电力系统分析是电气专业的最重要课程

2、电压计算①电压下降计算~S*PjQ=U+jδU=3IZ=3(dU)(R+jX)=(R+jX)U3UPR+QXPXQR=+jUUPR+QX(电压下降纵分量)UPXQRδU=(电压下降横分量)UU=

(取U=Uej0=U)PR+Q1XU1=1(电压下降纵分量)已知首端电压和首端功率时：U10

PXQ1RδU1=1(电压下降横分量)U1

电力系统分析是电气专业的最重要课程

已知末端电压和末端功率时：

U2=

P2R+Q2X(电压下降纵分量)U2

②电压平衡方程与电压相量图U1=U2+dU

P2XQ2RδU2=(电压下降横分量)U2U1

已知末端电压和末端功率时：=U2+(U2+jδU2)=(U2+U2)+jδU2=U1ejδδU2=U2

dUU2

jδU2

已知首端电压和首端功率时：U2=U1dUU1U1=U1

=U1(U1+jδU1)=(U1U1)jδU1=U2ejδ

δ

jδU1

dU

U2

电力系统分析是电气专业的最重要课程

③电压损耗及相角计算电压下降：首末端电压之间的相量差；电压损耗：首末端电压之间的大小之差；相角：首末端电压之间的相位差。已知首端电压和首端功率时：U2=(U1U1)+δU≈U1U1+221

δU122(U1U1)

≈U1U1+

δU122U1

≈

U1U1

δ=tg1

δU1U1U1

U1U2≈U1

δU122U1

≈U1

已知末端电压和末端功率时：U1=(U2+U2)+δU222

≈U2+U2+

δU222(U2+U2)

≈U2+U2+

δU222U2

≈U2+U2

δ=tg1

δU2U2+U2

U1U2≈U2+

δU222U2

≈U2

电力系统分析是电气专业的最重要课程

四、导纳支路的功率损耗计算U~Sy

G

jB

U~*USy=3(Y)=U2(G+jB)=GU2+jBU233Py=GU2Qy=BU2

电力系统分析是电气专业的最重要课程

电力系统稳态分析第三章简单电力网络的分析计算电力线路和变压器运行状况的计算和分析其次节电力线路和变压器运行状况的计算和分析

主讲周任军

电力系统分析是电气专业的最重要课程

1、电力线路的分析计算、(1)电力线路上的电压下降和电压损耗U1=PR+Q1X1(电压下降纵分量)U1

PXQ1RδU1=1(电压下降横分量)U1

电压损耗：电压损耗：

I1

R+jX

I2

PR+Q1XU1=1U1

U1

Bj2

j

B2

U2

中等长度线路的集中参数等值电路

电力系统分析是电气专业的最重要课程

(2)电力线路上的功率损耗①阻抗支路上的功率损耗

P+QP=R2U222222P22+Q2Q=X2U2

②导纳支路上的功率损耗

Py=GU=02

1Qy=BU22

电力系统分析是电气专业的最重要课程

(3)输电线路电能损耗①确切计算法—积分计算法8760

P

W==

∫Pdt=∫t00

8760

Pt2+Qt2Rdt=2UtRdt=R

8760

∫0

St2Rdt2UN8760

0

8760

t(h)

8760

∫0

2cos2φUN

Pt2

2cos2φUN

Pt2dt∫0

PP1P2

8760

=K

∫Pdt2t0

PtPkPn

②较确切计算法—分段计算法

W=K∑Ptk=1

n

2kk

0t1t2

tk

tn

8760

t(h)

电力系统分析是电气专业的最重要课程

③实用计算法—最大负荷损耗时间法年最大负荷利用小时：8760

PPmax

Tmax=

∫pdt0

pmax0Tmax

年最大负荷损耗时间：8760

8760

t(h)

τmax=

∫pdt20

8760

K=

∫pdt20

P22Pmax

p

2m

2Kpm

WW==2KPmPmax

0

τmax

8760

t(h)

电力系统分析是电气专业的最重要课程

年电能损耗：

τmax与负荷功率因数和负荷最大年利用小时数有关，其关系见表3-1,实用中根据负荷的功率因数和年利用小时数查出最大负荷损耗时间，即可计算一年中线路的电能损耗。实用计算法—年负荷损耗率法(略)

W=Pmaxτmax

电力系统分析是电气专业的最重要课程

③表示输电线路运行状况的技术指标电压下降—线路两端的电压相量之差电压下降线路两端的电压相量之差；电压损耗—电压损耗(%)电压损耗电压损耗(%)=电压损耗U1U2100UN

;

电压偏移—实际运行电压与线路额定电压的差值，电压偏移实际运行电压与线路额定电压的差值，常实际运行电压与线路额定电压的差值UUN用百分数表示，用百分数表示，即U(%)=;100UN

电压调整(%)电压调整

=

U20U2100;U20

P2100;P1W=100。线损率(%)线损率(%)W1

输电效

率(%)输电效率(%)=

电力系统分析是电气专业的最重要课程

(4)输电线路首、末端电压之间的关系输电线路首、PR+QXU1U2≈U=UPR+QX0时：U1U2PR+QX0时：U1U2PR+QX=0时：U1=U2U1U2≈XQy/2U0

线路空载状况下

,即线路空载

(或轻载状况下)状况下，线路末端电压高于首端电压，这或轻载状况下)状况下，线路末端电压高于首端电压，一点在超高压输电线路上应予以特别注意，解决的方法是在一点在超高压输电线路上应予以特别注意，在超高压输电线路上应予以特别注意线路两端装设补偿电抗器。线路两端装设补偿电抗器。

电力系统分析是电气专业的最重要课程

(5)高压输电线路传输功率假定功率参考正方向为从线路1端向线路端传输假定功率参考正方向为从线路端向线路2端传输，高压端向线路端传输，输电线路的电抗X远远大于电阻。输电线路的电抗远远大于电阻R。远远大于电阻U1U2≈U=PR+QXQX≈UU

U1U20,Q0,无功功率从1端流向2端；U1U20,Q0,无功功率从2端流向1端；

即无功功率总是从电压高的点流向电压低的点。即无功功率总是从电压高的点流向电压低的点。δ≈tg1

PXQRPXQRPX≈≈UUU

δ0,P0,有功功率从1端流向2端；δ0,P0,有功功率从2端流向1端；

即有功功率总是从电压相位超前的点流向电压相位滞后的点。即有功功率总是从电压相位超前的点流向电压相位滞后的点。

电力系统分析是电气专业的最重要课程

2、变压器运行状况分析(1)变压器潮流计算变压器也是一个最简单的辐射形网络，其潮流计算按辐射形网络进行。GTRTjXT

jBT

(2)变压器的电能损耗计算变压器阻抗支路的电能损耗计算与输电线路电能损耗的计算方法一致，即：W变压器导纳支路的电能损耗按下式计算。zT

=PyT.maxτmax

2WyT=PyT8760=GTU28760≈GTUN8760=P08760

变压器总电能损耗

WT=WZT+WyT

电力系统分析是电气专业的最重要课程

电力系统稳态分析第三章简单电力网络的分析计算第三节辐射形和环形网络中的潮流分布

主讲周任军

电力系统分析是电气专业的最重要课程

1、辐射形网络的潮流计算(1)辐射性网络用户只能从一个方向获得电能的电力网。G

1T12

~1U1GT1

L1