第三章 电力系统潮流计算电力线路运行状况的分析与计算辐射网络的潮流分布简单环形网络的潮流计算电力网络潮流的调整控制本章要点掌握电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整和输电效率概念掌握运算负荷功率和运算电源功率概念熟练掌握辐射网中潮流分布的逐段计算方法熟练掌握简单环形网和两端供电网的潮流分布的计算理解环形网和两端供电网中循环功率产生的原因，掌握其计算方法3.1 电力线路运行状况的分析与计算3.1.1 电力线路上的功率损耗和电压降落计算潮流计算是电力学名词，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等3.1.1 电力线路上的功率损耗和电压降落计算潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案能否满足各种运行方式的要求；对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等潮流计算是电力系统分析最基本的计算。
除它自身的重要作用之外，在电力系统分析综合程序(PSASP)中，潮流计算还是网损计算、静态安全分析、暂态稳定计算、小干扰静态稳定计算、短路计算、静态和动态等值计算的基础阻抗上的功率损耗：导纳上的功率损耗：若：则可求得：3.1.1 电力线路上的功率损耗和电压降落计算 末端导纳支路功率损耗为：则阻抗支路功率损耗为：始端导纳支路功率损耗为：l已知U2，S2；电力线路的电压和功率线路上的功率分布是什么样子？若3.1.1 电力线路上的功率损耗和电压降落计算电压降落：则可求得：可得线路始端电压模值及始末两端电压夹角为：已知末端电压和末端功率3.1.1 电力线路上的功率损耗和电压降落计算已知始端电压和始端功率可求得：线路始端电压模值及始末两端电压夹角为：3.1.1 电力线路上的功率损耗和电压降落计算相关概念概念：电压降落电压降落 ：线路始末两端电压的相量差电压损耗电压损耗 ：线路始末两端电压的数值差 电压偏移电压偏移 ：某一点电压与该网络额定电压的数值差 输电效率输电效率 ：线路末端输出有功功率P2与线路始端输入有功功率P1的比值近似于电压降落的纵分量3.1.1 电力线路上的功率损耗和电压降落计算如何降低电压损耗？对于高压输电网，即 时，考虑电力网中有功功率和无功功率是如何传输的？如何提高输电效率，减小网损？思考：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有功决定相位、无功决定幅值有功决定相位、无功决定幅值提高电压等级、降低线路阻抗提高电压等级、降低线路阻抗,减小线路中流过的无功功率减小线路中流过的无功功率3.1.1 电力线路上的功率损耗和电压降落计算某一时段内的电能损耗电能损耗定义，如全年电能损耗计算量较大，实际中可依据统计资料等进行简化计算。
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，当不计电导或电晕损耗时，可用下式计算 电力线路的电能损耗3.1.1 电力线路上的功率损耗和电压降落计算 线路有载（纯无功功率）线路有载（纯无功功率）设末端无功功率负荷为Q2，则：所以，当Q2大于0时，始端电压总高于末端电压，且相位总是滞后3.1.2 电力线路运行状况的分析 线路有载（纯有功功率）线路有载（纯有功功率）设末端无功功率负荷为P2，则：所以，当只有有功功率时，无论有功P2如何变化，始端电压始终沿直线P-P变化且P2大于0时，始端电压总超前于末端电压3.1.2 电力线路运行状况的分析 既有有功功率，也有无功功率既有有功功率，也有无功功率电力线路的末端功率圆图电力线路的末端功率圆图功率因数变动功率因数为定值末端功率圆曲线上各点均表示了始端和末端电压定值时，末端有功、无功功率随着负荷有功功率的增加，负载的功率因数由滞后逐渐转向超前最大可能的有功功率P2max3.1.2 电力线路运行状况的分析阻抗支路功率损耗：功率损耗励磁支路功率损耗：已知：变压器的等效电路3.1.3 变压器的电压降落、功率损耗电压降落分量：电压降落电压降落变压器电源端电压U1为：变压器两端电压的夹角为：变压器的等效电路已知：3.1.3 变压器的电压降落、功率损耗 变电所的运算负荷变电所的运算负荷3.1.3 变压器的电压降落、功率损耗 发电厂发电厂的运算电源的运算电源3.1.3 变压器的电压降落、功率损耗3.2 辐射网络的潮流分布简单辐射网络的潮流计算 逐段推算法逐段推算法：利用线路、变压器的电压降落、功率损耗公式，从简化等值网络的一端向另一端逐个元件的推算其潮流分布。
