电力网的电压和功率分布资料课件.pptx
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- 电力网 电压 功率 分布 资料 课件
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1、第三章第三章 电力网的电压和功率分布电力网的电压和功率分布潮流计算(基本原理)潮流计算(基本原理) 网络元件的电压降落和功率损耗网络元件的电压降落和功率损耗 开式网络的电压和功率分布开式网络的电压和功率分布 闭式网络的电压和功率分布闭式网络的电压和功率分布 多级电压环网的功率分布多级电压环网的功率分布 电力网的电能损耗电力网的电能损耗3.1.1网络元件的电压降落1.电压降落 元件首末端两点电压的相量差。3.1 网络元件的电压降落和功率损耗网络元件的电压降落和功率损耗1V1S1IRjX2S2I2VLDS1221()()VVRjX IRjX I)()(2221jXRVSVV 22222222222
2、1)()(VRQXPjVXQRPVjXRVjQPVV 22*222jQPIVS 1V1S1IRjX2S2I2VLDS以以V V2 2为参考相量为参考相量122()VVRjX I 22222222VRQXPVVXQRPV 12221VVVVV 222221)()(VVVV 2221VVVtg 2V 2V 22222221VRQXPjVXQRPVV 因此因此, , 由末端电压和功由末端电压和功率可求得首端电压率可求得首端电压电压降落纵分量电压降落纵分量电压降落横分量电压降落横分量1221()()VVRjX IRjX I由线路首端参数求末端电压由线路首端参数求末端电压*121111112111111
3、1111112()()()SVVI RjXVRjXVPjQVVRjXVPRQ XPXQ RVjVVVVVV以以 为参考相量为参考相量1V1221()()VVRjX IRjX I同样,也可由首端电压和功率求得末端电压21112VVVVV212112)()(VVVV1111VVVtg 11111111VRQXPVVXQRPV 两种分解两种分解2V2V2V1V1V1V特别注意特别注意: :计算电压降落时计算电压降落时, ,必须用同一端的电压与功率必须用同一端的电压与功率. . 22222222VRQXPVVXQRPV 11111111VRQXPVVXQRPV VQRPXVVQXPRV 1211121
4、112VVVVVVVVVV电压降落公式的简化高压输电线路的特性高压输电线路的特性 XR, ,可令可令R 0, ,则电压降落则电压降落 VQRPXVVQXPRV 说明:引起电压降落的纵分量的原因是因为传送无说明:引起电压降落的纵分量的原因是因为传送无功功率,引起电压降落的横分量的原因是因为传送功功率,引起电压降落的横分量的原因是因为传送有功功率;或者说,元件两端存在电压幅值差是传有功功率;或者说,元件两端存在电压幅值差是传送感性无功功率的条件,存在电压相位差是传送有送感性无功功率的条件,存在电压相位差是传送有功功率的条件。功功率的条件。 说明什说明什么?么?12221VVVj VV QXVVPX
5、VV2电压损耗和电压偏移 电压损耗电压损耗: :两点间电压幅值之差两点间电压幅值之差 或表示为百分值或表示为百分值: : 电压偏移电压偏移: :网络中某节点的实际电压与网网络中某节点的实际电压与网络该处额定电压之差络该处额定电压之差OADBG1V2V2V%100(%)1 NNVVV电压偏移电压偏移%100%21 NVVVV122VVVAGV 3.1.2. . 网络元件的功率损耗网络元件的功率损耗1V1BQj2Bj1, 1ISjXR2, 2IS2V2Bj2BQj线路线路VTjBTGIS,RT+jXT变压器变压器1211 网络元件的功率损耗包含电流通过元件的电阻和等值电抗网络元件的功率损耗包含电流
6、通过元件的电阻和等值电抗时产生的功率损耗和电压施加于元件的对地等值导纳时所产生时产生的功率损耗和电压施加于元件的对地等值导纳时所产生的损耗。的损耗。1. 电流流过元件串联阻抗产生的功率损耗)()()(22222jXRVSjXRIS )(222222jXRVQP )(212121jXRVQP XVQPjRVQP222222222222 QjP 线路末端有功功率线路末端有功功率P2与线路首端输送有功功率与线路首端输送有功功率P1之比,之比,为线路输电效率。输电效率为线路输电效率。输电效率21100%PP*222/ISV2 电压加在并联导纳产生的功率损耗20)(VjBGSTT NSIjPQjPS10
7、0%00000 直接用变压器空载试验数据计算直接用变压器空载试验数据计算21211BVQB 22212BVQB 线路线路负号?负号?变压器变压器3.2 开式网络的电压和功率分布开式网络的电压和功率分布任务?任务?开式网络及其等值电路开式网络及其等值电路电压和功率分布的计算电压和功率分布的计算降压变降压变的处理的处理(1)用)用VN求得各点的运算负荷求得各点的运算负荷(2)从末段线路开始,用)从末段线路开始,用VN依次计算各段线路依次计算各段线路的功率损耗的功率损耗(3)用)用VA和已求得的功率分布,从和已求得的功率分布,从A点开始逐点开始逐段计算电压降落,求得段计算电压降落,求得Vb Vc和和
