ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算

ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算2024/3/24ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算第三章输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算难点：1、对简单辐射式网，当已知不是同一节点的功率和电压时，用逐段推算法确定其他节点电压和传输功率的方法；2、环网及两端供电网的分解；2024/3/242ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算3-1电力网的电压降落和功率损耗一、网络元件的电压降落1.电压降落元件首、末端两点电压的相量差。图3-1网络元件的一相等值电路2024/3/243ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算相量图分析I2RI2X2024/3/244ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算电压降落分量电压降落纵分量：电压降落横分量求首端电压脚标一致I2RI2X2024/3/245ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算求末端电压I1XI1R2024/3/246ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算I2XI2R2024/3/247ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算计算电压降落分量注意：公式中各物理量为同一点的线路功率与电压的关系高压输电线路X>>R无功流动方向与电压高低有关；有功流动方向与电压相位差有关。2024/3/248ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算2.电压损耗(kV)3.电压偏移G电压降落、电压损失和电压偏移适用于线路、变压器。2024/3/249ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算二、功率分布和功率损耗1、输电线路的功率损耗jB/2jB/2图3-3线路的等值电路共轭2024/3/2410ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算用功率表示功率损耗同一点jB/2jB/2图3-3线路的等值电路2024/3/2411ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算线路总功率损耗：线路的电能损耗最大负荷利用小时数Tmax、cosφ

最大负荷损耗时间jB/2jB/2图3-3线路的等值电路2024/3/2412ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算2、变压器功率损耗的计算

由等值电路参数计算变压器的等值电路2024/3/2413ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算2、变压器功率损耗的计算由实验技术参数

变压器的电能损耗2024/3/2414ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算结论：1、电压损耗和功率损耗计算公式既适用于单相，也适用于三相；2、线路输电效率:2024/3/2415ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算例1某220kV单回架空线路，长度为200km，导线参数为r0=0.108

/km,x0=0.42

/km,b0=2.66*10-6S/km。已知其始端输入功率为120+j50MVA,始端电压为240kV。求末端电压及功率、线路的传输效率。解：jB/2jB/2220kV线路的等值电路2024/3/2416ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算已知端jB/2jB/2220kV线路的等值电路待求端2024/3/2417ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算末端电压：jB/2jB/2220kV线路的等值电路流经线路2024/3/2418ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算jB/2jB/2220kV线路的等值电路末端功率：线路的传输效率2024/3/2419ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算例2有一台双绕组变压器，额定容量为SN=31.5MVA,电压比为110kV/10.5kV,短路损耗Pk=190kW,短路电压百分数Uk%=10.5,空载损耗P0=25kW，空载电流百分数I0%=0.8,通过变压器的简化持续负荷曲线如图所示，全年负荷功率及功率因数见表。求：（1）通过变压器负荷的最大负荷利用小时数；（2）求变压器全年的电能损耗（设低压母线电压保持10.5kV不变）2024/3/2420ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算P1P2P30200065008760t/hP/MWcos

P10.9SN0.9P20.7SN0.85P30.5SN0.8解：最大负荷利用小时数2024/3/2421ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算变压器全年电能损耗P1P2P30200065008760t/h2024/3/2422ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算3-2输电线路的运行特性一、输电线路的空载特性已知？jB/2jB/2图3-3线路的等值电路2024/3/2423ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算末端空载电压与线路长度的关系对于300Km以内用集中参数表示线路等值电路时，线路末端空载电压的升高与线路长度平方成正比。更长线路高压输电线路空载or轻载时，产生末端电压升高的现象。预防措施：线路末端并联电抗补偿线路电容电流。r1=0,g1=02024/3/2424ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算二、输电线路的传输功率极限P1、提高电压等级；2、减少线路电抗。？不计线路电阻R和并联电纳B，Pmax=U1U2/X2024/3/2425ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算结论：

线路传输的有功功率与电压相位差θ有关；

有功功率的传输方向：由电压相位超前一端向电压相位滞后一端传送。

线路传输的的无功功率随着两端电压之差而变化；

无功功率传输方向：由电压高的一端向电压低的一端流动。2024/3/2426ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算三、输电线路的自然功率

