输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算

jXT
P2 jQ2
U 2
2
2
P TR
S2 2
U2 2
R
S2 2
U2 2
P U k
2 N
S2 N
Pk
(
UN U2
S2 SN
)
Pk
( S2 SN
)
Q TX
S2 2
U2 2
X
S2 2
U2 2
U U k %
2 N
100SN
Uk %
100
U2 N
U2 2
S2 2
SN
U S k %
2 2
100 SN
2
P TG
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18
3、辐射形网络的估算方法的步骤
• 步骤（上推潮流，下推电压）
– 第一步：计算近似功率分布 • 原则：从离电源最远的节点或母线，向电源节点或
母线方向进行功率分布和损耗计算
• 假设：所有电压节点都为额定电压，即都取为100
公式推导过程见书本图3-9
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19
• 第二步：计算母线电压和相位
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10
~
✓2、已知始端功率和始端电压 S 1
1）首端导纳中的损耗
U 1
Q B1
B2U12
2）阻抗中的损耗
P
3I2
R
( S1')2 U1
R
P Q '2 '2
1
1
U2 1
R
Q
3I2
X
(S1')2 U1
X
P Q '2 '2
1
1
U2 1
X
3）末端导纳中的损耗
Q U
B 2 B2
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2 2
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2
➢基本概念
电力系统的潮流：指系统中所有运行参数的 总体，包括各个母线电压的大小和相位、各个 发电机和负荷的功率计电流，以及各个变压器 和线路等元件所通过的功率、电流和其中的损 耗。
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3
第一节 电力网络的电压降落和功率 损耗
➢一、电压降落、电压损耗和电压偏移
电压降落
电压降落的总分量U 电压降落的横分量U
R+jX
~ '
1
2
~
S2
~
S Y1
~
S Y 2
U 2
1Y
1Y
2
2
9
线损率与输电效率：
1、线损率
P Q n
n
2 2
W IRt 线路上的电能损耗： 2
Rt z
k
k
k
k
2
k
U k1
k1
k
线损率%
W Z100 W Z 100 W 1 W 2 W Z
2、输电效率
输电效率％ P 2 100% P1
G U2
T
1
P0 U2
N
U2 1
P0 ( U1 ) UN
P0
2
Q TB
B U2
T
1
I0 %
100
SN U2
N
可U编12辑版I100%0
(
U1 UN
)
SN
I0 %
100
SN
12
第二节 输电线路的运行特性
➢一、输电线路的空载运行特性
• 假设：线路的电导G=0；线路末端电压已 知。线路空载相当于下图的S2=0,则：
• 回忆概念：
– 辐射形网络：网络中的全部负荷只能由一个电 源来供电的网络。
即无备用接线：单回路干线式，放射式，链式
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17
2、潮流估算的概念
• 潮流估算：
– 是早期电力网络结构简单，基本潮流计算都是 采用手工的方法来实现的，由于计算结果不精 确，故称作（简单）潮流估算。
– 缺点：手工计算复杂繁琐、容易出错、结果近 似等
– 原则：从某一个已知电压节点或母线开始，用 第一步求得的功率分布，依次计算各母线的电 压和相位
~
S1
U 1
S S S ~ '
R+jX
~ '
~
1
2
2
~
~
S Y 1 S Y 2 U 2
1）末端导纳中的损耗
S U ~ jB
Y2
2
2 2S~2'
2）始端电压U1
1Y
1Y
2
2
U 1U 2B 2X U2jB 2U R2
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有时忽略 13
输电线路空载的末端电压升高现象
U 1U 2B 2X U2jB 2U R2
✓1、已知末端功率和末端电压S~ 1
1) 末端导纳吸收的功率：
Q B2
B2U22
U 1
2) 阻抗中的损耗
P
3I2
R
2
( S'2 ) U2
R
P Q '2
'2
2
2
U2 2
R
Q
3I2
XLeabharlann Baidu
2
(S'2) U2
X
P Q '2
'2
2
2
U2 2
X
3) 首端导纳中的损耗
Q B1
B2U12
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S S ~ '
2
2
U 2U 1 U 1 U 1
tg 1 U 1 U 1 U 1
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6
电压降落 U U 1U 2 相量差
电压损耗：（电能质量指标）线路两端电压 的数值差，常用百分数表示：
U U 1U 2 U '( U '') 标量差 U%U1U210% 0
UN
注意：一般ΔU不超过10%，当Q为负值即容性负载时 ，可能为负值，末端电压高于首端电压。
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7
电压偏移：（电能质量指标）线路端电压与线路额 定电压之间的差值，也常用百分数表示：
电压偏移% UUN100% UN
➢二、功率分布和功率损耗
线路的功率分布和功率损耗： 概念：线路的电阻消耗有功P，电抗消耗无功Q，而线 路的电容产生无功Q，整条线路的功率是怎样分布？ 损耗有多大？
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8
由上式可知，如果忽略电阻的情况下，则：
U1
U2
BX U
22
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14
第三节 简单辐射形网络和闭式网络的 潮流估算方法
潮流估算方法
辐射形网络的估算方法 闭式网络的估算方法
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15
辐射形网络的估算方法
1
辐射形网络的概念
2
潮流估算的概念
3
辐射形网络的估算方法的步骤
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16
1、辐射形网络的概念
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纵分量 横分量
5
2
2
U 1U 2 U 2 U 2
g 1 t
U 2
U 2 U 2
✓2、已知始端功率和始端电压
U 2U 1 U U 1ZP 1 U j 1Q 1 dU 1U 1U 2ZP1U j1 Q 1
P 1R U Q 11XjP 1X U 1Q 1R U 1jU 1
电力系统分析
Power System Analysis
史训涛
电气工程系
Department of Electrical Engineering
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1
第三章 输电线路运行特性及简单电力系统潮 流估算
第一节 电力网络的电压降落和功率损耗
第二节 输电线路的运行特性
第三节 简单辐射形网络和闭式网络的潮流估算方法
S S S~ '
R+jX
~ '
1
2
~ 2
~
~
S Y 1 S Y 2 U 2
1Y
1Y
2
2
11
变压器的功率分布
P US P U Q
TR
2
R 2
2
2
2
2 2 2
2
2R
Q S P Q
TX
2
X 2
2
2
2 2
2
2X
U U 2
2
P G U
TG
2
T
1
Q B U
TB
2
T
1
U 1 RT -jBT GT
u 1
I
R jX
u 2
S 2P 2jQ 2
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4
电压降落与首末端功率的关系如何？
✓1、已知末端功率和末端电压
I U S22* P2U j2Q2 U1U2dUU2Z I U2Z P2U j2Q2
以U2为参考电压
dU 2(RjX)P2U j2Q2 P2RU Q 2 2XjP2XU2Q2RU2jU2