简单电力系统的分析和计算概述

电力系统分析第二章简单电力系统分析和计算简单电力系统的分析和计算概述第1页第二章简单电力系统分析和计算2.5电力线路导线截面积选择2.3电力网络时尚分布计算2.2电能损耗2.1网络元件中电压降落和功率损耗2.4网络变换简单电力系统的分析和计算概述第2页2.1网络元件中电压降落和功率损耗

时尚计算是电力系统稳态分析主要方法，其实质是求解表述电力网络变量关系非线性方程。电力系统稳态分析目标：确定系统各处电压和电力网功率分布，即时尚分布。简单电力系统的分析和计算概述第3页时尚计算主要是确定电压与功率分布，所以用功率代替电流可得：2.1网络元件中电压降落和功率损耗一、网络元件中电压降落1．电压降落：串联阻抗元件首末两端电压相量差。为电压降落纵分量；为电压降落横分量。简单电力系统的分析和计算概述第4页

2.1网络元件中电压降落和功率损耗①以为基准，即

相量图简单电力系统的分析和计算概述第5页2.1网络元件中电压降落和功率损耗

②以为基准，即相量图简单电力系统的分析和计算概述第6页2.1网络元件中电压降落和功率损耗★电压降落统一表示式：☆说明2：单位：阻抗―Ω；电压―kV；功率―MVA、MW、Mvar。尤其注意：计算电压降落时，必须用同一端电压与功率。☆说明1：在采取有名制进行计算时，借用单相电路进行三相计算，即为节点1、2线电压相量，为支路12两侧三相复功率。简单电力系统的分析和计算概述第7页2.1网络元件中电压降落和功率损耗计算公式简化：②高压输电线路特征X>>R，可令R

0，则：2、其它电压质量指标：①110kV以下系统横分量δU可略去不计，则：电压损耗：两点间电压模值之差，惯用百分数表示；电压偏移：线路始、末端电压与线路额定电压数值之差，惯用百分数表示。简单电力系统的分析和计算概述第8页2.1网络元件中电压降落和功率损耗1、串联阻抗支路功率损耗计算：

二、网络元件中功率损耗①以为基准，即

②以为基准，即简单电力系统的分析和计算概述第9页2.1网络元件中电压降落和功率损耗2、并联导纳支路功率损耗计算：注：无功∆QP正负与电纳B正负相反。正向计算：已知反向计算：已知正反向计算原理完全相同，逐步递推即可，只是推算方向不一样。3、电力线路功率损耗计算：简单电力系统的分析和计算概述第10页2.1网络元件中电压降落和功率损耗以反向推算为例：已知，设简单电力系统的分析和计算概述第11页2.1网络元件中电压降落和功率损耗例题2-1：一条220kV架空输电线路，长度为210km，单位长度线路参数为：；线路末端负荷为100MW，，末端电压为209kV。试求线路首端电压和功率。解：由题意，首先求线路参数并作等效图如图所表示：线路末端已知：则简单电力系统的分析和计算概述第12页2.1网络元件中电压降落和功率损耗设首先计算线路末端功率：线路阻抗功率损耗：线路首端电压：线路首端功率：，简单电力系统的分析和计算概述第13页2.1网络元件中电压降落和功率损耗4、变压器功率损耗计算：正反向计算原理完全相同，逐步递推即可，只是推算方向不一样。以正向计算为例：；设正向计算：已知反向计算：已知简单电力系统的分析和计算概述第14页例题2-2：一台型号为SFL1-31500/110，变比为110/11kV降压变压器，已知始端电压为108kV，输入功率为20＋j15MVA，其归算到110kV侧参为：。试求变压器末端电压和功率。2.1网络元件中电压降落和功率损耗解：设，首先计算导纳支路功率损耗：简单电力系统的分析和计算概述第15页2.1网络元件中电压降落和功率损耗阻抗中功率损耗：变压器末端输出功率：变压器末端电压：末端实际电压：所以，变压器末端电压和输出功率：，简单电力系统的分析和计算概述第16页2.1网络元件中电压降落和功率损耗三、运算负荷和运算功率：关于变电所和发电厂简化计算(a)变电所G（b）发电厂简单电力系统的分析和计算概述第17页2.2电能损耗最大负荷损耗时间τmax：整年电能损耗∆W除以最大负荷时功率损耗∆Pmax，即：。

一、线路中电能损耗：简单电力系统的分析和计算概述第18页2.2电能损耗输电效率：指线路末端输出有功功率与线路始端输入有功功率比值，常以百分数表示：线损率或网损率：线路上损耗电能与线路始端输入电能比值。二、变压器中电能损耗：

