第三章 电力系统稳态分析(潮流计算)

W1
W1 Wz
衡量供电企业技术和管理水平的重要标志。
ex : 某220k V单回架空电 力线路，长度 为200k m，导线单位长 度的参数为
r1＝0.108 Ωkm ，x1 0.42 Ωkm ，b1 2.66 106 Skm 。 已 知 其 始 端 输 入 功 率为 (120 j50)MV.A， 始 端 电 压 为240k V，求末端电压 及功率，并作出相量 图。
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
5) 末端导纳支路的功率
S~ y 2
Y 2
U2
*
U2
1 2
GU22
1 2
jBU
2 2
Py 2
jQ y 2
6) 末端功率
S~2 S~2' S~Y 2 P2' jQ2' Py2 jQy2 P2 jQ2
2. 电力线路电压的计算
求取末端电压的方法如下，令：U1 U100
潮流计算的目的及内容
潮流:流动的功率
潮流计算
给定 求解
负荷（P，Q） 发电机（P，V） 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
潮流计算是电力系统中应用最为广泛、最基本和最重要 的一种电气计算。
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
一、负荷的表示：
Q S% U& I* U& U e j I& I e j
S% U I e U I e U I U I
j( )
j
cos j
sin
P
jQ
S% 3S% 3UI cos j 3UI sin P jQ
负荷一般以功率表示：单位 P（kW）、 Q（kVar）、S（kVA）
S~2
2 S~2
S%y1
3
Y 2
U&1 3
百度文库
U&1 3
(
Y 2
U&1 )U&1
U 1
S~Y 1
Z
Y/2
Y/2
S~Y 2 U2
1 2
GU12
1 2
jBU12
Py1 jQy1
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
2) 阻抗支路首端功率
S~1' S~1 S~y1 P1 jQ1 Py1 jQy1 P1' jQ1'
电压调整% U20 U2 100 U 20
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
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：
输电效率% P2 100% P1
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
线损率% Wz 100% Wz 100%
3) 阻抗支路中损耗的功率
S~z 3
S~1' 3U1
S~1' 3U1
Z
S1' U1
2
Z
P1'2 Q1'2 R jX P1'2 Q1'2 R j P1'2 Q1'2 X
U
2 1
U
2 1
U
2 1
PZ jQZ
4）阻抗支路末端功率
S~2' S~1' S~Z P1' jQ1' PZ jQZ P2' jQ2'
U2
U1
S~1' U1
*
Z
U1
P1' jQ1'
U1
R jX
U1
P1'R Q1' X U1
j
P1' X Q1' R U1
U1
U
jU
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
其幅值为：
U2 U1 U 2 U 2
相角为：
tg1 U
U1 U
UU1
U dU
U2
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
解：由题意，首先求线路参数并作等效图如图所示。
R1 jX1 (0.108 j0.42) 200 U1 P jQ P1 jQ1
(21.6 j84)
Y1 j 2.66106 200 ( j2.66104 )S
2
2
S~y1
R1 jX1
Y1
Y1
22
U2
S~y2
在节点1处导纳产生的无功功率
电力系统的潮流分布
1. 电力线路的功率损耗和电压计算 2. 变压器的功率损耗和电压计算 3. 开式网的潮流计算
1
潮流计算的目的及内容
电力系统潮流计算是研究电力系统稳态 运行情况的基本电气计算。
电力系统潮流计算的任务是根据给定 的网络结构及运行条件，求出电网的运行状 态，其中包括各母线的电压、各支路的功率 分布以及功率损耗等。
S~y1
3. 从末端向始端推导
已知条件为：末端电压U2，末端功率S2=P2+jQ2，以 及线路参数。求解的是线路中的功率损耗和始端电压 和功率。 求解方法：功率的求取与上相同，电压的求取应注意符号
设：U2 U200 参考电压
U1 U2 U jU
U ' P2'R Q2' X ,U P2' X Q2' R
U2
U2
U1
U2 U '
2
U '
2 ,
tg 1
U '
U2
U
' 2
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
※电压降落公式讨论：
1) 求电压降落的纵分量和横分量公式是一样的
U PR QX ,U PX QR
U
U
2) U U ' U U ' （因为不同参考电压）
UU1
U dU
U2 U U
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
标量以百分值表示：
电压损耗 % U1 U2 100 UN
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
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% U1 U N 100 UN
末 端 电 压 偏 移% U2 U N 100 UN
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) 若末端负荷为容性负荷时 S P jQ
U PR QX ,U PX QR
U
U
由于 U可能为负，会出现末端电压高于首端电压现象。
4) 求电压降时，所取功率和电压必须是同一点的。
5) 所取功率必须是流经线路的功率。
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。
S P2 Q2
§3.1 电力网功率损耗与电压计算
二、电力线路的功率损耗和电压计算
1. 电力线路功率的计算
已知条件为：首端电压 U1，首端功率S1=P1+jQ1，以 及线路参数。求解的是线路中的功率损耗和末端电 压和功率。
求解过程：从首端向末端推导。
1)首端导纳支路的功率 S~Y1
S~1 S~1 1