页数：64页文件大小：1.58 MB来源： 电力系统分析基础ppt课件
本课件讲解简单电力网络的稳态分析，先给出电力线路与变压器的功率、电压降落、电能损耗与电压质量指标的计算方法，再推导开式电力网与环形网络、两端供电网络的潮流分布，最后介绍调整控制潮流的必要性与串联电容、附加串联加压器、柔性交流输电装置等手段。
电力系统分析基础（三）封面：本页为课件封面，标示课程名称与本讲主题。
潮流计算的目的及内容：潮流计算的目的及内容稳态计算——不考虑发电机的参数—电力网计算（潮流计算）负荷（P，Q）潮流计算给定发电机（P，V）求各母线电压各条线路中的功率及损耗计算目的用于电网规划—选接线方式、电气设备、导线截面用于运行指导—确定运行方式、供电方案、调压措施用于继电保护—整定、设计第三章简单电力网络的计算和分析
第三章简单电力网络的计算和分析：31.电力线路和变压器的运行状况的计算和分析2.简单电力网络的潮流分布3.电力网络潮流的调整控制第三章简单电力网络的计算和分析
负荷的表示
负荷的表示*负荷一般以功率表示：单位P
3.1电力线路和变压器运行状况分析
阻抗支路的功率计算：2)阻抗支路首端功率3)阻抗支路中损耗的功率4)阻抗支路末端功率
末端功率与线路电压计算
从末端向始端推导
电压质量指标：4、电压质量指标1)、电压降落：指线路始末两端电压的相量差。为相量。2)、电压损耗：指线路始末两端电压的数值差。为数值。标量以百分值表示：功率的求取与上相同，注意功率的流向。电压损耗电压的求取应注意符号，令：
电压调整与电压偏移：4）、电压调整：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：3)、电压偏移：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：始端电压偏移末端电压偏移电压调整
电力线路上的电能损耗：5、电力线路上的电能损耗方法一：年负荷损耗率法1)、最大负荷利用小时数Tmax：指一年中负荷消费的电能W除以一年中的最大负荷Pmax，即：2)、年负荷率：一年中负荷消费的电能W除以一年中的最大负荷Pmax与8760h的乘积，即：3)、年负荷损耗率：全年电能损耗除以最大负荷时的功率损耗与8760h的乘积，即：
年负荷损耗率法：124)、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K=0.1～0.4，kmy较低时取较小数值。5)、计算过程：
最大负荷损耗时间法：方法二：最大负荷损耗时间法1)、最大负荷损耗时间：全年电能损耗除以最大功率损耗，即：2)、计算过程：
电能经济指标：6、电能经济指标1)、输电效率：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：2)、线损率或网损率：线路上损耗的电能与线路始端输入的电能的比值
电力线路运行状况的分析：7、电力线路运行状况的分析1)、空载：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。2)、有载：与发电机极限图相类似。（如负载为纯无功负荷）
线路电压与负荷变化的关系：当变化时，也按比例变化若负载为纯有功负荷，同理可分析。若负载既有有功，又有无功负荷，同理可分析。
电压降落与末端视在功率
将上图逆时针旋转α角，使PP、QQ线分别与纵轴、横轴重合。由于电压降落dU的长度与末端视在功率S2成正比，图纸的P
变压器运行状况的计算和分析
变压器的电压降落与功率损耗：B、变压器励磁支路损耗的功率C、变压器始端功率2)、电压降落（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无功功率符号相反
变压器的电能损耗：3)电能损耗a.与线路中的电能损耗相同（电阻中的损耗，即铜耗部分）b.电导中的损耗，即铁耗部分，近似取变压器空载损耗P0与变压器运行小时数的乘积，变压器运行小时数等于8760h减去因检修等而退出运行的小时数。4)根据制造厂提供的试验数据计算其功率损耗
变压器等值电路的简化：本页以图示为主。
要注意单位间的换算。进一步简化：
节点注入功率、运算负荷与运算功率
电力网等值电路与导纳功率：解：由题意，首先求线路参数并作等效图如图所示。在节点1处导纳产生的无功功率
节点导纳功率与阻抗损耗：在节点2处导纳产生的无功功率线路阻抗上消耗的功率
末端功率的计算：本页以图示为主。
所以末端功率
电力网络的功率损耗与电压计算
1.功率的计算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。a.阻抗损耗b.导纳损耗 输电线 变压器
潮流计算的步骤：2.电压的计算当功率通过元件阻抗（Z=R+jX）时，产生电压降落注意：要分清楚从受电端计算还是从送电端计算3.潮流的计算已知条件往往是送电端电压U1和受电端负荷功率S2以及元件参数。求解各节点电压、各元件流过的电流或功率。计算步骤：a.根据网络接线图以及各元件参数计算等值电路，并将等值电路简化。
从受电端向送电端推算：b.根据已知的负荷功率和网络额定电压，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出的功率，从而得到电力网络的功率分布。c.求得始端功率后，再运用给定的始端电压和求得的始端功率由始端向末端逐段推算电压降落。（这里不再重新计算功率损耗）注意：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。
开式电力网潮流计算例题
例1：等值电路与参数：bcdSL D dAR1+ jX1R2+jX2R3+ jX3j B1/2j B1/2j B2/2j B2/2j B3/2j B3/2SL D bSL D cQB1（1）用UN求得各点的运算负荷
例1：功率分布计算（一）：SdR1+ jX1R2+jX2R3+ jX3j B1/2bcdSbScS3S3 S1S2S1 S2 ASL D dAR1+ jX1R2+jX2R3+ jX3j B1/2j B1/2j B2/2j B2/2j B3/2j B3/2SL D bSL D cQB1
例1：功率分布计算（二）：(2)从末段线路开始，用UN依次计算各段线路的功率损耗SdR1+ jX1R2+jX2R3+ jX3j B1/2bcdSbScS3S3 S1S2S1 S2 A
例1：功率分布计算（三）
SdR1+ jX1R2+jX2R3+ jX3j B1/2bcdSbScS3S3 S1S2S1 S2 A