包含电阻中铜耗和电导中铁耗两部分。简单电力系统的分析和计算概述第19页2.3电力网络时尚分布计算①由已知电气接线图作出等值电路；②简化等值电路；③用逐段推算法从一端向另一端逐个元件地确定电压和功率传输。一、简单开式网络时尚分布计算:1、基本步骤：简单电力系统的分析和计算概述第20页2.3电力网络时尚分布计算时尚计算分析以简化等值电路（c）为例进行分析：已知同一节点电压和功率时，逐段推算时尚分布；

已知不一样节点电压和功率时，循环往返推算时尚分布；

简单电力系统的分析和计算概述第21页2.3电力网络时尚分布计算①已知；设，则：2、已知同一节点电压和功率时，逐段推算时尚分布：★求得时尚分布结果后，依据需要将各个节点电压归算至原电压等级。简单电力系统的分析和计算概述第22页2.3电力网络时尚分布计算②已知；设，则：结论：这是一个将电压和功率由已知节点向未知节点逐段交替递推方法。★求得时尚分布结果后，依据需要将各个节点电压归算至原电压等级。简单电力系统的分析和计算概述第23页2.3电力网络时尚分布计算例题2－4：如图所表示电力系统，相关参数已标注在图中。如要求变压器低压侧电压为36kV，试计算电源处母线电压及输入功率。简单电力系统的分析和计算概述第24页2.3电力网络时尚分布计算解：依据已知条件求得110kV等值电路：Z12=ZL，Z23=ZT，Y10=Y20=jBL/2设，节点3侧实际电压归算到110kV侧：

简单电力系统的分析和计算概述第25页2.3电力网络时尚分布计算阻抗Z23中功率损耗节点2电压导纳支路Y20功率损耗简单电力系统的分析和计算概述第26页2.3电力网络时尚分布计算阻抗Z12中功率损耗节点1电压导纳支路Y10功率损耗：结果：电源处母线电压为输入功率为简单电力系统的分析和计算概述第27页2.3电力网络时尚分布计算2）依据，按照将电压和功率由已知节点向未知节点逐段交替递推方法，可得；1）若已知，记为，假设节点4电压为；3）需进行往返重复推算，直至满足精度要求。示意以下：3、已知不一样节点电压和功率时，循环往返推算时尚分布：简单电力系统的分析和计算概述第28页2.3电力网络时尚分布计算说明1：该计算已属迭代范围。每一次往或返推算时，推算始端均采取已知节点电压或功率；即：简单电力系统的分析和计算概述第29页2.3电力网络时尚分布计算说明2：在实际工程应用中，往往认为一次往返计算便可得足够精度结果时尚分布，即：注意：一返过程只是为了得到末端电压，不需再进行功率分布推算，直接利用一去过程功率计算结果推算电压降落既可得电压分布结果。简单电力系统的分析和计算概述第30页2.3电力网络时尚分布计算例题2-5：如图所表示简单系统，额定电压为110kV双回输电线路，长度为80km，其单位长度参数为：，，变电所装有两台容量为15MVA变压器，变比为110/11kV，2台并联后归算到110kV侧参数为：，；若线路首端实际运行电压为121kV，。试计算线路始端输入功率和变压器末端电压（忽略电压降落横分量）。简单电力系统的分析和计算概述第31页2.3电力网络时尚分布计算解：输电线路等值电阻、电抗和电纳分别为：

一去过程：设，已知等值电路:简单电力系统的分析和计算概述第32页2.3电力网络时尚分布计算阻抗Z23中功率损耗节点2电压导纳支路Y20、Y΄20功率损耗简单电力系统的分析和计算概述第33页2.3电力网络时尚分布计算一返过程：依据推算出各段功率分布和已知，计算节点2、3电压，不需要重新推算各段功率分布。

阻抗Z12中功率损耗节点1电压导纳支路Y10功率损耗简单电力系统的分析和计算概述第34页2.3电力网络时尚分布计算由和计算U2由和计算U3U3实际电压为线路首端输入功率为变压器末端实际电压为简单电力系统的分析和计算概述第35页作业题：有一回电压等级为110kV输电线路：；末端接一台变比为110/11/kV降压变压器，其归算到110kV侧参数为：。如图所表示：（A、B、C分别表示三个节点，忽略电压降落横分量），试求：①若要求C点电压为12kV，试计算A点电压和输入功率（计算过程只写计算公式，注意标清楚各量下标）。②若A点实际电压为115kV，求B、C两点实际电压（要求有计算结果）。2.3电力网络时尚分布计算简单电力系统的分析和计算概述第36页1、基本步骤：①计算运算负荷和运算功率，得到仅有串联阻抗简化等值电路；②假设全网为额定电压且不考虑各元件损耗，计算初步功率分布；③按初步功率公布结果在功率分点处将闭式网络分解为两个开式网络，分别按开式网络时尚计算方法（上次课内容）计算时尚分布。2.3电力网络时尚分布计算一、闭式网络时尚分布计算：1）简单环网初步功率分布计算：以最简单单一环网为例，主要由一个电源供电。2、闭式网络初步功率分布计算：思索：计算初步功率分布目标是什么？简单电力系统的分析和计算概述第37页2.3电力网络时尚分布计算依据网络接线图及各元件参数计算等值电路并化简，得仅含串联阻抗元件等值电路。第一步：简化等值电路简单电力系统的分析和计算概述第38页2.3电力网络时尚分布计算第二步：假设全网为额定电压且不考虑各元件损耗，用回路电流

