华电-电力系统-马进老师-教案第三章(共7页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第三章 简单电力网络的计算和分析教学目的：1、使学生熟练掌握手算潮流的方法、技巧；2、能够分析线路、变压器的运行状况；3、对于简单电力网络（如辐射型或环网）能够独立求解潮流，并对电力系统运行状况进行分析；4、初步了解电力网络潮流的调整控制。教学内容：1、手算潮流的基本概念与必要性；2、电力线路和变压器的运行状况计算和分析；3、辐射型和环形网络中的潮流分布；4、电力网络的简化方法及应用；5、简要介绍电力网络潮流的调整与控制。一、电力线路和变压器运行状况的计算和分析、电力线路运行状况的计算有四个变量：，已知其中的两个，可求另外两个变量。电力系统计算的最大特点：功率计算；避

2、免：的复数计算；功率容易测量，相角很难量。假设已知末端的电压与功率，电压；功率；一步步可推导各点电压与电流：则可进一步计算消耗在阻抗支路上的功率：始端导纳支路功率始端功率：由此就可求出始端功率。但是在上面的计算中，在计算始端功率时，假设已知，所以要先求出 特点：功率计算； 实部与虚部分别计算，避免复数运算； 既适用于有名值计算，也适用于标幺值计算。（）由始端电压与功率推导末端电压与功率完全类似于上述推导，结论见P94，(3-9)(3-11)；取为参考相量。注意：所有公式均假设，即消耗感性无功 ； 如果感性无功，取；如果容性无功，取 基本概念： 电压降落：电压损耗： 电压偏移： 电压调整：经济性

3、指标 （）电力线路上的电能损耗线路电能损耗：因为线路功率时刻在变化，因此线路损耗的能量也时刻在变化。计算某一时间段内，例如365*24=8760小时内的电能损耗，最直接的思路：一般根据统计资料计算电能损耗。最大负荷利用小时数：一年中负荷消耗的电能W/一年中最大负荷年负荷率：年负荷损耗率：、电力线路运行状况的分析（1）线路空载运行（2）线路有载运行：只有无功功率： 当变动时，与也按比例变动。并且，负荷为纯感性无功时，始端电压总高于末端；但相位总是滞后。只有有功功率：电压与电流同相，因此是只有无功时的向量图转90度。无论有功P如何变化，如果只有有功功率，始端电压沿直线P-P变化。因为，所以末端是纯

4、有功功率时，总超前于，而且越大，超前越多，与之间的夹角也越大。既有有功功率，也有无功功率：电压，电流可分解为有功分量与无功分量直线S-S 是负荷视在功率S变动，但功率因数角不变时，始端电压的运动轨迹P-P，Q-Q总是固定的，因为P-P，Q-Q是由决定的。而S-S与P-P 的夹角是。所以，当时，S-S转到与同轴，这时与同相，当S-S转到时，S-S就转到横轴以下，这时虽然大于，但角度已经滞后于。值得注意的是，只要Q-Q仍然在S-S下方，虽然滞后于，但有功仍是从送到。一般而言，末端的功率因数角都比较小。临界情况，只送无功，不送有功，S-S与Q-Q重合。所以长度与线路末端的视在功率S2成正比，将电压三

5、角形乘以相同的比例，电压三角形变成功率三角形。则P2P2就是负荷有功功率固定，无功功率Q2变动时，始端电压运行轨迹。Q2Q2是负荷无功功率固定,有功功率P2变化时，始端电压端点的运动轨迹虚线22是负荷功率因数角固定，视在功率S2变动时，电压端点轨迹圆弧2是视在功率固定，功率因数角2变动时始端电压端点的运动轨迹，以O为圆心以U1为半径的圆弧U是末端功率圆，圆周上各点坐标分别对应于始末端电压都为定值时，末端的有功无功功率。注意：从末端功率圆来看，在保持始末端电压恒定的情况下，随着末端有功功率负荷的增大，负荷的功率因数必然电滞后变为超前。 始末端电路恒定的情况下，存在一个线路可能输送的最大有功功率，