8、Vd(4)求得)求得Vb和和 Vc 、Vd代替代替VN重复(重复(1)(3)1 1、同级电压的开式电力网、同级电压的开式电力网Abcd123 S L D b S L D cS L D d221NiBiVBQ 33221BLDddBBLDccBBLDbbQjSSQjQjSSQjQjSSbcdS L D dA R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2j B1/2j B2/2j B2/2j B3/2j B3/2 S L D b S L D c QB1(1)用)用VN求得各点的运算负荷求得各点的运算负荷,bcdS S S为节点为节点b、c、d的运算负荷的运算负荷对应节点对应节点c的运算负
9、荷的运算负荷S L D dA R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2j B1/2j B2/2j B2/2j B3/2j B3/2 S L D b S L D c QB1S d R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2bcd S b S cS3 S3 S1 S2 S1 S2 A SS ,SS 111112112b1222222223c2333332333LNLLNLLNLdSSS),jXR()VS(S,SSSS),jXR()VS(SSSSS),jXR()VS(S,SS 从末段线路开始,用从末段线路开始,用V VN N依次计算各段线路的功率损耗依次计算各段线路的功率损
10、耗S d R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2bcd S b S cS3 S3 S1 S2 S1 S2 A22222222222211111111 , ,)V()VV(VVRQXPVVXQRPV)V()VV(VVRQXPVVXQRPVbcbcccbbcbbcAbAbAbAAbAAb S d R1+ jX1R2 +jX2R3+ jX3j B1/2bcd S b S cS3 S3 S1 S2 S1 S2 A用用V VA A和已求得的功率分布,从和已求得的功率分布,从A A点开始逐段计算电压降落,点开始逐段计算电压降落,求得求得V Vb b、 V Vc c和和V Vd d含负荷变压
11、器的计算含负荷变压器的计算T1T2T3AbcdSLDbSLDcSLDdSTS0SLDdLDdS 02000%() () , 100LDLDTLDTTTNNSSSSISSRjXSPjSV 首先计算出对应高压侧的负荷功率,再求相应的运算功率dLDdB3LDB3B2LDbB2B1cbSSj QSSj Qj QSSj Qj Q T1T2T3AbcdSLDbSLDcSLDdLDdS如果节点如果节点b b接发电机接发电机210BBbTbGbQjQjSSSS 最大电压损耗和电压最低点的电压最大电压损耗和电压最低点的电压b cdScSdSbjQB1 Z1 Z2 Z3 A SdSb Sc d b c 1 3 2
12、A L-1 bT c d SLD L-22 2、两级电压的开式电力网、两级电压的开式电力网 A R1+jX1 ZTR2+jX2j B1/2j B1/2j B2/2bc dj B2/2cS0SLD方法一:方法一:包含理想变压器,计算时,经过理想变压包含理想变压器,计算时,经过理想变压器功率保持不变,两侧电压之比等于实际变比器功率保持不变,两侧电压之比等于实际变比k k。手算时,该方法最简便,不需要进行折算手算时,该方法最简便,不需要进行折算 A R1+ jX1 ZTR2+ j X2j B1/2j B1/2j B2/2b d j B2/2cS0方法二:方法二:将线路将线路L L2 2的参数归算到的
13、参数归算到L L1 1电压级电压级222222222k/BBXkXRkR A L-1 bT c d SLD L-2注意:注意:计算得到的计算得到的c、d的电压是线路的电压是线路1电压等级下的电压等级下的,还需折算到线路,还需折算到线路2的电压等级下的电压等级下方法三:方法三:用用型等值电路处理型等值电路处理 A R1+ jX1 ZT/kR2+ j X2jB1/2jB1/2jB2/2b djB2/2c ZT kk ZT 1kSLD0S 例例3 31 1例例32A L-1 bT c d SLD L-23.3 闭式网络的电压和功率分布闭式网络的电压和功率分布1 1、两端供电网络的功率分布、两端供电网