作等值电路图简化3.2 辐射网络的潮流分布计算方法情景一：已知某一端的功率和电压，情景一：已知某一端的功率和电压，求另一端的功率和电压；求另一端的功率和电压；计算方法：从已知功率、电压端计算方法：从已知功率、电压端逐段向另一端推算逐段向另一端推算已知母线4上的负荷功率，设母线4的电压初值，使计算变压器T-2中的电压降落和功率损耗，并求得母线3的电压和负荷功率计算线路上的电压降落和功率损耗，并求得母线2的电压和负荷功率计算变压器T-1中的电压降落和功率损耗，并求得母线1的电压和负荷功率检验各母线电压，如是结结束束否重新假设简化等值图3.2 辐射网络的潮流分布情景二：已知始端电压、末端功率，情景二：已知始端电压、末端功率，求始端功率、末端电压；求始端功率、末端电压；假设给定给定给定计算方法已知：3.2 辐射网络的潮流分布3.3 简单环形网络的潮流计算环网潮流计算简单环形网络3.3 简单环形网络的潮流计算以三节点闭环网络为例，作其等值电路：简单环式网络接线图等值电路3.3 简单环形网络的潮流计算等值电路简化等值电路假设全网电压为额定电压，假设全网电压为额定电压，只计算变电所的运算负荷只计算变电所的运算负荷和发电厂的运算功率和发电厂的运算功率进一步简化：3.3 简单环形网络的潮流计算环形网络的功率分布：简化等值电路1、从电源点解环3.3 简单环形网络的潮流计算2、功率分布计算简化等值电路忽略功率损耗，且假设全网电压均为额定电压，可得：式中：求解流经阻抗 的电流为：则流经阻抗 的功率为：3.3 简单环形网络的潮流计算另外有用于校验推导结果可写为：若环形网络中所有线段单位长度的参数完全相等，则：3.3 简单环形网络的潮流计算3、确定功率分点，使两端供电网拆成两个辐射网。
功率分点功率由节点两侧向节点流动有功功率分点有功功率分点无功功率分点无功功率分点 在环网潮流求解过程中，在功率分点处将环网解列4、按照辐射网的计算步骤进行潮流计算当有功分点和无功分有功分点和无功分点不一致时，在无功分点点不一致时，在无功分点处解列因为电网应在电压最因为电网应在电压最低处解列，而电压的损耗低处解列，而电压的损耗主要为由无功功率流动引主要为由无功功率流动引起的，无功分点的电压往起的，无功分点的电压往往低于有功分点的电压往低于有功分点的电压如：3.3 简单环形网络的潮流计算两端供电网的功率分布计算设：有两端供电网络，两端电压大小不等，相位不同 等效成回路电压不为0的单一环网可得：功率分布为：3.3 简单环形网络的潮流计算环网两端电压为零时的功率，称为自然功率环网两端电压不为零时存在的功率为循环功率的方向取决于电压降落的正方向两端供电网的功率分布计算3.3 简单环形网络的潮流计算3.3 简单环形网络的潮流计算宽度优先搜索算法（又称广度优先搜索）是最简便的图的搜索算法之一，这一算法也是很多重要的图的算法的原型Dijkstra单源最短路径算法和Prim最小生成树算法都采用了和宽度优先搜索类似的思想。
其别名又叫BFS，属于一种盲目搜寻法，目的是系统地展开并检查图中的所有节点，以找寻结果换句话说，它并不考虑结果的可能位置，彻底地搜索整张图，直到找到结果为止深度优先搜索是一种在开发爬虫早期使用较多的方法它的目的是要达到被搜索结构的叶结点(即那些不包含任何超链的HTML文件)在一个HTML文件中，当一个超链被选择后，被链接的HTML文件将执行深度优先搜索，即在搜索其余的超链结果之前必须先完整地搜索单独的一条链深度优先搜索沿着HTML文件上的超链走到不能再深入为止，然后返回到某一个HTML文件，再继续选择该HTML文件中的其他超链当不再有其他超链可选择时，说明搜索已经结束3.5 电力网络潮流的调整控制调整控制潮流的必要性下图中，若各线段单位长度参数完全相等，则其中的功率按长度分布若若2点负荷过大，线路有过载的危险点负荷过大，线路有过载的危险3.5 电力网络潮流的调整控制若传输线参数不相同，则其中的功率分布为按线路的阻抗分布若传输线参数不相同，则其中的功率分布为按线路的阻抗分布网络损耗为：电力系统运行要求可靠、优质、经济性好，若使网络中的有功功率损耗为最小，电力系统运行要求可靠、优质、经济性好，若使网络中的有功功率损耗为最小，则对上式求偏导数：则对上式求偏导数：则功率分布为按线段的电阻分布则功率分布为按线段的电阻分布调整控制潮流的必要性3.5 电力网络潮流的调整控制串联电容（线路串联电容改变阻抗）串联电抗（线路串联电抗改变阻抗、限流）附加串联加压器（产生一个强制循环功率）借灵活交流输电装置控制潮流晶闸管投切可控串联电容可控移相器综合潮流控制器调整控制潮流的手段3.5 电力网络潮流的调整控制本章总结电力线路和变压器运行状况的计算与分析。
辐射型网络的潮流计算环型网络的潮流计算电力系统潮流的调整控制4节点输电网络节点输电网络典型电网输配电网节点图4节点配电网络节点配电网络典型电网输配电网节点图。