第三章简单电力系统的潮流计算演示文稿

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第三章简单电力系统的潮流计算

~ S LDc

j
B2 2
U
2 N
S~b

S~LDb

j
B1 2
U
2 N

j
B2 2
U
2 N
由此将问题转化为：已知
U A ,
j
B1 2
U
2 N
,
S~b ,
S~c
的潮流计算。
~
A SA
~ S1
S~1
S~1
b
~ S2
S~2
S~2
c
U A
Z1
Z2
a.反推功率：

j
B1 2
UHale Waihona Puke 2 NS~bS~c
~ S1
①
S~1
S~2
I1
I1 Z
B j
S~Y 1
2
S~2 ②
I2
B j
2
~ S2
U 2
S~Y 2
求导纳中的功率损耗S~Y1，S~Y 2；
末端：S~Y 2

U 2
(
j
B 2
U 2 )

j
B 2

U
2 2
首端：S~Y 1

U 1

(
j
B 2
U1 )
jB
~ S LD

30
j15MVA
2
~ SY 2
已知 r1 0.27 / km, x1 0.423 / km
b1 2.69 106 s / km, l 150km, 双回线路
解：R 1 0.27150 20.25 X 1 0.423150 31.725

第三章简单电力系统的潮流计算共53页PPT资料

U 1U 2(R jX )I
又：S~2
U2

I
P2jQ2
I

P2
jQ2

代入
U2
得：U 1U 2(RjX)P2jQ2 P2RQ2XjP2XQ2R
U2
U2
U2
1. 若已知末端电压 U 2U 2ej0U 2 0及末端功率
P 2、Q 2 ，求首端电压 U 1
线路较短时两端电压相角差一般不大，可近似认为：
U 2U 2 U 2 U 1U 1 U 1
即可忽略电压降落的横分量。
对于高压输电网，X>>R，
UPRQXQX UU
UPXQRPX
UU
交流线路功率传输与线路端电压的关系
§3-1 基本概念
三. 电压损耗、电压偏移（衡量电压质量的指标） 1. 电压损耗
3 U j I 3 U cI o jss i n P jQ
若负荷为容性，结果会怎样？
S~PjQ
二. 电压降落
U 1
Z I U 2
ZRjX----一相阻抗
① S~1
S~2 ②
U ----相电压 S~LD S~ ----单相功率
电压降落：网络元件首末两端电压的相量差。
U 1 S~1 ① S~1 S~2
I1
I1 Z
B j
S~Y1
2
S~2 ②
I 2
B j
2
~ S2
U 2
S~Y 2
求导纳中的功率损耗 S~Y 1，S~Y 2；
末端：S~Y2
U2(j B 2U2)

j
B 2

U22
~
首端：SY1

电力系统分析第3章简单电力系统的潮流(power flow)计算

S3 Sd , SL 3
" S3 2 ' " ( ) ( R3 jX 3 ), S3 S3 SL 3 VN " S2 2 ' " ( ) ( R2 jX 2 ), S2 S2 SL 2 VN " S1 2 ' " ( ) ( R1 jX 1 ), S1 S1 SL1 VN
S LDd
S LDb
S LDc
1 2 QBi BiVN 2
Sb S LDb jQB1 jQB 2 Sc S LDc jQB 2 jQB 3 S d S LDd jQB 3
电力系统分析
3.2开式网络的潮流分布
任何一个负荷只能从一个方向得到电能的电力网称
电力系统分析
电力系统在运行时，电流或功率在电源的作用下，
通过系统各元件流入负荷，分布于电力网各处，称为潮流分布。
潮流计算内容主要包括：
•电流和功率分布计算； •功率损耗计算； •电压损耗和节点电压计算。
电力系统分析
潮流计算的主要目的是：
（1）为电力系统规划提供接线方式、电气设备选择和导线截面选择的依据；（2）提供电力系统运行方式、制定检修计划和确定电压调整措施的依据；
电力系统分析
简单闭式网络功率分布的计算步骤：首先忽略网络阻抗和导纳中的功率损耗，计算功率分布，称为初步功率分布。目的是确定潮流方向，找出功率分点；然后在功率分点将闭式网络拆开，变换成两个开式网络，根据初步功率分布计算出网络各段阻抗和导纳中的功率损耗，最后将功率损耗叠加到初步功率分布上，得到最终功率分布。
实际计算时，变压器的励磁损耗可直接根据空载试验数据确定
I0 % ~ S0 P0 j SN 100

