03第三章简单电力网络的计算和分析.pptx

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1、电力系统分析基础电力系统分析基础Power System Analysis Basis（三）（三）主讲人：栗然主讲人：栗然1潮流计算的目的及内容潮流计算的目的及内容稳态计算稳态计算不考虑发电机的参数不考虑发电机的参数电力网计算（潮流计算）电力网计算（潮流计算）负荷（负荷（P，Q）潮流计算潮流计算给定给定发电机（发电机（P，V）求求各母线电压各母线电压各条线路中的功率及损耗各条线路中的功率及损耗计算目的计算目的用于电网规划用于电网规划选接线方式、电气设备、导线截面选接线方式、电气设备、导线截面用于运行指导用于运行指导确定运行方式、供电方案、调压措施确定运行方式、供电方案、调压措施用于继电保护用于

2、继电保护整定、设计整定、设计第三章第三章 简单电力网络的计算和分析简单电力网络的计算和分析21. 电力线路和变压器的运行状况的计算和电力线路和变压器的运行状况的计算和分析分析2. 简单电力网络的潮流分布简单电力网络的潮流分布3. 电力网络潮流的调整控制电力网络潮流的调整控制第三章第三章 简单电力网络的计算和分析简单电力网络的计算和分析3负荷的表示负荷的表示eIIeUUIUSjj *QPIUIUeIUeIUSjsinjcosj)( j QPIUIUSSjsin3jcos33 负荷一般以功率表示：单位负荷一般以功率表示：单位 P（kw）、）、 Q（kvar）、）、S（kva） QP22S 预备知识

3、预备知识43.13.1电力线路和变压器运行状况的计算和分析电力线路和变压器运行状况的计算和分析 一、电力线路运行状况的计算和分析一、电力线路运行状况的计算和分析 1 1、电力线路功率的计算、电力线路功率的计算 已知：首端电压已知：首端电压 ，首端功率，首端功率S S1 1=P=P1 1+jQ+jQ1 1，以及线路参数。，以及线路参数。 求：线路中的功率损耗、末端电压和功率。求：线路中的功率损耗、末端电压和功率。解过程：从首端向末端推导。解过程：从首端向末端推导。1 1）首端导纳支路的功率）首端导纳支路的功率11212111111 2121 )2(3323yyyQjPUjBUGUUYUUYS 1

4、S 1 2 2S Z 1U 1YS Y/2 Y/2 2YS 2U 1S 2S 1U1YS 52)2) 阻抗支路首端功率阻抗支路首端功率3)3) 阻抗支路中损耗的功率阻抗支路中损耗的功率 111111111jQPQjPjQPSSSyyy ZZzQjPXUQPjRUQPjXRUQPZUSZUSUSS 212 12 1212 12 1212 12 12111111333 221112jQPQjPjQPSSSZZZ 4) 4) 阻抗支路末端功率阻抗支路末端功率66)6) 末端功率末端功率 222222222jQPQjPjQPSSSyyY UjUUURQXPjUXQRPUjXRUjQPUZUSUU 11

5、1111111111*1112 5) 5) 末端导纳支路的功率末端导纳支路的功率 2222222*2221212yyyQjPjBUGUUUYS 2、电力线路电压的计算、电力线路电压的计算 0110 UU令：令：电压降落电压降落12dUUU7相角为：相角为：简化为：简化为：UUUtg 11 12122UUUUU 3 3、从末端向始端推导、从末端向始端推导已知：末端电压已知：末端电压U U2 2，末端功率，末端功率S S2 2=P=P2 2+jQ+jQ2 2，以及线路参数。，以及线路参数。求：线路中的功率损耗、始端电压和功率。求：线路中的功率损耗、始端电压和功率。 2212UUUU 其幅值为：其幅

6、值为：U 1U2UU U U Ud 84、电压质量指标、电压质量指标1)1)、电压降落电压降落：指线路始末两端电压的相量差。为相量。：指线路始末两端电压的相量差。为相量。2)2)、电压损耗电压损耗：指线路始末两端电压的数值差。为数值。标：指线路始末两端电压的数值差。为数值。标量以百分值表示：量以百分值表示：12222222221122,UUUj UP RQ XP XQ RUUUUUUUUUtgUU 功率的求取与上相同，注意功率的流向。功率的求取与上相同，注意功率的流向。12%100NUUU 电压损耗电压损耗0220UU电压的求取应注意符号，令：电压的求取应注意符号，令：94 4）、）、电压调整