14、络的功率分布(1) (1) 不计功率损耗的功率初分布不计功率损耗的功率初分布2.1.2.1.IIIIIIIZIZIZVVAAA2A1ZZZIS.,IS.,IS.,1., 1IS2., 2ISZZZVVZZZIZZIZIZZZVVZZZIZIZZIAAAA1.2.2.1.2.1.2.1.)()(SSZZZVVVZZZSZZSZSSSZZZVVVZZZSZSZZSCLDNAACLDNAA*1*2*2*1*2*1*2*1*)()()()(忽略功率损耗,忽略功率损耗, 可得:可得:1SSS由前面的方程组可解出由前面的方程组可解出循环功率循环功率由负荷决定的功率由负荷决定的功率忽略功率损耗的功率分布计算
15、式忽略功率损耗的功率分布计算式同一线路上电流相同,同一线路上电流相同,但由于存在功率损耗,但由于存在功率损耗,线路上功率不同,假设线路上功率不同,假设线路上电压均为线路上电压均为V VN N,不,不考虑功率损耗考虑功率损耗*NSVISSZZZVVVZZZSZZSZSSSZZZVVVZZZSZSZZSCLDNAACLDNAA*1*2*2*1*2*1*2*1*)()()()(A2A1ZZZIS.,IS.,IS.,1., 1IS2., 2IS第一部分由负荷功率和网络参数确定,每一个负荷的功率第一部分由负荷功率和网络参数确定,每一个负荷的功率都以该负荷点到两个电源点间的都以该负荷点到两个电源点间的阻抗
16、共轭值成反比阻抗共轭值成反比的关系的关系分配给两个电源点,而且可以逐个地计算,分配给两个电源点,而且可以逐个地计算,第二部分与负荷无关,它可以在网络中负荷切除的情况下第二部分与负荷无关,它可以在网络中负荷切除的情况下,由两个供电点的电压差和网络参数确定。,由两个供电点的电压差和网络参数确定。(2) 计及功率损耗的功率分布 功率分点:功率由两个方向流入的节点功率分点:功率由两个方向流入的节点。 有功分点和无功分点可能出现在不同节点。(由有功分点和无功分点可能出现在不同节点。(由不考虑损耗的功率分布计算结果确定)不考虑损耗的功率分布计算结果确定) 将网络在功率分点处解开,形成两个开式网络,将网络在
17、功率分点处解开,形成两个开式网络,用前述的开式网络计算方法进行计算。用前述的开式网络计算方法进行计算。A2A1SSS S S S122S1SSA2A1ZZZIS.,IS.,IS.,1., 1IS2.,2IS闭式网络的计算过程闭式网络的计算过程功率损耗的计算中,若电功率损耗的计算中,若电压未知,用压未知,用VN代入代入2.沿线有k个负荷点的情况A1A2ZiZiZS1SiSkkSSZVVVZSZSSSZVVVZSZSCLDNAAkiiCLDNAAkiiii*1*2*1*2*1*1*)()( SIISZi、Zi分别为第分别为第i个负荷点到供电点个负荷点到供电点A2和和A1的总阻抗的总阻抗简化方法(1
18、) (1) 将实部和虚部分开将实部和虚部分开, ,便于计算便于计算LDLDkiiiiiLDjQPMBNGjNBMGjQPjXRjBGS1111)()()()(kiiiiiXQRPM1)(kiiiiiRQXPN1)(22XRRG22XRXBLDLDLDjQPMBNGjNBMGSIIIIII)()()(1iikiiiXQRPMkiiiiiRQXPN1)(简化方法简化方法(2) ,且网络为均一网且网络为均一网( (各段线路的各段线路的R与与X的的比值相等比值相等) )结论:结论:在均一电力网中有功功率和无功功率的分布彼在均一电力网中有功功率和无功功率的分布彼此无关。而且可以只利用各线路的电阻(或电抗
19、)计此无关。而且可以只利用各线路的电阻(或电抗)计算。算。12AAVV1111111(1)(1)kkkkiiiiiiiiiiiiiikkkiiiiiiiiijjjjXS RQS RP RRRSXRRRRRQS RP RRSRRR*1*kiiiSZSZ(3) (3) 各段线路的单位阻抗相等各段线路的单位阻抗相等结论:结论:各段线路单位长度的阻抗值相等的均一网的功各段线路单位长度的阻抗值相等的均一网的功率分布仅与各段长度有关。率分布仅与各段长度有关。*01111*0111kkkkiiiiiiiiiiiikkkiiiiiiiiijjQSlS lllZPSllllZQS lllPSlll5. 闭式网的
20、电压损耗闭式网的电压损耗 与开式网计算方法相同,一般可用电压与开式网计算方法相同,一般可用电压降落的纵分量表示。降落的纵分量表示。 有功和无功分点在同一处时有功和无功分点在同一处时, ,功率分点处功率分点处的电压最低;的电压最低; 若不在同一点,则需分别计算实际电压若不在同一点,则需分别计算实际电压值,确定电压最低点。值,确定电压最低点。例例3 33 3例例3 34 4MVASN20 MVAjS6 . 005. 00 84. 4TR 5 .63TXMVASN10 MVAjS35. 003. 00 4 .11TR 127TXMVAjSLDb1824 MVAjSLDc912 3.4 图图所示所示1
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