電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三章第1頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電力系統(tǒng)潮流分布的概念1、潮流分布

正常運行情況下，電力系統(tǒng)的電壓和功率分布稱為電力系統(tǒng)的潮流分布；2、潮流計算

正常運行情況下，電力系統(tǒng)電壓和功率分布的計算稱為潮流計算；3、潮流計算的目的

為電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計、電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運行、繼電保護(hù)裝置的整定計算等提供依據(jù)。第2頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電力網(wǎng)等值電路的結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)的等值電路由阻抗支路和對地導(dǎo)納支路組成第3頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月三、阻抗支路的計算1、功率計算①功率損耗計算

已知首端電壓和首端功率時：

第4頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月已知末端電壓和末端功率時：②功率平衡關(guān)系第5頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電壓計算①電壓降落計算（?。┮阎锥穗妷汉褪锥斯β蕰r：第6頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月已知末端電壓和末端功率時：②電壓平衡方程與電壓相量圖已知末端電壓和末端功率時：已知首端電壓和首端功率時：第7頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月③電壓損耗及相角計算

電壓降落：首末端電壓之間的相量差；

電壓損耗：首末端電壓之間的大小之差；

相角：首末端電壓之間的相位差。

已知首端電壓和首端功率時：

已知末端電壓和末端功率時：第8頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月四、導(dǎo)納支路的功率損耗計算第9頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三章簡單電力網(wǎng)絡(luò)的分析計算第二節(jié)電力線路和變壓器運行狀況的計算和分析主講周任軍第10頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1、電力線路的分析計算

(1)電力線路上的電壓降落和電壓損耗

電壓損耗：第11頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)電力線路上的功率損耗①阻抗支路上的功率損耗②導(dǎo)納支路上的功率損耗第12頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)輸電線路電能損耗

①精確計算法—積分計算法

②較精確計算法—分段計算法

第13頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月③實用計算法—最大負(fù)荷損耗時間法年最大負(fù)荷利用小時：年最大負(fù)荷損耗時間：第14頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月年電能損耗：與負(fù)荷功率因數(shù)和負(fù)荷最大年利用小時數(shù)有關(guān)，其關(guān)系見表3－1，實用中根據(jù)負(fù)荷的功率因數(shù)和年利用小時數(shù)查出最大負(fù)荷損耗時間，即可計算一年中線路的電能損耗。實用計算法—年負(fù)荷損耗率法（略）第15頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月③表示輸電線路運行狀況的技術(shù)指標(biāo)電壓降落—線路兩端的電壓相量之差；

電壓損耗—電壓損耗（％）

；

電壓偏移—實際運行電壓與線路額定電壓的差值，常用百分?jǐn)?shù)表示，即；

電壓調(diào)整(%)；

輸電效率（％）；

線損率（％）。第16頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)輸電線路首、末端電壓之間的關(guān)系

線路空載情況下，即線路空載（或輕載情況下）情況下，線路末端電壓高于首端電壓，這一點在超高壓輸電線路上應(yīng)予以特別注意，解決的方法是在線路兩端裝設(shè)補償電抗器。第17頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)高壓輸電線路傳輸功率假定功率參考正方向為從線路1端向線路2端傳輸，高壓輸電線路的電抗X遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻R。即無功功率總是從電壓高的點流向電壓低的點。

即有功功率總是從電壓相位超前的點流向電壓相位滯后的點。第18頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2、變壓器運行情況分析(1)變壓器潮流計算

變壓器也是一個最簡單的輻射形網(wǎng)絡(luò)，其潮流計算按輻射形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。(2)變壓器的電能損耗計算

變壓器阻抗支路的電能損耗計算與輸電線路電能損耗的計算方法相同，即：

變壓器導(dǎo)納支路的電能損耗按下式計算。

變壓器總電能損耗

第19頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三章簡單電力網(wǎng)絡(luò)的分析計算第三節(jié)輻射形和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布主講周任軍第20頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1、輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計算(1)輻射性網(wǎng)絡(luò)