7、：电压调整：指线路末端空载与负载时电压的数值差。指线路末端空载与负载时电压的数值差。为数值。标量以百分值表示：为数值。标量以百分值表示：3)3)、电压偏移电压偏移：指线路始端或末端电压与线路额定电压的指线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差。为数值。标量以百分值表示：数值差。为数值。标量以百分值表示：12%100%100NNNNUUUUUU始端电压偏移始端电压偏移末端电压偏移末端电压偏移20220%100UUU电压调整电压调整105 5、电力线路上的电能损耗、电力线路上的电能损耗方法一：年负荷损耗率法方法一：年负荷损耗率法1)1)、最大负荷利用小时数、最大负荷利用小时数T Tmaxmax：指

8、一年中负荷消费的电能指一年中负荷消费的电能W W除以一年中的最大负荷除以一年中的最大负荷PmaxPmax，即：，即： 2)2)、年负荷率、年负荷率：一年中负荷消费的电能一年中负荷消费的电能W W除以一年中的最大负除以一年中的最大负荷荷PmaxPmax与与8760h8760h的乘积，即：的乘积，即： 3)3)、年负荷损耗率：、年负荷损耗率：全年电能损耗除以最大负荷时的功率损全年电能损耗除以最大负荷时的功率损耗与耗与8760h8760h的乘积，即：的乘积，即： maxmax/PWT maxmaxmaxmaxmax/ 876087608760myPTTkWPPmax/ 8760ayzkWP （）11

9、4)、线路年负荷损耗率与年负荷率的近似关系线路年负荷损耗率与年负荷率的近似关系K为经验数值。一般取为经验数值。一般取K=0.10.4，kmy较低时取较小数值。较低时取较小数值。 5)5)、计算过程：、计算过程：WPkkTmaxaymymax 最大负荷的潮流计算最大负荷的潮流计算maxayPkW 8760 21mymyayk)K(Kkk 12方法二：最大负荷损耗时间法方法二：最大负荷损耗时间法1)1)、最大负荷损耗时间：、最大负荷损耗时间：全年电能损耗除以最大功率损耗，即：全年电能损耗除以最大功率损耗，即：2)2)、计算过程：、计算过程：maxmax/PWz maxmax PWzmaxmax,c

10、osT136、电能经济指标、电能经济指标1)1)、输电效率：、输电效率：指线路末端输出有功功率与线路始端输入有指线路末端输出有功功率与线路始端输入有功功率的比值，以百分数表示：功功率的比值，以百分数表示：2)2)、线损率或网损率：、线损率或网损率：线路上损耗的电能与线路始端输入线路上损耗的电能与线路始端输入的电能的比值的电能的比值%100%12 PP输电效率输电效率12%100%100%zzzWWWWW线损率147、电力线路运行状况的分析、电力线路运行状况的分析1)1)、空载：空载：末端电压可能高于始端，即产生电压过高现象。末端电压可能高于始端，即产生电压过高现象。其中电缆尤为突出。其中电缆尤

11、为突出。2)、有载：、有载：与发电机极限图相类似。（如负载为纯无功负荷）与发电机极限图相类似。（如负载为纯无功负荷）Z1U2U2Bj2Bj1yI2yI2yI1U2UU U Ud2yI22221BUQy 2221BUIy 22BXUU 22BRUU 12UU Z1U2U2Bj2Q22UXQU 22URQU 12UUUj U15定值定值 XRtgUUtg11 当当变化时，变化时，也按比例变化也按比例变化2QUU ， 为负。为负。，即为感性无功时，即为感性无功时，当当 212U0UQ 为正。为正。，即为容性无功时，即为容性无功时，当当 212U0UQ 若负载为纯有功负荷，同理可分析。若负载为纯有功负

