电力系统分析第10章(改).ppt

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1、第十章第十章 电力传输基本概念电力传输基本概念网络元件的电压降落和功率损耗网络元件的电压降落和功率损耗开式网络的电压和功率分布开式网络的电压和功率分布闭式网络的电压和功率分布闭式网络的电压和功率分布多级电压环网的功率分布多级电压环网的功率分布电力网的电能损耗电力网的电能损耗1.网络元件的电压降落 元件首末端两点电压的向量差。10-1 10-1 网络元件的电压降落和功率损耗网络元件的电压降落和功率损耗以以V V2 2为参考轴为参考轴纵分量纵分量横分量横分量纵分量纵分量横分量横分量纵分量纵分量横分量横分量因此,由末端电压和功率可求得首端电压同样,也可由首端电压和功率求得末端电压两种分解两种分解特别

2、注意特别注意:计算电压降落时计算电压降落时,必须用同一端的电压与功率必须用同一端的电压与功率.电压降落公式的简化高压输电线路的特性高压输电线路的特性 XR,XR,可令可令R R 0,0,则：则：电压损耗和电压偏移电压损耗电压损耗:两点间电压模值之差两点间电压模值之差或表示为百分值或表示为百分值:电压降落公式的分析（1 1）两种公式结构一样）两种公式结构一样（2 2）元件两端电压幅值决定电压降落纵分量；）元件两端电压幅值决定电压降落纵分量；（3 3）元件电压相角差决定电压降落横分量；）元件电压相角差决定电压降落横分量；（4 4）高压输电线路的特性）高压输电线路的特性 XR,XR,可令可令R R

3、0,0,则：则：在纯电抗元件中传送无功功率引起电压降在纯电抗元件中传送无功功率引起电压降落纵分量落纵分量;即元件两端存在电压幅值差是传送无即元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件功功率的条件;传送有功功率引起电压降落横分传送有功功率引起电压降落横分量量;即元件两端存在电压相角差是传送有功功率即元件两端存在电压相角差是传送有功功率的条件的条件.2.网络元件的功率损耗线路线路RT+jXT变压器变压器1211电流通过电阻、等值电抗上的功率损耗及电压电流通过电阻、等值电抗上的功率损耗及电压施加于元件对地等值导纳的功率损耗。施加于元件对地等值导纳的功率损耗。(1)电流流过串联电抗产生的功率损耗线路线

4、路(2)电压加在并联导纳产生的功率损耗(3)输电效率直接用变压器空载试验数据计算直接用变压器空载试验数据计算线路线路变压器变压器线路线路注意（1）（2）适用有名值和标幺值，注意单位和弧度（3）适用单相和三相（4）容性负载，无功功率为负线路线路思考题：思考题：2电压降落纵分量横分量包含哪电压降落纵分量横分量包含哪些内容？如何理解功率传输的些内容？如何理解功率传输的基本特点？基本特点？1电压降落？公式怎么推导？怎电压降落？公式怎么推导？怎样理解单相推导的公式应用到样理解单相推导的公式应用到三相？三相？3电压损耗电压偏移？电压损耗电压偏移？11-1 11-1 开式网络的电压和功率分布开式网络的电压和

5、功率分布第十一章第十一章 电力潮流计算电力潮流计算 潮流计算是电力系统分析中潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，根据给定的一种最基本的计算，根据给定的运行条件确定系统的运行状态。的运行条件确定系统的运行状态。如功率分布、损耗，母线上电压如功率分布、损耗，母线上电压等。等。降压变降压变的处理的处理1 1、已知供电点电压和负荷点功率、已知供电点电压和负荷点功率Abcd123 S L D b S L D cS L D d采用迭代计算方法采用迭代计算方法11-1 开式网络的电压和功率分布开式网络的电压和功率分布降压变降压变的处理的处理(1)(1)用用V VN N求各点运算负荷求各点运算负荷(2

