电力系统潮流分布

端电压差方向相同
同样有Sa Sb Sm
二.闭环网的分解及潮流计算
➢初步潮流计算的目 的：只是为了找出功 率分点（该点从两侧 都获取功率），以便 在功率分点处将闭环 网分解成两个或两个 以上辐射网。
➢然后以功率分点为 末端，考虑网络功率 损耗，按前法分别对 每个辐射网进行逐段 推算潮流分布。
功率分点
无功功率分点
有功功率分点
第五节 电力网络的简化
辐射形网络分析＋环形网络分析＋网络简化 手段→可分析较复杂的网络 一.等值电源法
当两个或两个以上电源支路同时向同一点供电时，而各 支路上没有中间负荷时，可简化成一个等值电源供电。
等值条件：任意情况下，节点i以外的电压、电流和功率 都保持不变，有
（3－41）
II 12
In
Y11Y12Y13 Y1n Y21Y22Y23 Y2n
UU 12
Yn1Yn
2Yn3
Ynn
Un
I Y U
Y11Y12Y13 Y1n
Y
Y21Y22Y23
Y2n
称为导纳矩阵
Yn1Yn2Yn3 Ynn
n
自导纳Yii yi0 yij j 1 ji
互导纳 Yij Y ji yij
PGT
GTU12
PoU12
U
2 N
; QBT
BTU12
Io %U12SN
100U
2 N
注1：励磁支路中的功率损耗与通过的功率大小无关。 注2：变电所变压器一般负荷侧功率为已知，而发电厂变压器一般电 源侧功率为已知
第三节 辐射形网络中的潮流分布
电力系统的潮流分布计算，是通过已知的 网络参数（指系统各元件的R、X、G、B） 和某些运行参数（指系统中的U、I、P、Q） 来求系统中未知的运行参数，以便全面地 掌握系统中各元件的运行状态，从而保证 科学、安全、经济地进行系统规划设计和 运行调度。
( S '2 )2 X U2
P'22 Q'22
U
2 2
X
而导纳中的功率损耗应当是（感性，△Q为正）:
PYT GTU12
QYT BTU12
也路（后支PR可电额求路T以压定得电直百容各能RT接分量项损U利值）功耗S '2222用）、率对制、损应UN造耗短（PP0U厂 路（K（额2U2给 损励空定SN2出 耗磁载电N2S支的P损压'k22路试耗)）求;电验）:得Q能数、变X损据TI压0耗P％器k（△（X的短P空TR对路载UTS应、'损2电222空X耗流T载、）U百损1G、K分0T耗0U%、值UPkUB％）022，TN2S（，、阻NS短然S'抗22N
闭环网潮流分布更复杂。首先要画出网络简化的等值电路网路图 （通过变电所运算负荷功率处理和发电厂运算电源功率处理将变 压器阻抗支路和母线的导纳支路并入等效运算功率当中简化电路）
计算步骤：复杂的多环网→化简成单环网→ 在环中某 电源点拉开等效成两端供电网→找出功率分点→进一 步分解成两个辐射网络进行推算
P12 Q12 U1
R
t1
P22 Q22 U2
R t2
另外还有最大功率损耗时间法
（书P62）
工程计算中常采用经验公式求电能损耗
1. 按负荷特性（功率因素）从手册中查得最大负荷利用小时数Tmax；
2. 求年负荷率f；
f W Pmax Tmax Tmax
3. 按经验公式求年负荷损耗87率60FP；max 8760 Pmax 8760
三.星－三角变换法
根据KVL和KCL定律可导出：
（也可由开路电阻等效推出两类电阻的关系）
i1
u12 Z12
u31 Z31
i2
u23 Z 23
u12 Z12
i3
u31 Z31
u23 Z 23
i1 i2 i3 0
Y
u31 u12
i3Z3n i1Z1n
i1Z1n i2Z2n
（变电所）运算负荷功率处理（负荷侧功率为已知）
S" S'Sl1 Sl2 S S ( jQl1) ( jQl2 )
（发电厂）运算电源功率处理（电源侧功率为已知）
S"G S'G Sl1 Sl2 SG SG jQl1 jQl2
例：
例3-1
电力线路长80km，额定电压为110kV，末端连一容量为 变压器低
第三章 电力系统的潮流分布
电力系统潮流分布：是描述电力系统运行状态的 技术术语，表明电力系统在某一确定的运行方式 和接线方式下，系统中从电源到负荷各处的电压、 电流的大小和方向以及功率的分布情况。
电力网潮流分布计算：是针对具体的电力系统， 根据给定的有功、无功负荷；发电机发出的有功 功率以及发电机母线电压有效值，求解电力网中 其它各母线的电压、各条线路中的功率以及功率 损耗等。有助于全面准确地掌握电力系统中各元 件的运行状态，确定合理的供电方案，实施合理 的调压措施，经济合理的调整负荷。