法解该简化等值电路Sa为流经阻抗Z12功率，Sb为流经阻抗Z31功率。同理可得：简单电力系统的分析和计算概述第39页2.3电力网络时尚分布计算Sa、Sb计算即初步功率计算，其关系可用一个等值两端供电网络图表示（即两端电压相等）：☆计算结果校验：简单电力系统的分析和计算概述第40页2.3电力网络时尚分布计算第三步：扩展到对应多节点环形网络计算中其中m为除所流出功率节点外其余各节点。计算结果校验：2）两端供电网络初步功率分布计算（两端电压不相等）：第一步：两端供电网络和环网之间等效◎回路电压为0单一环网等值于两端电压大小相等、相位相同两端供电网络；◎两端电压大小不相等、相位不相同两端供电网络，可等值于回路电压不为0单一环网。简单电力系统的分析和计算概述第41页第二步：用回路电流法求解等值简单环网2.3电力网络时尚分布计算

与回路电压为0环网相比,不一样在于循环功率SC出现。同理：循环功率SC简单电力系统的分析和计算概述第42页a.求得网络功率分布后，确定其功率分点以及流向功率分点功率；b.在功率分点（网络最低电压点）将环网解开，将环形网络看成两个射形开式网络；由功率分点开始，分别从其两侧逐段向电源端推算电压降落和功率损耗。2.3电力网络时尚分布计算3、闭式网络分解及时尚分布计算（以简单单一环网为例）：

1）基本思绪2）功率分点网络中一些节点功率是由两侧向其流动；分为有功分点和无功分点，分别用“▲”和“△”表示。★当有功分点和无功分点不一致时，经常在无功分点解开网络。★普通情况下，功率分点总是该网络最低电压点；讨论：当有功分点和无功分点不一致时，将在哪一个分点解开网络？简单电力系统的分析和计算概述第43页设全网都为额定电压UN，从无功分点3开始，以为推算始端，分别向1和1′方向推算：一去过程计算功率分布；一返过程利用功率分布结果计算电压分布。2.3电力网络时尚分布计算设节点3为无功功率分点，则

3）网络分解和时尚计算：简单电力系统的分析和计算概述第44页2.3电力网络时尚分布计算补充例题：如图所表示：已知闭式网参数以下：，；负荷参数：，；试求闭式网络时尚分布及B点电压。（A、B、C分别表示三个节点，忽略电压降落横分量）简单电力系统的分析和计算概述第45页2.3电力网络时尚分布计算解：将简单环网等效成等值两端供电网络：1、初步功率计算：验证：2、网络分解：由初步功率结果可知，C点为功率分点，在节点C将网络分解成两个开式网络；简单电力系统的分析和计算概述第46页2.3电力网络时尚分布计算3、时尚分布计算：设一去过程：

利用从功率分点C分别向A和A′推算功率分布a）简单电力系统的分析和计算概述第47页2.3电力网络时尚分布计算b）一返过程：利用一去过程功率分布计算结果推算电压分布简单电力系统的分析和计算概述第48页2.3电力网络时尚分布计算（a）利用和计算节点C电压（b）利用和计算节点B电压利用和计算节点C电压近似取

简单电力系统的分析和计算概述第49页2.3电力网络时尚分布计算时尚分布图：简单电力系统的分析和计算概述第50页2.3电力网络时尚分布计算二、电力网络时尚调整伎俩：串联电容：抵偿线路感抗，将其串联在环网中阻抗相对过大线路上，可起转移其它重载线路上流通功率作用。串联电抗：限流，将其串联在重载线路上可防止该线途经载。但其上电压损耗增大，影响电压质量，并对系统运行稳定性有影响，普通不用。附加串联加压器：产生一环流或强制循环功率，使强制循环功率与自然分布功率叠加可到达理想值。☆网络中有功功率损耗最小功率分布取决于各段电阻。使时尚按有功功率损耗最小进行分布一、时尚调控目标：简单电力系统的分析和计算概述第51页2.4网络变换一、等值电源法：两个或两个以上有源支路向同一节点供电时，可用一个等值有源支路替换。替换后，网络中其它部分电压、电流、功