6、)(2)从线路末端开始从线路末端开始,用用V VN N依次计算各段线依次计算各段线路的功率损耗路的功率损耗(3)V(3)VN N和已求的功率分布和已求的功率分布,从从A A点开始逐步计点开始逐步计算电压降落算电压降落,求求V Vb b求求,V Vc c,V Vd d (4)(4)用求得的用求得的V Vb b,V Vc c,V Vd d,重复重复(1)(2)(3)(1)(2)(3)1 1、同级电压的开式电力网、同级电压的开式电力网Abcd123 S L D b S L D cS L D dbcdS L D dA R1+jX1R2+jX2R3+jX3j B1/2j B1/2j B2/2j B2/2

7、j B3/2j B3/2 S L D b S L D cQB1简化处理1 1、电纳支路用额定电压的充电功率代替、电纳支路用额定电压的充电功率代替2 2、求运算负荷、求运算负荷（1 1）用）用V VN N求得各点的运算负荷求得各点的运算负荷bcdS 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 cQB1S d R1+jX1R2+jX2R3+jX3j B1/2bcd S b S cS3S3S1S2S1S2AbcdS L D dA R1+jX1R2+jX2R3+jX3j B1/2j B1/2j

8、B2/2j B2/2j B3/2j B3/2 S L D b S L D cQB1从末段线路开始，用从末段线路开始，用V VN 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S d R1+jX1R2+jX2R3+jX3j B1/2bcd S b S cS3S3S1S2S1S2AS d R1+jX1R2+jX2R3+jX3j B1/2bcd S b S cS3S3S1S2S1S2A用用V VA 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V Vb b、V Vc c和和V Vd d对于树状网络见例题对于树状网络见例题11-1(

9、11-1(迭代过程迭代过程)补充：电力线路运行状况分析补充：电力线路运行状况分析含负荷变压器的计算含负荷变压器的计算首先计算出对应高压侧的负荷功率，再求相应的运算功率T1T2T3AbcdSLDbSTS0SLDbSLDdT1T2T3AbcdSLDbSLDcSLDd如果节点如果节点b b接发电机接发电机T1T2T3AbcdSGSLDcSLDdA L-1 bT c d SLD L-22 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

10、，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。A R1+jX1 ZTR2+j X2j B1/2j B1/2j B2/2b d j 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电压级电压级A L-1 bT c d SLD L-2电压是归算到电压是归算到1 1段电压。段电压。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 1kSLDA L-1 bT c d SLD L-211-21

11、1-2 简单闭式网络的电压和功率分布简单闭式网络的电压和功率分布1 1、两端供电网络的功率分布、两端供电网络的功率分布(1)(1)不计功率损耗的功率初分布不计功率损耗的功率初分布忽略功率损耗，两端取共轭并同乘忽略功率损耗，两端取共轭并同乘V VN N，可得：可得：由前面的方程组可解出由前面的方程组可解出循环功率循环功率由负荷决定的功率由负荷决定的功率忽略功率损耗的功率分布计算式忽略功率损耗的功率分布计算式(2)功率分点损耗的功率分布功率分点：功率由两个方向流入的节点功率分点：功率由两个方向流入的节点。有功分点和无功分点可能出现在不同节点。有功分点和无功分点可能出现在不同节点。将网络在功率分点处

12、解开，形成两个开式网络，将网络在功率分点处解开，形成两个开式网络，用前述的开式网络计算方法进行计算。用前述的开式网络计算方法进行计算。闭闭式式网网络络的的计计算算过过程程2.沿线有k个负荷点的情况简化方法(1)(1)将实部和虚部分开将实部和虚部分开,便于计算便于计算简化方法简化方法(2),且网络为均一网且网络为均一网(各段线路的各段线路的R R与与X X的的比值相等比值相等)结论：结论：在均一电力网中有功功率和无功功率的分布彼此无关。在均一电力网中有功功率和无功功率的分布彼此无关。(3)(3)各段线路的单位阻抗相等各段线路的单位阻抗相等结论：结论：各段线路单位长度的阻抗值相等的均一网的功各段线