电力系统分析第3章(简单电力系统的潮流计算)

~ '' ~ S2 Sc
''2 ''2 ''2 ''2 P '' 2 Q '' 2 P Q P Q ~ S2 2 2 2 R2 jX 2 2 2 2 R2 j 2 2 2 X 2 Uc Uc Uc
~ ' ~ '' ~ S 2 S 2 S 2 ~ '' ~ ' ~ S1 S 2 Sb
j
P2 X Q2 R U2
电压降落横分量
U2 ＝U 2 U 2 jU 2
电压降落的纵分量
U1
(U 2 U 2 ) (U 2 )
2
2
＝arctg
U
2
U 2 U 2
首末端电压的相位差
3.1 基本概念
U1
U2
B
jU 2

I
A
U 2
C
P R Q1 X P X Q1 R U 2 U1 1 j 1 U1 U1 jU1 U1 U1
Q1 ~ ~' S A S1 j 2
UA
P '' X 1 Q1'' R1 U1 1 Ub
U b U1 2 U1 2
已知不同端的电压和功率
3.2 开式网络电压和功率分布计算
已知末端功率和首端电压
UA
R1+jX1 jB1/2 jB1/2
？
b
~ S LDb
首端功率和末端电压
有功功率和无功功率可能重合，也可能不重合若不重合，有功功率分点用无功功率分点用表示表示

简单电力网络潮流分析与计算讲义课件(ppt 68页)

Sy1j1 2B1 U 2jQy1
电力系统分析
3.1 电力线路和变压器的功率损耗和电压降落
3）电力线路的功率平衡计算
线路首端功率
阻抗支路首端功率
末端负荷功率
设已知线路末端运行电压和负荷功率，求线路首端功率。
(1)末端导纳支路功率损耗
Sy2j1 2B2 U 2jQy2
查表得τ=3100h/年
P/kW
WZ0cS1.U 9om 02222P0sam 10x2R20aU 2xN211R20331103010031072005000 0
2000
4000
8760 t/h
459.22k65W h 9
电力系统分析
3.1 电力线路和变压器的功率损耗和电压降落
K为经验系数，一般取0.1-0.4，年负荷率低时取较小值，反之取较大值
③由上式求电力线路全年电能损耗为 W Z87 6 P m0G ax
电力系统分析
3.1 电力线路和变压器的功率损耗和电压降落
2. 变压器中的电能损耗
铜损部分(电阻损耗)：与输电线路变动损耗的计算相同铁损部分(电导损耗)：变压器空载损耗P0与变压器运行小时数的乘积(按全年投入的实际小时数计算) 变压器运行小时数等于一年8760h减去因检修而退出运行的小时数。则变压器中1年内的电能损耗为
Tma2xPbTmPabbxP PccTmacx
Tma3xTmacx
电力系统分析
最大负荷利用小时数Tmax与最大负荷损耗时间的关系
Tmax(h)
(h) cos0.8 cos0.85 cos0.9 cos0.95 cos1
用最大负荷损耗时间法计算电能损耗，由于τ值的确定是近似的，一般用于电网的规划设计阶段，对于已经运行的电网的电能损耗计算，常采用等值功率法。本书不作介绍。电力系统分析

简单电力系统的潮流分析(课堂PPT)