12、荷，同理可分析。22URPU 22UXPU 定定值值 01190RXtgUUtg若负载既有有功，又有无功负荷，同理可分析。若负载既有有功，又有无功负荷，同理可分析。22URPUP 22UXPUP 22UXQUQ 22URQUQ QQ 2U1UPP 1UQU QU )(QUdPU PU )(PUdUd2Q2Q2P2PU1U2 2 2 2S2S16 将上图逆时针旋转将上图逆时针旋转角，使角，使PPPP、QQQQ线分别与纵轴、横轴重合。由于电压降落线分别与纵轴、横轴重合。由于电压降落dUdU的长度与末端视在功率的长度与末端视在功率S S2 2成正比，图纸的成正比，图纸的P P2 2、Q Q2 2坐标

13、就以相同的比例尺分别表坐标就以相同的比例尺分别表示末端有功、无功功率的大小。由于这图主要用以分析线路末端的运行特性，示末端有功、无功功率的大小。由于这图主要用以分析线路末端的运行特性，常称作电力线路的末端功率圆图。常称作电力线路的末端功率圆图。 P2P2有功有功P2为定值，无功为定值，无功Q2变动时，始端电压端点变动时，始端电压端点的运动轨迹；的运动轨迹； Q2Q2无功无功Q2为定值，有功为定值，有功P2变动时，始端电压端点变动时，始端电压端点的运动轨迹；的运动轨迹； 负荷功率因数负荷功率因数 为定值，视在功率为定值，视在功率S2变动时，变动时，始端电压端点的运动轨迹；始端电压端点的运动轨迹；

14、 S2S2视在功率视在功率S2为定值，负荷功率因数为定值，负荷功率因数 变动时，变动时，始端电压端点的运动轨迹；始端电压端点的运动轨迹； 圆弧圆弧U末端功率圆。圆上各点的坐标分别对应于始末端功率圆。圆上各点的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。末端电压都为定值时，末端的有功、无功功率。2 2 2 2 17二、变压器运行状况的计算和分析二、变压器运行状况的计算和分析1 1、变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗、变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗用变压器的用变压器的 型电路型电路1)1)功率功率A A、变压器阻抗支路中损耗的功率、变压器阻抗支路中损耗的功率 ZTZTTT

15、TTTZTQjPXUQPjRUQPjXRUQPZUSS 222222222222222222222 1S1S 22SS TZTY1U2UyTS 18B B、变压器励磁支路损耗的功率、变压器励磁支路损耗的功率C C、变压器始端功率、变压器始端功率 2)2)、电压降落、电压降落 （为变压器阻抗中电压降落的纵、横分量）（为变压器阻抗中电压降落的纵、横分量） 注意：变压器励磁支路的无功功率与线路导纳支路的注意：变压器励磁支路的无功功率与线路导纳支路的 无功功率符号相反无功功率符号相反 YTYTTTTTTYTQjPUjBUGUjBGUUYS 2121211*1YTZTSSSS21 222222,URQX

16、PUUXQRPUTTTTTT 193)3)电能损耗电能损耗a.a.与线路中的电能损耗相同（电阻中的损耗，即铜耗部与线路中的电能损耗相同（电阻中的损耗，即铜耗部分）分）b.b.电导中的损耗，即铁耗部分，近似取变压器空载损耗电导中的损耗，即铁耗部分，近似取变压器空载损耗P0P0与与变压器运行小时数的乘积，变压器运行小时数等于变压器运行小时数的乘积，变压器运行小时数等于8760h8760h减减去因检修等而退出运行的小时数。去因检修等而退出运行的小时数。4)4)根据制造厂提供的试验数据计算其功率损耗根据制造厂提供的试验数据计算其功率损耗2222222222222010122%,(1)1000100%,

17、1000100KNKNZTZTNNNYTYTNNP U SUU SPQU SU SPUIS UPQUU还可对应下标为20要注意单位间的换算。要注意单位间的换算。100%,1000100%,1000100%,100000221221222222NYTYTNNKZTNKZTNNKZTNKZTSIQPPSSSUQSSPPSSSUQSSPP 121122,NUUUSS SS进一步简化：进一步简化：212 2、节点注入功率、运算负荷和运算功率、节点注入功率、运算负荷和运算功率)(111yQQjPS 111jQPS 222jQPS yyQjS 运算负荷运算负荷注入功率注入功率等值负荷功率或节点等值负荷功率

