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1、2019/10/3,1,第十章 电力传输的基本概念,十章和十一章部分内容合并，均属于稳态运行的内容。稳态运行状况的分析和计算重点是电压、电流和功率的分布，即潮流分布，且主要研究电压和功率的分布。电流系统潮流计算是电力系统稳态分析的主要方法，是分析中使用最广泛、最基本和最重要的计算。通过计算可以对系统运行方式的合理性、经济性、安全性和可靠性进行分析评价。并据此提出改进措施。潮流计算也是电力系统规划设计的一项基础工作。,2019/10/3,2,最基本的网络元件：输电线路、变压器 一、输电线路的电压降落和功率损耗 二、变压器的电压降落和功率损耗,10-1 网络元件的电压降落和功率损耗,2019/10
2、/3,3,一、输电线路的电压降落和功率损耗,1.电压降落 线路首末端两点电压的相量差,图10-1 简单输电线路,图10-2 相量图,V2(AD)电压降落的纵分量 V2(DB)电压降落的横分量,S、S：线路两端的一相功率； SLD：负荷一相功率,2019/10/3,4,（1）以V2做为参考相量，已知İ和2,压降：,一相功率：,功率代替电流：,2019/10/3,5,电压有效值和相位角：,有效值：,V1、V2间的相位角,2019/10/3,6,（2）若以电压相量V1作参考轴（求V2）,有效值：,V1、V2间的相位角,2019/10/3,7,注意：,功率是电流和电压的综合量，计算某点功率时，要取同一
3、点电压。, ,2019/10/3,8,电压损耗：两点间电压绝对值之差称为电压损耗,2.电压损耗和电压偏移,当输电线路不长，首末两端的相角差不大时，近似有：,AGAD,百分数表示：,2019/10/3,9,电压偏移：网络中某点的实际电压同该处的额定电压之差称为电压偏移,百分数表示：,电压实际高低对用户产生影响，而电压相位对用户没有影响。电压损耗和电压偏移反映电力系统电能质量的重要指标。,2019/10/3,10,关于化简,电压降落的横分量对端电压值的影响很小，可以把V忽略。,高压输电系统中，元件参数XR，可忽略电阻R的影响。有：,2019/10/3,11,高压输电系统中，电压降落的纵分量V主要取
4、决于元件所输送的无功功率Q；横分量V主要取决于元件所输送的有功功率P。 元件两端电压的大小之差（电压损耗）主要取决于Q，相角之差主要取决于P。,相角也可以化简：,低压输电网络中R与X相差不大，甚至R大于X，上述结论不成立。,2019/10/3,12,3、功率损耗,线路,电容,输电线路：采用型等值电路，两端具有等值电纳。,电容消耗无功功率（充电功率）,容性,为负值。 QV2，与负荷无直接关系。,2019/10/3,13,二、变压器(T型等值电路),励磁损耗 （接地励磁支路消耗有功，铁耗） 阻抗损耗（与线路类似）,与负荷无关，V2,与负荷2,2019/10/3,14,三 、实际计算,已知末端功率与
5、电压，求另一端功率和电压,负荷端,2019/10/3,15,2已知末端功率、始端电压,假设末端电压为线路额定电压VN,2019/10/3,16,意义 电力系统分析计算中最基本的一种：规划、扩建、 运行方式安排,定义 根据给定的运行条件求取给定运行条件下的节点 电压和功率分布,第十一章 电力系统潮流计算,2019/10/3,17,所需知识,(1)根据系统状况得到已知元件：网络、负荷、发电机 (2)电路理论：节点电流平衡方程 (3)非线性方程组的列写和求解,历史,手工计算：近似方法 计算机求解：严格方法,已知条件,负荷功率 发电机电压,2019/10/3,18,11-1 开式网络电压和功率的分布计