用戶只能從一個方向獲得電能的電力網(wǎng)。第21頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計算①已知末端電壓和末端功率時。②已知首端電壓和首端功率時。③已知首端電壓和末端功率時（實際情況）。迭代法：近似計算法：

④已知末端功率而對各母線電壓無明確要求時。

第22頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)電力系統(tǒng)等值電路的簡化①等值負(fù)荷(降壓變電所)

等值負(fù)荷=低壓側(cè)負(fù)荷+變壓器阻抗支路功率損耗+變壓器導(dǎo)納支路功率損耗。

②運算負(fù)荷運算負(fù)荷=等值負(fù)荷+相鄰線路電容功率的一半。第23頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月低壓側(cè)負(fù)荷變壓器導(dǎo)納支路功率損耗變壓器阻抗支路功率損耗低壓側(cè)負(fù)荷等值負(fù)荷第24頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(定出力發(fā)電廠)③

等值電源功率=發(fā)電機出力-廠用電功率-升壓變壓器功率損耗④運算電源功率=等值電源功率-相鄰線路電容功率的一半第26頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月…簡化后的電力網(wǎng)等值電路第28頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2、兩端供電網(wǎng)（環(huán)網(wǎng)）潮流計算(1)兩端供電網(wǎng)的概念

兩端供電網(wǎng)—負(fù)荷可以從兩個方向獲得電能的網(wǎng)絡(luò)。它包括兩端供電網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。

第29頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)兩端供電網(wǎng)潮流計算①計算步驟◆畫等值電路計算個元件參數(shù)；

◆利用運算功率和運算負(fù)荷對等值電路進(jìn)行簡化；◆計算兩端供電網(wǎng)的初步功率分布；◆確定功率分點；

◆在功率分點將兩端供電網(wǎng)拆開，得到兩個輻射形網(wǎng)絡(luò)，按輻射形網(wǎng)絡(luò)計算最終功率分布。②初步功率分布計算

初步功率分布—不計電網(wǎng)的功率損耗時的功率分布；

第30頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月初步功率計算：第31頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

同樣方法可得：式中第32頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月上式表明初步功率有兩部分組成：

循環(huán)功率：；由兩側(cè)電源不相等引起，該功率只在兩側(cè)電源之間循環(huán)，與電網(wǎng)負(fù)荷無關(guān)稱為循環(huán)功率，該循環(huán)功率以從電源A流向電源B為參考正方向。

供載功率：當(dāng)兩端電源電壓相等時，循環(huán)功率為零，此時電源送出的功率全部供給負(fù)載，稱為供載功率。

n個負(fù)荷點時：

初步功率：第33頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

③功率分點確定功率分點—指功率由兩側(cè)電源供給的負(fù)荷點；

有功功率分點—指有功功率由兩側(cè)電源供給的負(fù)荷點；

無功功率分點—指無功功率由兩側(cè)電源供給的負(fù)荷點求得初步功率分布后，做出初步功率分布圖，即可確定功率分點。

第34頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月④最終潮流分布計算

最終潮流分布—計及功率損耗時的潮流分布；

當(dāng)有功功率分點與無功功率分點重合時，在功率分點拆開；不重合時，在無功功率分點拆開。然后按輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計算方法計算最終潮流分布。

第35頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3、簡單環(huán)網(wǎng)（單電壓環(huán)網(wǎng)）的潮流計算

在電源點拆開后按兩端電壓相等的兩端供電網(wǎng)進(jìn)行計算。第36頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月4、多電壓等級環(huán)網(wǎng)（電磁環(huán)網(wǎng)）的潮流計算(1)多電壓等級環(huán)網(wǎng)的特點