18、或节点负荷功率负荷功率112SS S(a) 变电所变压器变电所变压器运算功率运算功率注入功率注入功率等值电源功率或节点等值电源功率或节点电源功率电源功率221SS S111jQPS 222jQPS yyQjS )(222yQQjPS G（b）发电厂变压器）发电厂变压器22并作出相量图。并作出相量图。，求末端电压及功率，求末端电压及功率，始端电压为，始端电压为为为。已知其始端输入功率。已知其始端输入功率，为为，导线单位长度的参数，导线单位长度的参数度为度为单回架空电力线路，长单回架空电力线路，长某某kV240MV.A)50120(1066. 242. 0108. 0r200kmkV220:kmS

19、61km1km1jbxex 解：由题意，首先求线路参数并作等效图如图所示。解：由题意，首先求线路参数并作等效图如图所示。11jXR 1U2U21Y1yS 2yS 21YjQP 11jQP )846 .21(200)42. 0108. 0(11jjjXRSjjY)1066. 2(22001066. 22461 AMVjjUYSy.)3216.15(2401066. 2)2(242111 AMVjjjSjQPjQPy.)32.65120()3216.15(50120111 在节点在节点1处导纳产生的无功功率处导纳产生的无功功率23在节点在节点2处导纳产生的无功功率处导纳产生的无功功率，则线路末端的

20、电压，则线路末端的电压设设 011UU kV33. 948.209)12.3634.206()12.366 .33(240111111111112 jjURQXPjUXQRPUU线路阻抗上消耗的功率线路阻抗上消耗的功率AMVjjjXRUQPSZ.)22.270 . 7()846 .21(24032.65120)(222212121 AMVjjUYSy.)67.11(48.2091066. 2)2(242212 24所以末端功率所以末端功率 AMVjjjjSSjQPSyZ.)77.49113()67.11()22.270 . 7(32.651202112 251. 功率的计算功率的计算2.2.

21、电力网络的功率损耗由各元件等值电路中不电力网络的功率损耗由各元件等值电路中不接地支路阻抗损耗和接地支路导纳损耗构成。接地支路阻抗损耗和接地支路导纳损耗构成。a.a.阻抗损耗阻抗损耗b.b.导纳损耗导纳损耗 输电线输电线 变压器变压器 jXRUQPjXRUSQjPSZZZ 22222 jBGUQjPSYYY 2 TTYYYjBGUQjPS 2一、辐射形网络中的潮流分布一、辐射形网络中的潮流分布3.2 3.2 辐射形和环形网络中的潮流分布辐射形和环形网络中的潮流分布 262.2.电压的计算电压的计算 当功率通过元件阻抗（当功率通过元件阻抗（Z=R+jXZ=R+jX）时，产生电压降落）时，产生电压降

22、落 注意：要分清楚从受电端计算还是从送电端计算注意：要分清楚从受电端计算还是从送电端计算3.3.潮流的计算潮流的计算 已知条件往往是送电端电压已知条件往往是送电端电压U U1 1和受电端负荷功率和受电端负荷功率S S2 2以及元以及元件参数。求解各节点电压、各元件流过的电流或功率。件参数。求解各节点电压、各元件流过的电流或功率。计算步骤：计算步骤：a.a.根据网络接线图以及各元件参数计算等值电路，并将等值电路简根据网络接线图以及各元件参数计算等值电路，并将等值电路简化。化。UQRPXjUQXPRUjUdU 27b. 根据已知的根据已知的负荷功率负荷功率和和网络额定电压网络额定电压，从受电端推算

23、到送从受电端推算到送电端，逐一近似计算各元件的功率损耗，求出各节点的注入和流电端，逐一近似计算各元件的功率损耗，求出各节点的注入和流出的功率，从而得到电力网络的出的功率，从而得到电力网络的功率分布功率分布。c.c.求得始端功率后，再运用求得始端功率后，再运用给定的始端电压给定的始端电压和和求得的始端功求得的始端功率率由始端向末端逐段推算由始端向末端逐段推算电压降落电压降落。（这里不再重新计算功（这里不再重新计算功率损耗）率损耗） 注意：注意：第二步只计算功率分布，第三步只计算电压分布，因此，第二步只计算功率分布，第三步只计算电压分布，因此，这是一种近似计算方法，若要计算结果达到精度要求，可反复