6、算,开式网络中功率的分布一般由电源向负荷侧输送功率。 开式网络一般是由一个电源点通过辐射状网络向若干个负荷节点供电。 潮流计算的任务就是要根据给定的网络接线和其他已知条件，计算网络中的功率分布、功率损耗和未知的节点电压。,2019/10/3,19,补充内容：已知末端功率和末端电压（课本没提及）,可以利用单线路计算公式，从末端开始逐级往上推算,2019/10/3,20,补充内容：具体过程：,再利用V3、S3往前推直到V1、S1,2019/10/3,21,一、已知各节点功率和首端电压,供电点A通过馈电干线向负荷节点b、c和d供电，各负荷节点功率已知。要求确定各负荷点电压和网络中的功率分布。,已知电
7、源点电压和负荷节点的功率，采取近似的方法通过迭代计算求得。,2019/10/3,22,1、建立开式网络的等值电路,2019/10/3,23,将输电线等值电路中的电纳支路都分别用额定电压VN下的充电功率代替,2、简化网络、引入“计算功率”,计算功率：充电功率和相应节点的负荷功率的合并。,2019/10/3,24,原网络简化为由三个集中阻抗元件相串联，4个节点（包括供电点）接有集中负荷jQB1、Sb、Sc、Sd的等值网络。,2019/10/3,25,第一步，从离电源点最远的节点d开始，利用线路额定电压，逆着功率传送的方向依次算出各段线路阻抗中的功率损耗和功率分布。对于第三段线路,对于第二段线路,同
8、样地第一段线路,3、功率分布计算,2019/10/3,26,第二步，利用第一步求得的功率分布，从电源点开始，顺着功率传送方向，依次计算各段线路的电压降落，求出各节点电压。先计算电压Vb。,Vc=Vb-Vbc Vd=Vc-Vcd,通过以上两个步骤便完成了第一轮的计算。为了提高计算精度，可以重复以上的计算，在计算功率损耗时可以利用上一轮第二步所求得的节点电压。,2019/10/3,27,总结步骤,求功率,求功率,求功率,计算起点 计算终点,求电压,求电压,求电压,“一来二去”： 一来：设所有未知节点电压为VN，得到充电功率，进而得到计算功率。利用离电源最远点，向前计算功率分布。 二去：利用计算得到
9、的功率和已知节点电压，反向逐段求未知点电压。,2019/10/3,28,上述计算方法也适用于由一个供电点通过辐射状网络向任意多个负荷节点供电的情况。辐射状网络即是树状网络，或简称为树。供电点即是树的根节点。树中的节点可分为叶节点和非叶节点两类。 叶节点只同一条支路联接，且为该支路的终节点。 非叶节点同两条或两条以上的支路联接，它作为一条支路的终节点，又兼作另一条或多条支路的始节点。,2019/10/3,29,对于图11-2所示的网络，A是供电点，即根节点，节点b、c和e为非叶节点，节点d、f、g和h为叶节点。 计算网络中的功率分布、功率损耗和未知的节点电压。 (1)从与叶节点联接的支路开始，利
10、用该支路的叶节点功率和对应的节点电压计算支路功率损耗，求得支路的首端功率。计算以非叶节点为始节点的所有各支路的首端功率。,2019/10/3,30,该节点功率等于原有的负荷功率与以该节点为始节点的各支路首端功率之和。然后使该节点成为新的叶节点，于是计算便可延续下去，直到全部支路计算完毕。对图11-3所示的情况，这一步骤的计算公式如下：,式中，Nj为以j为始节点的支路的终节点集，Nj1，p，q。若j为叶节点，则Nj为空集。k为迭代计数。对于第一轮的迭代计算，节点电压取为给定的初值，一般为网络的额定电压。,1,2019/10/3,31,第二步，利用第一步所得的支路首端功率和本步骤刚算出的本支路始节
11、点的电压（对电源点为已知电压），从电源点开始逐条支路进行计算，求得各支路始节点的电压，其计算公式为：,2019/10/3,32,实际的配电网，已知其低压侧的负荷功率分别为SLDb、SLDc和SLDd。,二、接有变压器的开式网络 p33,例如，对于节点b,图(a),其中：,2019/10/3,33,同样地可以求得运算负荷SC和Sd，这样就得到简化的等值电路图(b)。,图(b),2019/10/3,34,三、接有发电机,如果在图(a)的网络中与节点c相接的是发电厂，严格地讲，该网络已不能算是开式网络了。但是，该网络在结构上仍是辐射状网络，如果发电厂的功率已经给定，还可以按开式网络处理，把发电机当做