13、路单位长度的阻抗值相等的均一网的功率分布仅与各段长度有关。率分布仅与各段长度有关。5.闭式网的电压损耗 粗略计算，只考虑电压降落的纵分量，不计功率损耗，电压取额定电压 有功和无功分点在同一处时,功率分点处的电压最低；若不在同一点，则需分别计算实际电压值，确定电压最低点。例例11113 3例例11114 411.4 11.4 多级电压环网的功率分布多级电压环网的功率分布一、两台并联变压器构成的多电压级环网一、两台并联变压器构成的多电压级环网一、两台并联变压器构成的多电压级环网一、两台并联变压器构成的多电压级环网已知一次侧电压已知一次侧电压,则：则：一、两台并联变压器构成的多电压级环网一、两台并联

14、变压器构成的多电压级环网循环功率计算循环功率计算环路电势：环路电势：循环功率：循环功率：变压器实际功率分布是由变比相等供给负荷的实变压器实际功率分布是由变比相等供给负荷的实际功率，与不计变比不同引起的循环功率叠加而际功率，与不计变比不同引起的循环功率叠加而成成空空载载环路电势的确定环路电势的确定阻抗归算到高压侧阻抗归算到高压侧环路等值变比环路等值变比阻抗归算到低压侧阻抗归算到低压侧简化计算或电力网电压未知简化计算或电力网电压未知例例115二、多个电压级的环网二、多个电压级的环网环路电势的确定环路电势的确定 （1）作等值电路并进行参数归算；作等值电路并进行参数归算；（2）空载时将环路断开，端口电

15、压即为环路电势。）空载时将环路断开，端口电压即为环路电势。注意：参数归算等级与断口所在位置一致注意：参数归算等级与断口所在位置一致循环功率计算循环功率计算三级电压环网举例三级电压环网举例ka=121/10.5kb=242/10.5kc1=220/121kc2=220/11选选110kV110kV作为参考电压级，断口选在作为参考电压级，断口选在110kV110kV线路线路若若A A端电压已知：端电压已知：若若B B端电压已知：端电压已知：-=-=-=111S SD DkkVkkVVVEaAacbAPP)k(VkkkVVVEBbacBPPS SD D-=-=-=11环网中潮流计算环网中潮流计算网中

16、引入环路电势网中引入环路电势-循环功率循环功率-潮流控制潮流控制-改改善功率分布善功率分布功率自然分配功率自然分配功率在环网中与阻抗成反比分布功率在环网中与阻抗成反比分布潮流控制潮流控制网络功率损耗网络功率损耗分别对分别对P P1 1和和Q Q1 1求偏导，求偏导，并令其等于零并令其等于零结论：功率在环网中与电阻成反比分布结论：功率在环网中与电阻成反比分布 时，功率损耗最小时，功率损耗最小（经济分配）。（经济分配）。使自然功率分布接近经济功率分布的措施使自然功率分布接近经济功率分布的措施(1)(1)选择适当地点作开环运行。为了限制短路电流或满足选择适当地点作开环运行。为了限制短路电流或满足继电

17、保护动作选择性要求，需将闭式网络开环运行时，继电保护动作选择性要求，需将闭式网络开环运行时，开环点的选择也尽可能兼顾到使开环后的功率分布更开环点的选择也尽可能兼顾到使开环后的功率分布更接近于经济分布。接近于经济分布。(2)(2)对环网中比值对环网中比值R RX X特别小的线段进行串联电容补偿。特别小的线段进行串联电容补偿。(3)(3)在环网中增设混合型加压调压变压器，由它产生环路在环网中增设混合型加压调压变压器，由它产生环路电势及相应的循环功率，以改善功率分布电势及相应的循环功率，以改善功率分布(见第见第5 5章章)。3.3.合理确定电力网的运行电压合理确定电力网的运行电压变压器铁损和电压平方成正比。变压器铁损和电压平方成正比。线路和变压器绕组中的功率损耗与电压平方成线路和变压器绕组中的功率损耗与电压平方成反比。反比。一般情况，铁损一般情况，铁损50的电力网，的电力网，适当降低运行电压可以降低网损。适当降低运行电压可以降低网损。4.4.组织变压器的经济运行组织变压器的经济运行k k台变压器的总损耗台变压器的总损耗K-1K-1台变压器的总损耗台变压器的总损耗令令 可求得临界负荷功率可求得临界负荷功率