等效變壓器變比：特點：存在由變壓器變比不匹配所引起的循環(huán)功率。第37頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)多電壓等級環(huán)網(wǎng)潮流分布計算①計算循環(huán)功率第38頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月②計算供載功率畫出等值電路，并用運算負(fù)荷和運算電源進(jìn)行簡化后，按單一電壓環(huán)網(wǎng)供載功率的計算方法計算。第39頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月③初步功率分布計算將供載功率和循環(huán)功率疊加即得多電壓等級環(huán)網(wǎng)的初步功率分布。疊加時供載功率與循環(huán)功率方向相同時，相加；相反時相減。④確定功率分點（與兩端供電網(wǎng)相同）⑤計算最終潮流分布（與兩端供電網(wǎng)相同）例題第40頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第三章簡單電力網(wǎng)絡(luò)的分析計算第四節(jié)電力網(wǎng)絡(luò)潮流的調(diào)控主講周任軍第41頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電力網(wǎng)功率的自然分布

不采取任何控制調(diào)節(jié)手段時，電力網(wǎng)的潮流分布稱為自然功率分布。

輻射形網(wǎng)絡(luò)功率的自然分布完全取決于各點的負(fù)荷，無法調(diào)控。

兩端供電網(wǎng)（包括環(huán)形網(wǎng)絡(luò)）功率（供載功率）的自然分布按阻抗分布，可以調(diào)控。第42頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、兩端供電網(wǎng)（含環(huán)網(wǎng)）供載功率的經(jīng)濟(jì)分布

電力網(wǎng)功率的經(jīng)濟(jì)分布是指使電力網(wǎng)總的有功功率損耗最小的功率分布。

為PA、QA的函數(shù)。第43頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月有功功率損耗取得極小值的條件為：即：同理可得：第44頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月一般情況下有：即當(dāng)兩端電力網(wǎng)的功率按電阻分布時，電力網(wǎng)總的有功損耗最小。第45頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月三、均一網(wǎng)功率的自然與經(jīng)濟(jì)分布①均一網(wǎng)的概念及特點均一網(wǎng)：指電壓等級相同，導(dǎo)線的截面積、線間幾何均距相同的電力網(wǎng)。

均一網(wǎng)特點：各條線路單位長度的阻抗相等；各段線路的阻抗值之比為實數(shù)。②均一網(wǎng)功率自然分布第46頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月③均一網(wǎng)功率的經(jīng)濟(jì)分布顯然，均一網(wǎng)功率的自然分布就是經(jīng)濟(jì)分布。第47頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月四、潮流調(diào)控的目的調(diào)整電流網(wǎng)功率的自然分布為經(jīng)濟(jì)分布，使電能傳輸過程中的有功功率損耗最小，提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性。五、潮流調(diào)控方法①改變電網(wǎng)參數(shù)

原理：將電網(wǎng)參數(shù)改變?yōu)榫痪W(wǎng)參數(shù)，從而使功率分布成為經(jīng)濟(jì)分布。

措施：線路串聯(lián)電容器或電抗器。第48頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

串聯(lián)電容：不僅可以使電網(wǎng)參數(shù)均一化，而且可以減小線路電抗，從而減小電網(wǎng)無功損耗、電壓損耗、提高電網(wǎng)的輸送能力；但電容器在短路時的過電壓保護(hù)問題是限制其應(yīng)用主要原因。（代表了一種方向）第49頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

串聯(lián)電感雖然也可以使電網(wǎng)參數(shù)均一化，但增大了電網(wǎng)電抗，增大了無功損耗和電壓損耗，并且使電網(wǎng)的輸送能力下降，不宜采用。②改變循環(huán)功率

原理：，適當(dāng)選擇循環(huán)功率的大小，就可以將自然功率分布調(diào)整經(jīng)濟(jì)功率分布。

措施：對于兩端供電網(wǎng)調(diào)整兩端發(fā)電機的電壓大小和相位；對于多電壓等級環(huán)網(wǎng)調(diào)整變