24、上这是一种近似计算方法，若要计算结果达到精度要求，可反复上列步骤，形成一种迭代算法，直到精度满足要求为止，只是在迭列步骤，形成一种迭代算法，直到精度满足要求为止，只是在迭代计算中，第二步不再用额定电压，而用在上次计算中得到的各代计算中，第二步不再用额定电压，而用在上次计算中得到的各点电压近似值进行计算。点电压近似值进行计算。28（1 1）用）用U UN N求得各点的运算负荷求得各点的运算负荷（2 2）从末段线路开始，用）从末段线路开始，用U UN N依次计算各段线路的功率损耗依次计算各段线路的功率损耗（3 3）用）用U UA A和已求得的功率分布，从和已求得的功率分布，从A A点开始逐段计算电

25、压降点开始逐段计算电压降落，求得落，求得U Ub b U Uc c和和U Ud d（4 4）求得）求得U Ub b和和 U Uc ,c ,U Ud d重复（重复（1 1）（）（3 3）SLDdSLDcSLDbdcbA123例例1：同一电压的辐射式网：同一电压的辐射式网(已知已知UA和负荷和负荷)29212BiiNQB U 33221BLDddBBLDccBBLDbbQjSSQjQjSSQjQjSSbcdS L D dA R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2j B1/2j B2/2j B2/2j B3/2j B3/2 S L D b S L D cQB1（1 1）用）用U UN

26、 N求得各点的运算负荷求得各点的运算负荷30S d R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2bcd S b S cS3S3S1S2S1S2AS L D dA R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2j B1/2j B2/2j B2/2j B3/2j B3/2 S L D b S L D cQB131233333333222c3222222211b2111111,() (), SS ,() (), SS ,() (), dLLNLLNLLNSSSSRjXSSSUSSSRjXSSSUSSSRjXSSSU (2)(2)从末段线路开始，用从末段线路开始，用U UN N依次计

27、算各段线路的功率损耗依次计算各段线路的功率损耗S d R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2bcd S b S cS3S3S1S2S1S2A3211111111222222222222, ()(), ()()AbAbAAbAAbAbbcbcbbcbbcbcP RQ XP XQ RUUUUUUUUP RQ XP XQ RUUUUUUUUS d R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2bcd S b S cS3S3S1S2S1S2A(3)(3)用用U UA A和已求得的功率分布，从和已求得的功率分布，从A A点开始逐段计算电压降落，点开始逐段计算电压降落，求得求得U

28、Ub b、 U Uc c和和U Ud d33A L-1 bT c d SLD L-2例例2 2：两级电压的开式电力网：两级电压的开式电力网 A R1+jX1 ZTR2+jX2j B1/2j B1/2j B2/2bc dj B2/2cS0SLD方法一：方法一：包含理想变压器，计算时，经过理想变压包含理想变压器，计算时，经过理想变压器功率保持不变，两侧电压之比等于实际变比器功率保持不变，两侧电压之比等于实际变比k k。34 A R1+ jX1 ZTR2+ j X2j B1/2j B1/2j B2/2b dj B2/2cS0方法二：方法二：将线路将线路L L2 2的参数归算到的参数归算到L L1 1

29、电压级电压级222222222/Rk RXk XBBkA L-1 bT c d SLD L-2开始时按开始时按L1L1侧额定电压计算，计算结果反归算侧额定电压计算，计算结果反归算35方法三：方法三：用用型等值电路处理型等值电路处理 A R1+ jX1 ZT/kR2+ j X2jB1/2jB1/2jB2/2b djB2/2c ZT kk ZT 1kSLD0S A L-1 bT c d SLD L-236二、二、 环形网络中的潮流计算环形网络中的潮流计算1.环形网络中的功率分布。介绍的是最简单的单一环形网络中的功率分布。介绍的是最简单的单一环网，主要由一个电源供电。环网，主要由一个电源供电。165