33
A
UA
S~1
C
~
S2
B
~ S3
UA
Z1
Z2
Z3
30km LGJ 95 40km
(0.33 j0.429)Ω/km
~ SC
S~B
C
30km
B
~ SC 10 j10MVA
~ SB 20 j15MVA
~
~
S~AB
SB (lBC l AB
lCA ) SClAC lBC lCA
(20 j15) 60 (10 j10) 30 40 30 30
S~2 U2
变压器的功率损耗也可用试验参数表示
GT jBT
阻抗支路的功率损耗
S~ZT
P12 Q12 U12
(RT
jXT )
2
PT
P0
Pk
S SN
2
QT
I0% 100
S
N
Uk % 100
S
N
S SN
P22 Q22
U
2 2
(RT
jXT
导纳支路的功率损耗
) S~0
GT
jBT
U 2
P0
jQ0
电力网任意点的实际电压与线路额定电压的数
值差 U1 U N
U2 UN
m1 %
U1 U N UN
100
m2 %
U2 UN UN
100
14
例2：有一条220kV的架空线，长度为 210km，线路参数为 r1=0.105Ω/km,x1=0.409Ω/km,b1=2.78× 10-6 S/km。线路末端负荷为100MW， cosφ=0.92，末端电压为209kV，试计算线路首端的电压和功率以及线路的效率。

08.第三章电力系统潮流分析与计算(第六讲简单电力系统潮流计算)

−η
& 的方向！ 1、S C
2、 U、Z等是同一电压等级的数值
21
环网的基本功率分布
& 的弊与利: S C
Q Q
不送入负荷, 产生功率损耗（经济性）可调整潮流分布—强制分布（可控性）
功率分点一样选！
22
四、闭式网的分解与潮流分布（工程师的思路？）
Q
在功率分点 (一般为无功分点)将闭式网解开，分成两个开式网，分别计算。按开式网计算时，有用的功率是分点处的两个功率，其余功率要在考虑功率损耗后重新计算。
& =S & −S & S 12 A1 1
19
环网的基本功率分布
& = U N ( U A1 − U A2 ) = U N d U 环网有无循环功率？S C ∗ ∗ ZΣ ZΣ
∗ ∗ ∗
& = S A1 & S A2 =
& Z S ∑ m m
m =1 n
n
∗
ZΣ
& U 2 △U2
电压偏移
U1 − U N = × 100% UN
& =U & −U & 电压降落 dU 1 2
Q2X U2 PX δU 2 ≈ 2 U2 ∆U 2 ≈
高压输电系统中 X >> R （作业？）
Q2X U2 P X/U 2 δ1 ≈ tg −1 2 U 2 + ∆U 2 U1 ≈ U 2 +
& = U ∠0 0 U 令： 1 1
P1 R + Q1 X P1 X − Q1 R & dU 1 = +j U1 U1 & U 2 δU1 −1 & = (U − ∆U ) − jδU δ 2 = − tg U 2 1 1 1 U1 − ∆U1 & dU 1

第3章简单潮流计算20130323_ok

2. 已知S1、 1 S2、 2 U U

S1
●
′ S1
Y 2
Z △SZ
′ S2
△Sy2
Y 2
S2
●
⑴ 电力线路功率计算：
以U1 为参考。即： U 1 = U 10 0 = U 1
●

*
U1
△Sy1
U2
首端功率S1=P1+jQ1 ;(+为感性负载)
S1 = S1 S y1 = P jQ1 1

●
y1
y2
Y 2
Y 2
△Sy1
△Sy2
U2
注意： 2 =U 2 I ) (S

*
jU
2013年7月7日6时37分
7
§3-1 电力线路、变压器中的功率损耗和电压降落
PR Q2 X U = 2 U2 U = P2X Q2R U2
S2
●
通常我们可以采用电路中学过的方法求解这种问题，即计算电流和电压。但电力工程中一般采用功
U1
U2
率推导法；
主要考虑了两个因素：
2013年7月7日6时37分 3
§3-1 电力线路、变压器中的功率损耗和电压降落
在电力系统中负荷一般都是以功率表示，很少用电流表示; 为了避免复数运算，简化计算;
S1
●