电力系统中许多节点之间有导线连接，也有许多
节点之间无线路连接，因而y很多为零，故导纳矩
阵中有很多元素的值为零，这样的矩阵称为稀疏
矩阵。导纳矩阵又是一个对称矩阵。
若电力系统中任意两节点间的线路中接有 变压器，在制定系统等值网络时要把变压 器用相应的等值电路替换。
变压器等值电路的确定可根据选定的变压器 两侧的额定电压求出变压器的额定变比KN，再 利用已知的变压器实际变比K，求出变压器的 非标准变比K*，然后用具有非标准变比K*(理想 变比）的理想变压器及变压器阻抗ZT的串联电 路代替实际变压器。
u23 i2Z2n i3Z3n
△→Y Y→△
第六节 电力系统潮流分布的计算机算法
对于现实中复杂的大规模电力网络，手算 远不能满足精度和速度的要求，必须采用 计算机计算潮流分布
1. 建立数学模型（节点电压方程、潮流方程） 2. 确定解算方法（高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法） 3. 编写计算机程序 4. 用计算机运算求解
1）已知末端功率S4和电压U4时，计算过程如下：
2）已知末端功率S4和始端电压U1时，须要通过两 端来回反复推算，逐渐逼进：
a) 近似计算，分两步，先设U4、U3 、U1 为各自UN即全网 为额定电压，计算S1，然后逐级计算U
b) 准确计算，利用方法1）来回反复推算
对多端网络的处理
多端网络：网 络中不只一个 负荷一个电源。 可先进行网络 等值功率等效 变换，化简为 辐射形网络的 形式然后计算
对于均一网（各段导线型号、几何均距完全相同，
具有相同的r1+jx1）
n
n
PLm Lm
QLm Lm
S P jQ m1
j m1
L
L
2.两端电压不等时（环路中含变压器时）的功率分布
dU U1 U4
可解得两侧注入功率分别为：
这样，各支路中流动的功率可看着两个功率分量叠加。
1. 供载功率：与负荷有关、两端电压相等时的功率 2. 循环功率：和负荷无关、仅取决于两端电压与环网阻抗。其方向和两
感性负荷时电流滞后电压， 0，Q取正号，消耗Q 容性负荷时电流超前电压， 0，Q取负号，补偿Q
三相负荷： S 3UI cos j 3UI sin
P jQ
第一节 电力线路运行状况的分析与计算
1.电力线路上的功率损耗和电压降落
电力系统中由于电力线路、变压器等设备具有 阻抗和导纳，造成了有功功率及无功功率损耗。 功率损耗的存在对电力系统运行不利。
3.利用简化电路求得单电源总功率后，仍可将功率还原分 配到各原始分支路
二.负荷移置法
(a)
移置前后网络其他部分的电压、电流、功率仍保持不变：
在图a中有
对于图b有：
以上推导采用两端电压相等的关系式，对于两端电压不等时，由于负 荷移置对循环功率（由电压差决定，和负荷无关）没有影响，因此导 出的结论也同样适用。
节点电压方程
将接在同一节点的所有对地导纳支路合并成一个接地支路;
电源节点 I>0
联络节点 I=0
－I2
I1
－I3
负荷节点 I<0
II&&12
Y11Y12Y13 Y21Y22Y23
U0&1
I&3
Y31Y32Y33 0
n个节点： 矩阵表示： 简化形式：
I1 Y11U1 Y12U2 Y13U3 Y1nUn I2 Y21U1 Y22U2 Y23U3 Y2nUn In Yn1U1 Yn2U2 Yn3U3 YnnUn
要求达36kV。
2’
2’
（额定电压归算）
QZT
补充：计算ΔUT、δUT时以U3为参考轴，计 算ΔUl、δUl时以U2为参考轴。线路始端电压 U1与变压器低压侧电压U3间相位夹角即为 （ δl＋δT）。
第四节 闭环网中的潮流分布
闭环网：能从两个或两个以上方向给负荷供电的电力 网。具有可靠性、灵活性、经济性。
辐射形（不构成闭环）电力网络：
简单电力系统辐射网络等值图
常用公式：
功率损耗：阻抗支路
Sz
P2 Q2 U2
R
j
P2 Q2 U2
X
①
②
③
④
注：式①和式③中P、Q、U一定用同一点的值。
辐射网络潮流分布的计算步骤：
1. 由已知电气接线图作等值电路 2. 作出简化的等值图 3. 用逐段推算法推算潮流分布
U
2 2
X
末端导纳支路功率损耗：
*
阻抗支路末端的功率：
阻抗支路损耗的功率： 阻抗支路始端的功率：
始端导纳支路损耗的功率： 始端功率：
要求△Sy1和S1,必须先求始端电压U1：
线路阻抗上的电压降落为：
dU&