30、432T-1T-2T-3L-2L-1L-3G第一步：第一步：将单一环网等值电路简化为只有线路阻抗将单一环网等值电路简化为只有线路阻抗的简化等值电路。的简化等值电路。371)根据网络接线图以及各元件参数计算等值电路；根据网络接线图以及各元件参数计算等值电路；15432Z25Z36Z31Z12Z23Z146y10y30y20382)以发电机端点为始端，并将发电厂变压器的励磁支路移以发电机端点为始端，并将发电厂变压器的励磁支路移至负荷侧；至负荷侧；3)将同一节点下的对地支路合并，并将等值电路图重将同一节点下的对地支路合并，并将等值电路图重新编号；新编号；4)在全网电压为额定电压的假设下，计算各变电所

31、的运算负在全网电压为额定电压的假设下，计算各变电所的运算负荷和发电厂的运算功率，并将它们接在相应节点。荷和发电厂的运算功率，并将它们接在相应节点。39132Z31Z12Z231SbSaS2S3S1I3IaI2I40第二步：第二步：用简化的回路电流法解该简化等值电路用简化的回路电流法解该简化等值电路 通过近似方法，从功率中求取相应的电流，电压近似认为通过近似方法，从功率中求取相应的电流，电压近似认为是额定电压：是额定电压：122323123()()0aaaZ IZIIZIII的的功功率率，为为流流经经阻阻抗抗1231*23*12*331*231*23*3*2*312*23*123*2*312*2

32、3*12)(0)()(0)()(ZZZZSZSZZSSSSZSSZSZUSUSUSZUSUSZUSZaaaaNNNaNNaNa N NI IS S U U41第三步：第三步：用相同的方法求解用相同的方法求解的功率的功率，为流经阻抗，为流经阻抗3131*23*12*221*321*23*)(ZZZZSZSZZSb 第四步：第四步：计算整个网络的功率分布计算整个网络的功率分布(初步功率分布初步功率分布)42由此，扩展到相应的多节点网络的计算当中：由此，扩展到相应的多节点网络的计算当中： mba*SSS校校验验：ZZSSZZSSmmbmma 1 1S S 2 2S SaSZ Z1Z243 llSlz

33、lzSSllSlzlzSSmmmmbmmmma1*11*1*若网络中所有线段单位长度的参数完全相等，且若网络中所有线段单位长度的参数完全相等，且111jxrz 111nnnmmmmmmmmmmajjRXRXSSSSRXRX 注意：均一网注意：均一网mmxr 常数常数44重要概念重要概念 功率分点：功率分点：网络中某些节点的功率是由两侧向其流动的网络中某些节点的功率是由两侧向其流动的, ,标标记记 。分为有功分点和无功分点。分为有功分点和无功分点。 在环网潮流求解过程中，在功率分点处将环网解列。在环网潮流求解过程中，在功率分点处将环网解列。 在无功分点处解列，在无功分点处解列，因为电网应在电压最

34、低处因为电网应在电压最低处解列，而电压的损耗主要解列，而电压的损耗主要为由无功功率流动引起的，为由无功功率流动引起的，无功分点的电压往往低于无功分点的电压往往低于有功分点的电压。有功分点的电压。当有功分点当有功分点和无功分点和无功分点不一致时，不一致时，将在哪一个将在哪一个分点解列？分点解列？452.2.两端供电网络中的功率分布两端供电网络中的功率分布 回路电压为回路电压为0 0的单一环网等值于两端电压大小相等、的单一环网等值于两端电压大小相等、相位相同的两端供电网络。同时，两端电压大小不相等、相位相同的两端供电网络。同时，两端电压大小不相等、相位不相同的两端供电网络，也可等值于回路电压不为相

35、位不相同的两端供电网络，也可等值于回路电压不为0 0的单一环网的单一环网。46 以回路电压不为以回路电压不为0 0的单一环网为例，其求解过程为：的单一环网为例，其求解过程为：1)1)设节点设节点1 1、4 4的电压差为：的电压差为：UdUU 41122323423122323423()()()()aaaaaaZ IZIIZIIIdUZ IZIIZIIIdUUdUSSSZSSZSZNaaa )()(3*2*312*23*123)3) 通过近似方法，从功率中求取相应的电流，通过近似方法，从功率中求取相应的电流，电压近似认为是额定电压电压近似认为是额定电压, ,且不计损耗：且不计损耗：2) 用简化的