dU
*
S1
Y 2
′ S1
●
Z I △SZ
′ S2
△Sy2
Y 2
S2
●
△Sy1
U2
U 2 =U 1 U jU
P1R Q1X U = U1 其中： U = P1X Q1R U1

简单电力系统的潮流(power flow)计算

S LDd
S LDb
S LDc
1 2 QBi BiVN 2
Sb S LDb jQB1 jQB 2 Sc S LDc jQB 2 jQB 3 S d S LDd jQB 3
电力系统分析
R1+ jX1 A j B1/2
b
R2 +jX2 j B2/2 j B2/2
" S3 ' " ( )2 ( R3 jX 3 ), S3 S3 S L 3 VN " S2 ' " ( )2 ( R2 jX 2 ), S2 S2 S L 2 VN " S1 ' " ( )2 ( R1 jX 1 ), S1 S1 S L1 VN
" S2 Sc S'3 , SL 2
首端电压、末端功率及末端电压四个参数。
（1）已知网络同一端的功率和电压（2）已知网络不同端的功率和电压
电力系统分析
1、同级电压的开式电力网
A
1
b
2
c
3
d
S LDb
S LDc
S LDd
降压变的处理
电力系统分析
各点的运算负荷 R1+ jX1 a j B1/2 QB1 j B1/2 b R2 +jX2 j B2/2 j B2/2 c R3+ jX3 j B3/2 j B3/2 d
电力系统分析
方法二：将线路L2的参数归算到L1电压级
k R2 R2
2
c
R3+ jX3 j B3/2 j B3/2
QB1 j B1/2
S LDd
S LDb A
R1+ jX1 S1 j B1/2 Sb

《电力系统潮流计算》课件

01
电力系统潮流计算的计算机实现
计算机实现的方法与步骤
建立数学模型
首先需要建立电力系统的数学模型，包括节点导纳矩阵、系统负荷和
发电量等。
初始化
为电力系统中的各个节点和支路设置初值。
迭代计算
采用迭代算法，如牛顿拉夫逊法或快速解耦法，求解电力系统的潮流
分布。
收敛判定
判断计算结果是否收敛，若收敛则输出结果，否则返回步骤3重新计算
使用实际数据，展示正常运行状态下潮流计算的过程和结果。
不同运行状态下的潮流计算案例
介绍检修状态下电力系统的主要变化和特征。
案例二：检修状态下的潮流计算
分析计算结果对系统运行状态的影响。
01
03 02
不同运行状态下的潮流计算案例
使用实际数据，展示检修状态下潮流计算的过程和结果。
分析计算结果对系统运行状态的影响。
介绍南方电网的地理分布、主要发电厂和输电线路。
实际电力系统的潮流计算案例
分析该电网的电压等级、负荷分布和电源结构。
展示实际数据下的潮流计算结果，包括节点电压、支路功率和功率损耗等。
不同运行状态下的潮流计算案例
01
案例一：正常运行状态下的潮流计算
02
介绍正常运行状态下电力系统的一般特征。
03
模型建立
针对分布式电源的特点，需要建立相应的数学模型，以便进行准确的潮流计算。
优化调度
结合分布式电源的特点和运行需求，对电力系统进行优化调度，以实现系统运行的经济性和稳定性。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
《电力系统潮流计算》PPT课件

