第三章电力系统稳态分析.pptx

2.1电力线路上的功率损耗
末端导纳支路的功率为 阻抗支路末端的功率为 阻抗支路中损耗的功率为
2.1电力线路上的功率损耗
阻抗支路始端的功率为 始端导纳支路的功率为 始端功率为
2.1几个指标
电压降落: 电压损耗：
电压偏差：
电压调整
U1 U N 100% UN
输电效率
P2 100% P1
2.1电力线路电压降落的分析和讨论
3.电力网潮流计算模型
电力网的数学模型 潮流算法
高斯-赛德尔迭代法 牛顿-拉夫逊法 PQ分解法
潮流算法的要求
计算方法的可靠性和收敛性 计算速度快和内存需求小 计算的方便性和灵活性
3 电力网潮流计算模型
潮流计算前的准备工作： 电力网的等效电路 电力网的数学模型 节点导纳矩阵 节点阻抗矩阵
对于高压输电网（R<<X）,有
U Q2 X U P2 X
U2
U2
线路两端电压幅值差，主要是由输送的无功功率产生的 （元件两端存在幅值差是传送无功功率的条件），无功 功率从电压高的节点流向电压低的节点。
线路两端电压相角差，主要是由输送的有功功率产生的 （电压相角差是传送有功功率的条件）。有功功率从电 压相位超前节点流向相位滞后节点。
导纳矩阵的非对角元素称为互导纳Yij
节点i和节点j之间的支路导纳的负值 如果节点i、j之间没有直接联系，则互导纳为
零。
节点导纳矩阵为稀疏矩阵
3.3节点导纳矩阵
网络连接方式改变时节点导纳矩阵如何修 改？
从原有网络引出一新的支路（增加节点） 在原有节点i增加一对地导纳支路
在原有节点i、j之间增加一支路 在原有节点i、j之间切除一支路 原有节点i、j之间变压器的变比k改变为k’
阻抗支路中损耗的功率为
导纳支路中的功率为
始端功率为
仅希注意，变压器励磁支路的无功功率与线路支 路的无功功率符号相反。
2.1变压器中的电压降落
变压器阻抗中的电压降落
UT
P2RT Q2 XT U2
UT
P2 XT Q2RT U2
变压器电源端的电压
U1 (U2 UT )2 ( UT )2
相位角
T
2. 用始端电压和计算出的电源功率，计算各段的电 压降落。
作业
电力线路长80公里，额定电压110kV，末端联一容量为 20MVA、变比为110/38.5kV的降压变压器。变压器低压侧负 荷为15＋j11.25MVA，正常运行时要求电压为36kV。 试求电源处母线上应有的电压和功率。 线路选用LGJ－120导线，每公里阻抗、导纳为 r1＝0.27欧/公里；x1＝0.412欧/公里 g1＝0；b1＝2.76×10-6西/公里 变压器选用SF－20000/110型，归算至110kV侧的阻抗、导纳 为RT＝4.93欧；XT＝63.5欧;GT＝4.95×10-6西；BT＝ 49.5×10-6西
3.1电力网的等效电路
电力网的等效电路按照各元件在实际电网中的 连接顺序连成。
发电机：P+jQ 变压器：π型、Г型等值电路 输电线路： π型等值电路 负荷：P+jQ（恒功率模型）
如何获得计算等效电路?
按照元件模型和连接关系绘制等效电路 计算节点注入功率（流入为正，流出为负） 计算节点对地导纳之和 绘制简化等效模型
原有节点i、j之间变压器的变比k改变为k’
Yji改变为:
多电压级网络和变压器模型
计及
I1 Y11U1 Y12U 2 I 2 Y21U1 Y22U 2
可列出：
若已知
U1
U2
IZ
U2
( S2 U2
)* (
R
jX
)
令 U2 U20
U1
U2
P2
jQ2 U2
(
R
jX
)
(U2
P2R Q2 X U2
)
j
P2 X Q2R U2
2.1电力线路上的电压降落
令 U P2R Q2 X
U2 U P2 X Q2R
U2
则 tg 1 U U2 U
电力线路的电压相量图
tg 1 UT U2 UT
2.2 简单输电系统的潮流计算
已知发电厂母线电压和发电机功率
方法：从电源侧逐路递推功率损耗和节点电压。
已知负荷母线电压和负荷功率
方法：从负荷侧逐路递推功率损耗和节点电压。
已知发电厂母线电压和负荷功率
1. 假设全网运行在额定电压，计算出各段功率损耗， 求得电源功率；
节点电压方程的数量少，变量直观。电力网 潮流计算一般采用节点电压方程表示。
3.2电力网的数学模型
节点电压方程
其中，IB 是节点注入电流列向量 UB 是节点电压列向量 YB 是节点导纳矩阵
3.3节点导wk.baidu.com矩阵
N个节点的导纳矩阵为n*n阶方阵 导纳矩阵的对角元素称为自导纳Yii
数值上等于与该节点直接连接的所有支路导 纳之和。
如何获得计算等效电路?
如何获得计算等效电路?
如何获得计算等效电路?
3.2电力网的数学模型
节点电压方程
IB=YBUB 若网络的节点数n，支路数b，则
节点电压方程数为m=n-1; 回路电流方程数为m’=b-n+1 回路方程数比节点方程数多b-2n+2个，一般b>2n，
节点电压方程数少于回路电流方程数。
2.1电力线路电压降落和损耗的分析
空载时，线路末端电压比始端高。 无功功率在电力线路中传输也产生有功功率损耗，
同等大小的无功功率和有功功率在电力线路中传输 产生的有功功率损耗相同。 由电压损耗纵分量 可知降低电压损耗的方法有： 提高电压等级；增大导线截面积；减小线路中流过 的无功功率。
2.1变压器中的功率损耗
电力系统稳态分析
内容综述
概述 简单网络的实用潮流计算
开式网
电力网潮流计算的计算机算法
网络建模 建立方程 求解方程
配电网潮流计算的特点
1概述
什么是潮流计算？
确定电力系统在正常运行时电压和功率分布的一种 算法。
潮流计算的意义。
用于电力系统规划和设计； 在电力系统运行中，用于确定运行方式，制定检修
计划，确定调压措施，确定调频策略的依据； 各种暂态分析的基础和出发点。
潮流计算的基本思路
求取节点U,和支路P,Q 式（3-2）
2 简单网络的实用潮流计算
线路中的电压降落和功率损耗 变压器中的电压降落和功率损耗 简单输电系统的潮流计算(开式网) 电网的电能损耗
2.1电力线路上的电压降落