36、回路电流法解简化等值电路用简化的回路电流法解简化等值电路47 流经阻抗流经阻抗Z Z1212功率为：功率为： * *3434343423232323*122334122334122334122334()()N Na aZZSZSZZSZSU dUU dUS SZZZZZZZZZZZZ * *2121212132323232*122334122334122334122334()()N Nb bZZSZSZZSZSU dUU dUS SZZZZZZZZZZZZ * *122334122334, ,N Nc cU dUU dUS SZZZZZZ流经阻抗流经阻抗Z Z4343功率为：功率为：称为循环功

37、率（称为循环功率（注意注意方向方向）484)计算各线段的电压降计算各线段的电压降落和功率损耗，过程落和功率损耗，过程为：求得网络功率分为：求得网络功率分布后，确定其功率分布后，确定其功率分点以及点以及aS3S2SbS12Z23Z34ZcS 流向功率分点的功率，在功率分点即网络最流向功率分点的功率，在功率分点即网络最低电压点将环网解开，将环形网络看成两个低电压点将环网解开，将环形网络看成两个辐射形网络，由功率分点开始，分别从其两辐射形网络，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。侧逐段向电源端推算电压降落和功率损耗。49闭式网络的计算过程闭式网络的计算过程50 计算循环功

38、率时，两端电压及额定电压已有效值计算循环功率时，两端电压及额定电压已有效值带入计算（各点电压的相位差角不大）带入计算（各点电压的相位差角不大） 求功耗时，功率分点电压未知，近似以求功耗时，功率分点电压未知，近似以U UN N代代注意：注意：51例如将图中短路器例如将图中短路器1 1断开时断开时 其左侧电压为其左侧电压为10.510.5242/10.5=242kV242/10.5=242kV； 右侧电压为右侧电压为10.510.5231/10.5=231kV231/10.5=231kV；从而，将该断路器闭合时，将有顺时针方向的循环功从而，将该断路器闭合时，将有顺时针方向的循环功率流动，其表达式仍

39、与两端供电网络相同。率流动，其表达式仍与两端供电网络相同。10.5kV10.5/24210.5/231T2T1cS24223113 3、环形网络中变压器变比不匹配时的循环功率、环形网络中变压器变比不匹配时的循环功率52一、调整控制潮流的必要性一、调整控制潮流的必要性1SbSaS3S2S12Z31Z23Z若各段参数相同若各段参数相同3123123133132231231231331322)()(llllQllQQllllPllPPaa 3123122312312231231223123122)()(lllllQlQQlllllPlPPbb 3.4 3.4 电力网络潮流的调整控制电力网络潮流的调整

40、控制53若各导线各不相同，且若各导线各不相同，且313123231212xrxrxr 31*23*12*212*312*23*)(ZZZSZSZZSb 31*23*12*331*231*23*)(ZZZSZSZZSa 经济指标为网损最小，由上式得网损为：经济指标为网损最小，由上式得网损为：312232232232222221222)()()()(rUQQQPPPrUQQPPrUQPPNaaNaaNaa 0)( 2)( 22312322322212 rUPPPrUPPrUPPPNaNaNaa0)( 2)( 22312322322212 rUQQQrUQQrUQQPNaNaNaa解得54 rrPr

41、rPPa313312320 .)( rrQrrQQa313312320 .)( rrSrrSSa313312320 .)( rrrSrSSb)(231231220 . 即有功功率损耗最小时的功率分布应按线段电阻分即有功功率损耗最小时的功率分布应按线段电阻分布而不是阻抗分布。布而不是阻抗分布。 按阻抗分布功率，叫功率自然分布，这种分布是不按阻抗分布功率，叫功率自然分布，这种分布是不加控制的加控制的。 为了保证供电的安全、优质、经济的要求，因此需调为了保证供电的安全、优质、经济的要求，因此需调整控制潮流。整控制潮流。55二、调整控制潮流的手段主要有：二、调整控制潮流的手段主要有：1.串联电容串联电

42、容 作用：抵偿线路的感抗，将其串联在环网中阻抗相对作用：抵偿线路的感抗，将其串联在环网中阻抗相对 过大的线路上，可起转移其他重载线路上流通功率过大的线路上，可起转移其他重载线路上流通功率的作用。的作用。2.串联电抗串联电抗作用：限流，将其串联在重载线路上可避免该线路过载。作用：限流，将其串联在重载线路上可避免该线路过载。但其上的电压损耗增大，影响电压质量，并对系统运行但其上的电压损耗增大，影响电压质量，并对系统运行的稳定性有影响，一般不用。的稳定性有影响，一般不用。563.附加串联加压器附加串联加压器作用：产生一环流或强制循环功率，使强制循作用：产生一环流或强制循环功率，使强制循环功率与自然分