《电力系统分析理论》课件第3章简单电力网的潮流

~ SG
S~1'2'
~ SY 120
0.478 0.304
(2)从母线1开始依次计算母线2、3、4和5的电压
* ''
U 2
U1
S 12
*
Z12
1.100
(0.488
j0.52) (0.00958
j0.212) /1.100
U1
0.9955 j0.0895 0.9995 5.1380
S~34 (0.22 0.09322 ) (0.089 j0.135) 0.00433 j0.00656
S~3''4 S~3'4 S~3'4 0.204 j0.0998
S~34 S~3''4 S~Y 340 0.204 j0.093
~ SY 530
~ SY 350
1.02
线路额定电压
近似计算中，常以电压降落的纵分量来代替电压损耗
（3）电压偏移：始端电压或末端电压与线路额定电压的比值。电压偏移也常用百分数表示，即
V1N
%
V1 VN VN
100
V2 N
%
V2 VN VN
100
第三章简单电力网的潮流计算
2. 电力线路的功率损耗
下图为电力线路的П型等值电路，其中Z=R+jX，Y=G+jB 为电力线路每相阻抗和导纳。一般情况下，线路一端的功率和电压是已知的，要求计算另一端的功率和电压。
（3）根据对各种运行方式的潮流分布计算，帮助调度人员正确合理选择系统运行方式；
（4）根据功率分布，选择电力系统的电气设备
第三章简单电力网的潮流计算
（4）根据功率分布，选择电力系统的电气设备和导线截面积，可以为电力系统的规划，扩建和继电保护整定计算提供必要的数据和依据。（5）为调压计算、经济运行计算、短路计算和稳定计算提供必要的数据。