例2：两级电压的开式电力网：34AL-1bTcdSLDL-2例2：两级电压的开式电力网AR1+jX1Z'TR2+jX2j B1/2j B1/2j B2/2bcdj B2/2c'ΔS0SLD方法一：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k。
例2：方法二的计算过程：35AR1+ jX1ZTR2+ j X2j B1/2j B1/2j B2/2bdj B2/2cΔS0方法二：将线路L2的参数归算到L1电压级AL-1bTcdSLDL-2开始时按L1侧额定电压计算，计算结果反归算
例2：方法三与π型等值电路：方法三：用π型等值电路处理AR1+ jX1Z’T/kR’2+ j X’2jB1/2jB1/2jB’2/2bdjB’2/2cZ'Tk²－kZ'T1－kSLDAL-1bTcdSLDL-2
3.2环形网络中的潮流计算：二、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网，主要由一个电源供电。～165432T-1T-2T-3L-2L-1L-3G第一步：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。
环形网络潮流计算的步骤：1)根据网络接线图以及各元件参数计算等值电路；15432Z25Z36Z31Z12Z23Z146y10y30y20
简化等值电路的求解：2)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；3)将同一节点下的对地支路合并，并将等值电路图重新编号；4)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。
简化回路的阻抗与导纳：本页以图示为主。
132Z31Z12Z23
用回路电流法解简化等值电路：第二步：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，电压近似认为是额定电压：
求解与功率分布计算：第三步：用相同的方法求解第四步：计算整个网络的功率分布(初步功率分布)
多节点网络的扩展：本页以图示为主。
由此，扩展到相应的多节点网络的计算当中：
均一网与功率自然分布：若网络中所有线段单位长度的参数完全相等，且注意：均一网常数
功率分点的概念：重要概念 功率分点：网络中某些节点的功率是由两侧向其流动的,标记。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。在无功分点处解列，因为电网应在电压最低处解列，而电压的损耗主要为由无功功率流动引起的，无功分点的电压往往低于有功分点的电压。当有功分点和无功分点不一致时，将在哪一个分点解列？
两端供电网络中的功率分布：2.两端供电网络中的功率分布回路电压为0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、相位不相同的两端供电网络，也可等值于回路电压不为0的单一环网。
回路电压不为零的环网求解：以回路电压不为0的单一环网为例，其求解过程为：1)设节点1、4的电压差为：3)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,且不计损耗：2)用简化的回路电流法解简化等值电路
电压降落与功率损耗计算：4)计算各线段的电压降落和功率损耗，过程为：求得网络功率分布后，确定其功率分点以及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。
闭式网络的计算过程：本页以图示为主。
闭式网络的计算过程
循环功率计算的注意点：51 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） 求功耗时，功率分点电压未知，近似以UN代注意：
断路器断开时的电压计算：例如将图中短路器1断开时其左侧电压为10.5×242/10.5=242kV；右侧电压为10.5×231/10.5=231kV；从而，将该断路器闭合时，将有顺时针方向的循环功率流动，其表达式仍与两端供电网络相同。~10.5kV10.5/24210.5/231T2T124223113、环形网络中变压器变比不匹配时的循环功率
3.4调整控制潮流的必要性：本页以图示为主。
一、调整控制潮流的必要性若各段参数相同
网损最小的功率分布：若各导线各不相同，且经济指标为网损最小，由上式得网损为：解得
功率自然分布与经济分布：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。按阻抗分布功率，叫功率自然分布，这种分布是不加控制的。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。
调整控制潮流的手段：二、调整控制潮流的手段主要有：1.串联电容作用：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的作用。2.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。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。
附加串联加压器：3.附加串联加压器作用：产生一环流或强制循环功率，使强制循环功率与自然分布功率的叠加可达到理想值。
纵向与横向附加电势：Ecx－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900；Ecx、Ecy均由附加串联加压器产生。
潮流分布示例图：G1632200MW100MW60MW140MW160MWG300MW
串联电容与串联电感的接入位置：1.串联电容电容、电感加在何处呢？2.串联电感175MW25MW125MW300MW200MW100MW123 电感串联在2－3线路上： 电感串联在1－3线路上：3.串联加压器
串联电抗与串联电容的具体应用
可控移相器：632)可控移相器 仍是串联加压器 以晶闸管和电源变压器二次侧若干个绕组替代了原用以调节附加电动势大小的分接头，可得+13~-13共27级调节 快速有载调节，不影响供电的连续性
综合潮流控制器：643)综合潮流控制器 交流—直流—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感、等值地并入电容或电感。
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