43、布功率的叠加可达到理想值环功率与自然分布功率的叠加可达到理想值。1SbSaS3S2S12Z31Z23ZcEfcSfcaaSSS0. aafcSSS0. 功率分布功率分布为理想为理想0 .aS循循环环功功率率为为强强制制fcS功率分布功率分布为自然为自然aS* ZEUSCNfccycxNaaNfcCjEEUZSSUZSE )(*0.*.0 .aS0 .bS57Ecx纵向附加电势，其相位与线路相电压一致；纵向附加电势，其相位与线路相电压一致；Ecy横向附加电势，其相位与线路相电压相差横向附加电势，其相位与线路相电压相差90900 0；Ecx 、Ecy均由附加串联加压器产生。均由附加串联加压器产生。

44、 *222222()()()ccxcyNfcfcfcNcxcyNcxcyNcxcyNEjEE USPjQURjXZEjERjXURXEREXUEXERUjRXRX XR高压线路中，高压线路中， c cy yN Nc cx xN Nf fc cf fc cf fc cE E U UE E U US SP Pj jQ Qj jX XX X58的有功部分。的有功部分。生生即横向串联电势主要产即横向串联电势主要产则则fccyfcES,P 的无功部分。的无功部分。生生即纵向串联电势主要产即纵向串联电势主要产fccxfcES,Q 功功功功率率分分布布。主主要要是是改改变变网网络络中中的的有有，即即分分布布

45、；改改变变电电压压的的相相位位改改变变网网络络中中的的无无功功功功率率，主主要要是是变变电电压压的的大大小小即即从从上上式式还还可可以以看看出出，改改cycxEEG1632200MW100MW60MW140MW160MWG300MW 20j 20j 10j59 10j1.1.串联电容串联电容105020)100(30300175 ccXX电容、电电容、电感加在何感加在何处呢？处呢？2.2.串联电感串联电感 145020)100()30(300175LLLXXX 20j 20j 10j175MW25MW125MW300MW200MW100MW123 7050)20()100()30(300175

46、LLLLXXXX电感串联在电感串联在2 23 3线路上：线路上：电感串联在电感串联在1 13 3线路上：线路上：3.3.串联加压器串联加压器 (175140)(50)(175140)(50)8 8220220c cj jEj kVEj kVkVj8 60三、具体实现方法三、具体实现方法1、串联电抗、串联电抗原理上存在缺陷，未使用原理上存在缺陷，未使用2、串联电容、串联电容高压输电系统中高压输电系统中提高稳定提高稳定中压配电系统中中压配电系统中改善电压质量改善电压质量未能作为控制潮流手段未能作为控制潮流手段须开关频繁投切须开关频繁投切3、借附加串联加压器控制潮流、借附加串联加压器控制潮流614、

47、借灵活交流输电装置控制潮流、借灵活交流输电装置控制潮流 概念：概念：灵活交流输电系统灵活交流输电系统是指以晶闸管（即可控硅）置是指以晶闸管（即可控硅）置换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换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新系统1)可控串联电容可控串联电容改变改变晶闸管的触发角晶闸管的触发角可平滑地并在较大范可平滑地并在较大范围内改变围内改变其容抗其容抗622)可控移相器可控移相器仍是串联加压器仍是串联加压器以晶闸管和电源变压以晶闸管和电源变压器二次侧若干个绕组替器二次侧若干个绕组替代了原用以调节附加电代了原用以调节附加电动势大小的分接头，可动势大小的分接头，可得得+13-13共共27级调节级调节快速有载调节，不影快速有载调节，不影响供电的连续性响供电的连续性633) 综合潮流控制器综合潮流控制器交流交流直流直流交流系统替代移相器交流系统替代移相器可改变线路电压的大小和相位，等值地串入电容或电可改变线路电压的大小和相位，等值地串入电容或电感、等值地并入电容或电感。感、等值地并入电容或电感。64