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3.2 开式网络潮流电流
开式网络是由单一电源点通过辐射状网络向多个负荷点供电的网络。我国配电系统正常运行时都采用辐射状运行，适合使用开式网络的潮流计算方法。开式网络潮流计算也是闭式网络潮流计算的基础。
只含一级电压的开式网络潮流计算：
（1）已知末端功率和末端电压（2）已知末端功率和首端电压含两（多）级电压开式网潮流计算
复杂辐射式网络（配电网）的潮流计算
1. 运算负荷的处理（为了简化网络，简化时电压用额定值）
1
Z12
2
Z23
3
Z34
4
j B12 j B12 22
j B23 j B23
j B34 j B34
解：
U1 U2 (R jX )I
U2(RjX)PU 2jQ （共轭）
U 2PRU 2Q XjPXU 2Q R
U2UjU
2. 线路的电压降落
U1 S ' R I
jX S '' I
U1 U2 U jU
其中：U PR QX
U2
U PX QR
U2
I
U12 U AB U1 U2 U jU
第三章简单电力系统的潮流计算演示
文稿
3.1 单一元件的功率损耗和电压降落
最基本的网络元件：输电线路、变压器
一、输电线路的功率损耗和电压降落
U1 S1
S ' R jX
S ''
S2 U2
I1
I
I
I2
线路
jQB1
B
j
2
B
jQB2
j
2
的等值电
路
电压降落：线路首末端两点电压的向量差功率损耗：流过线路所消耗的功率
S '1 RT I
jXT S2 U2 I
–jBT
GT
变压器的等值电路
变压器的阻抗支路计算与线路阻抗支路完全相同。变压器的对地并联支路是感性的，运行时消耗无功功率。并联支
路损耗主要是变压器的励磁功率，由等值电路中励磁支路的导纳确定。
S0(GTjBT)U2 P0jQ0P0j1 I00% 0SN
P0 :空载损耗 I0(%) :空载电流百分数 SN :额定容量
输电效率 P2 10% 0 P1
1、输电线路的功率损耗
1) 串联阻抗支路的功率损耗 SLPLjQ L I2(R jX)
P2 Q2 U22
(R
jX)
P2 Q2 U12
(R
jX)
需要注意：
1. 线路两端功率和电压是不同的，在使用以上公式时功率和电压必须是同一端的;
2. 元件传输无功功率，会产生有功功率的损耗，因此应避免大量无功功率的流动。
UQX UPX
U
U
O
U1
U1
U1
U 2 U1
U2
U2
U2
在纯电抗元件中，电压降落的纵分量是因传送无功功率而产生，电压降落的横分量则因传送有功功率产生。
元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件，存在电压相角差则是传送有功功率的条件。
感性无功功率总是从电压幅值较高的一端流向电压幅值较低的一端，有功功率则从电压相位超前的一端流向电压相位滞后的一端。
BL
1 wL
S '1 RT
jXT S2
近似 S0P 0+jQ 0P 0+j1 I0 0 % 0SN
2) 并联电容支路的功率损耗
由于线路的对地并联支路是容性的，即在运行时发出无功功率，
因此，作为无功功率损耗 ΔQL应取正号，而ΔQB应取负号。
QB1
1 2
BU12
QB2
注意：
② 高压输电线路，
XR
UQX UPX
U
U
注意：
③ 当输电线路不长，首末两端的相角差不大时，近似地有：
U1 U2 U
U1 B
O
A
DC
U2
U2
电力网实际电压幅值的高低对用户用电设备的工作是有密切影响的，而电压相位则对用户没有什么影响。
为了衡量电压质量，必须知道节点的电压偏移
电压偏移(％)＝ U U N 100 UN
① ΔU1即是用U1节点的功率和电压， ΔU2是用U2节点的功率和电压，且
U1 U2 U1 U2
O
U1
U1
U1
U 2 U1
U2
U2
U2
U 2 U 2
P R Q X U2
P X Q R U2
注意：
② 高压输电线路，
XR
U1 U1
P R Q X U1
P X Q R U1
注意：
③ 当输电线路不长，首末两端的相角差不大时，近似地有：
U1 U2 U
U1 B
O
A
DC
U2
U2
④ 三相和单相计算：
以上公式均适用，单相计算时取相电压、单相功率；三
相计算时取线电压和三相功率。标幺值时普遍适用。本点在电力系统分析计算中的普遍意义。
2. 变压器的功率损耗和电压降落
U1 S1 I1 S0
1 2
BU22
负数
正数
线路首端的输入功率为线路末端的输出功率为
S1SjQB1 S2SjQB2
U1 S1
S ' R jX S ''
I1
I
I
jQB1
jB
jB
2
2
S2 U2
I2 jQB2
2. 线路的电压降落
U1 S ' R
jX S '' U2
I
I
SLD
例：已知 U2 U20 , SLD P jQ 求 U1 , U12 ?
U2
SLD
jU U1 B
A jIX D U2 IR
U
2. 线路的电压降落
U1 B
O
j2
jXI
U2
D
A
U1 U2 U jU
RI
I
(a)
电压的有效值和相位角：
U1 U2 U2 U2
U2
PRQX U2
j
PX QR U2
U1
U 1 (U2U2)2(U2)2
arctg U2
U2 U2
注意参考方向的选择
回忆：
线路
C
jB
Q
其阻抗为：
Z
1 jwC
jXC
其导纳为：
Y
1 Z
jwC
jBC
S1
S ' R jX
I1
I
jQB1
B
j
2
容性线路在运行时发出无功，加负号认为是负的负荷
QB1
1 2
BU12
回忆：
变
压
L
器
U1 S1 I1 S0
–jBT
其阻抗为：Z=jXL=jwL
-jBL Q
其导纳为：Y
1 Z
jw1LjBL
U 2
U1
B
以U2做参考轴时：
O
j2
jXI
U2
D
A
RI
I
(a)
U 2
U1 U2 U jU
U 1U2U2U2
U U22X RIIccoossjj22RXIIssiinnjj22
以U1做参考轴时：
O
j1
U1 U2 U jU
RI U1
C U1
B
jXI
U1
U2 A I
(b)
U 1U2U 1U 1
U1 XIsinj1RIcosj1
U1
XIcosj1RIsinj1
P UI cosj
用功率代替电流：
Q UI sin j
O
U1
U1
U1
U 2 U1
U2
U2
U2
U 2 U 2
P R Q X U2
P X Q R U2
注意：
U1 U1
P R Q X U1
P X Q R U1

第三章简单电力系统的潮流计算演示文稿