12、是一个取用功率为-SG的负荷。于是节点c的计算负荷将为：,2019/10/3,35,四、35kv及以下的架空线路,忽略后段线路功率损耗对于前端线路的影响；电纳支路可以忽略。,2019/10/3,36,五、具有分支线路,Vad=Vab+Vbc+Vcd d点电压最低： Vd=VaVad,分别计算VAc、VAd才能确定电压最低点,图2 分支线路,图1 无分支线路,2019/10/3,37,六、两级电压开式电力网的计算,按原线路进行计算，碰到理想变压器则进行折算 折算到一侧进行计算，计算完后再折算回去 型等值电路,已知末端功率SLD和首端电压VA，求末端电压Vd和网络中的功率损耗。,2019/10/3
13、,38,第一种方法 注意，经理想变压器时功率保持不变，而两侧电压之比等于实际变压比k。,2019/10/3,39,第二种方法 计算与一级电压的开式网络的完全一样。,2019/10/3,40,第三种方法 型等值电路代表变压器,2019/10/3,41,例：如图网络，求C点电压。,变压器参数归算到110kV侧 Sc30j20MVA36.0633.69MVA 变压器：RT2.04；XT31.76；GT3.6410-6 ；BT2.6410-5 线路：RLjXL14.45+j20.75；B27.410-4S,2019/10/3,42,解：变压器参数归算到110kV侧,变压器：,线路：,充电功率：,变压器
14、阻抗部分：,变压器励磁部分：,2019/10/3,43,AB的电压降落,2019/10/3,44,2019/10/3,45,例11-2,在图11-6（a）中，额定电压为110kV的双回路输电线路，长度为80km，采用LGJ-150导线，其参数为：r0=0.21/km，x0=0.416/km，b0=2.7410-6S/km。变电所中装有两台三相110/11kV的变压器，每台的容量为15MVA，其参数为：P0=40.5kW，PS=128kW，VS% = 10.5， I0% = 3.5。母线A的实际运行电压为117kV,负荷功率为：SLDb=（30+j12）MVA，SLDC=（20+j15）MVA。
15、当变压器取主抽头时，求母线c的电压。,2019/10/3,46,图11-6（b） 等值电路图,解：（一）计算参数并作出等值电路，如图11-6（b）所示： 输电线路的电阻、等值电抗和电纳分别为：,将QB分别接于节点A和b，作为节点负荷的一部分。,两台变压器并联运行时，它们的组合电阻、电抗及励磁功率损耗分别为：,节点c的功率即是负荷功率,2019/10/3,47,（二）计算由母线A输出的功率,先按电力网的额定电压计算电力网中的功率损耗。,变压器中绕组的功率损耗为： 由图11-6（b）可知,线路中的阻抗功率损耗为： 于是可得：,由母线A输出的功率为：,2019/10/3,48,（三）计算各节点电压,
16、线路中电压降落的纵、横分量分别为：,利用公式（10-11）可得b点电压、变压器中电压降落的纵、横分量分别为：,归算到高压侧的c点电压： 变电所低压母线C的实际电压,如果计算中不计电压降落的横分量，二者计算结果相比较，误差是很小的,2019/10/3,49,11-2 简单闭式网络的功率分布计算,简单闭式网络通常是指网络中任何一个负荷点都至少从两个方向获得电能，它包括两端供电网络和简单环形网络。,2019/10/3,50,1.两端供电网的初步功率分布 忽略各线路上的功率损耗的近似功率分布。 两端供电网络中,如果已知电源点电压Va和Vb，以及负荷点电流I1和I2，可解出,一、两端供电网络的功率分布,a1,2019/10/3,51,在电力网的实际计算中，负荷点的已知量一般是功率，而不是电流。 根据复功率表达式 ，采用近似的算法，先忽略网络中的功率损耗，都用相同的电压