6、实际上不可能运行到这个功率，因为线路过热。二.变压器运行状况的计算1.变压器中电压降落，功率损耗和电能损耗 首先算变压器阻抗支路中损耗的功率：；计算变压器励磁支路中的功率：；计算需要知道对于发电厂变压器，简略提及公式（3-22）（3-24）；指出区别在于从电源侧计算变压器的电能损耗。.节点注入功率运算负荷和运算功率。注入功率：一般取注入功率为正；运算功率：将对地电纳中的功率纳入等值电源功率或等值负荷功率。对于发电厂变压器，同理，留给学生自学（102，图3-8b）第二节辐射形和环形网络中的潮流分布一.辐射形的网络中的潮流分布、讲清楚迭代计算的电力系统计算特点，因为已知的是始端电压（发电厂）与末端

7、功率（负荷）；这种不一致性造成了必须迭代求解。、讲清楚电力系统非线性计算的特点；因为都是用功率计算，所以；用，非线性方程。CASE：只给出末端功率，计算潮流分布：已知j；设置一个电压略低于额定电压作为；从末端开始向始端计算，先计算，则；然后计算，电压，然后计算，以此类推。CASE：如果除了末端功率给定，始端电压也给定，则有两个限制条件；因此，当假设节点点压后，向前推算，推算到节点，电压不一定是指定的电路；怎么办？步骤：（1）假设末端电压； （2）由与（给定），求得始端电压与； （3）检查是否等于：若相等，求得始端电压与； （4）若不等，由给定的算得；由始端向末端归算，算出与； （5）因为末端的

8、功率是给定的，因此检查是否等于，相等时结束； （6） 若不等，用给定的，再一次由末端向始端归算，计算与； （7）检查是否等于，若不等，返回第四步继续进行。辐射网络求解与计算重点；因此例题3-1与3-2、3-3详细讲解二.环形网络中的潮流分布、简化环网：图-中（a）-（b）-（c）-（d）（1）强调简化关键两步：并联支路的功率归入母线功率； 辐射形串联支路的功率归入运算功率。（2）求解的基本思路：将环网变成辐射形网络求解 校验条件：环网假设各点电压恒定，均为，因此环网公式是从回路电流公式推出，需满足：，即（3）功率分点：如果一个节点，所有线路功率都是流向该节点的，则称其为功率分点。有功功率分点与

9、无功功率分点不一定一致。2、两端供电网络中的功率分布（1）两端供电网络等价成环网：假设各点电压为额定电压，等式两端乘以：从而可以解得（2）根据叠加原理，相当于环网供电，流过电路的功率是第一项；，产生一个循环功率： ：电压施加于环网总阻抗时产生的电流注意：循环功率取决于电压的取向：取，循环功率由节点1流向节点4，反之，由4流向1（3）举一个实例应用题3、环形网络中的电压损耗和功率损耗第一步：由环网的计算功率、大致估算网络中的功率分布；第二步：由功率分布找到有功功率与无功功率分点；第三步：在无功功率分点（电压最低点）将环网解开，环网就变成辐射网；按辐射网的电压损耗与功率损耗计算方法进行。环网计算讲

10、解例题3-4第三节 电力网络的简化方法及应用一、等值电源法二、负荷移置法 （1）将一个负荷移置两处； （2）将两个负荷移置一处。三、消去节点法（星网变换法）星网变换公式： 消去节点法：首先要利用刚讲授的负荷移置法，然后再利用星网变换；讲解例题3-5，P123；解题步骤：1、等值电路 2、电源等值 3、负荷移置，强调负荷移置的不精确性。第四节 电力网络潮流的调整控制一、电力网络潮流的不可控性举两个例题说明潮流按阻抗分布二、调整控制潮流的手段1、串联电容：减少线路电抗；2、串联电抗：限流；3、附加串联加压器（采用移相变压器） 假设在加入串联加压器之前，线路有一个功率分布，希望加入串联加压器后的功率分布为 意味着要加入一个强制功率 ，且很小，近似为零 ：强制功率（附加功率）附加功率的有功部分是由Ecy决定的，Ecy影响的是相角，而Ecx主要影响电压大小，所以电压大小影响无功。三、FACTS（Flexible AC Transmission System） 以晶闸管代替传统交流输电系统中各种机械式调节器和开关后所呈现的新系统。通过控制可控硅导通的角度，达到控制传输能量的目的。专心-专注-专业