P27长度超过300km的架空线路超过100km的电缆线路2024/3/2427ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算入射波反射波输电线路的自然功率由入射波送到线路末端的功率将完全为负荷所吸收，这时负载阻抗消耗的功率称为自然功率。2024/3/2428ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算自然功率用来衡量长距离输电线路的输电能力。一般220kV级以上架空线路的输电能力大致接近自然功率。提高额定电压和减少波阻抗都可以增大自然功率。P282024/3/2429ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算小结2、功率损耗/输电效率3、输电线路传输功率极限1、电压降落/电压损失/电压偏移2024/3/2430ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算1、电压降落/电压损失/电压偏移2024/3/2431ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算2、功率损耗/输电效率2024/3/2432ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算2、功率损耗/输电效率2024/3/2433ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算3、输电线路传输功率的极限4、输电线路的自然功率2024/3/2434ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算潮流计算意义电力系统分析计算中最基本的一种：规划、扩建、运行方式安排定义根据给定的运行条件求取给定运行条件下的节点电压和功率分布所需知识

(1)根据系统状况得到已知元件：网络、负荷、发电机

(2)电路理论：节点电流平衡方程

(3)非线性方程组的列写和求解2024/3/2435ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算潮流计算历史手工计算：近似方法计算机求解：严格方法

introduction

已知条件负荷功率发电机电压

example

2024/3/2436ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算已知条件负荷功率发电机电压

求解

所发功率所发功率以及各母线电压（幅值机相角）、网络中的功率分布及功率损耗等2024/3/2437ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算3-3简单辐射网络和闭式网络

的潮流估算方法一、辐射网络的潮流估算已知首端电压、末端负荷1、画等值电路①参数归算法2024/3/2438ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算1、画等值电路②理想变压器模型③π型等值电路2024/3/2439ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算2、计算运算负荷2024/3/2440ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算3、前推功率分布计算设各点电压为网络额定电压2024/3/2441ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算3、前推功率分布计算各点电压为网络额定电压2024/3/2442ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算4、后代进行电压分布计算线路上流动的功率、电压为同一点的值2024/3/2443ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算Abcdefgh

树状网络前推计算始端功率及全网功率分布（假定各母线为额定电压）。回代计算用求得的始端功率和已知的始端电压；线路末端电压和全网功率分布。用求得的末端的电压重复上述计算过程。精度判断：如果各线路功率与前一次计算相差小于允许误差，则停止计算。2024/3/2444ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算例题2024/3/2445ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算习题

如图所示，某负荷由发电厂母线110kV单回线路供电，线路长80km，型号LGJ—95，线间几何均距为5m，发电厂母线电压U1=116kV，受端负荷SL=15+j10MVA,求输电线路的功率损耗及受端电压U2。～2024/3/2446ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算提示画出等值电路，标出功率流动方向。计算等值参数。假设各点电压为额定电压，由末端已知功率递推各支路功率分布。由首端已知电压和求得首端功率递推各节点电压。2024/3/2447ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算给定功率的电源点作为负荷：视为一个-SG的负荷。给定电压的电源点作为分点：将环网一分为二，得两端供电网。二、简单环网的潮流计算UAPs+jQsP+jQaAb122024/3/2448ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算12带两个负荷的两端供电网求解支路电流Ia1，Ib22024/3/2449ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算2024/3/2450ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算供载功率循环功率？12负荷矩上式为“力矩法”功率分布计算公式2024/3/2451ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算求出网络其它支路功率分布:进行初步潮流计算节点电功率平衡验算：122024/3/2452ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算找出功率分点---有功分点▼、无功分点▽按开式网络进行计算。121222024/3/2453ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算还原（网络还原、电压归算）121222024/3/2454ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算均一电力网(Xi/Ri)P/Q分布彼此无关由l决定2024/3/2455ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算三、环网中的潮流控制1、自然功率分布S3S2S1abcSCSbZ1Z2Z32024/3/2456ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算2、经济功率分布S3S2S1abcSCSbZ1Z2Z32024/3/2457ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算2、经济功率分布均一电网S3S2S1abcSCSbZ1Z2Z32024/3/2458ch03输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算3、环网潮流控制的措施（P/Q）利用加压调压变压器(调压措施）；利用FA