3电力系统潮流分布解读课件.ppt
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- 电力系统 潮流 分布 解读 课件
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1、第三章第三章 电力系统的潮流分布电力系统的潮流分布 电力系统潮流分布:电力系统潮流分布:是描述电力系统运行状态的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、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:电力网潮流分布计算:是针对具体的电力系统,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,求解电力网中功率以及发
2、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其它各母线的电压、各条线路中的功率以及功率损耗等。损耗等。有助于全面准确地掌握电力系统中各元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。的调压措施,经济合理的调整负荷。相关基本概念相关基本概念电力系统的负荷常用功率形式表示电力系统的负荷常用功率形式表示:有功功率有功功率 单位:单位:kW或或MW无功功率无功功率 单位:单位:kvar或或Mvar视在功率(单位:视在功率(单位:kVA或或MVA)sin3cos3PUIQ
3、UIUIQPS322相关基本概念相关基本概念单相负荷(复功率)单相负荷(复功率)感性负荷时电流滞后电压,感性负荷时电流滞后电压,容性负荷时电流超前电压,容性负荷时电流超前电压,三相负荷:三相负荷:*IUS)其中表示以(sincos,UjQPjUIUISjIeIjUejQPUIjUISsin3cos3QQQQ取负号,补偿,取正号,消耗,00第一节第一节 电力线路运行状况的分析与计算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。阻抗
4、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。功率损耗的存在对电力系统运行不利。一方面迫使投入运行的发电设备容量要大于用户的一方面迫使投入运行的发电设备容量要大于用户的实际负荷,从而需要多装设发电机组,多消耗大量实际负荷,从而需要多装设发电机组,多消耗大量的一次能源;的一次能源; 另一方面它产生的热量会加速电气绝缘的老化。这另一方面它产生的热量会加速电气绝缘的老化。这一损耗过大时,还可能因过热烧毁绝缘和熔化导体,一损耗过大时,还可能因过热烧毁绝缘和熔化导体,致使设备损坏,影响系统的安全运行。致使设备损坏,影响系统的安全运行。所以运行中要设法降低电力系统中的功率损耗。所
5、以运行中要设法降低电力系统中的功率损耗。求电力线路功率损耗:求电力线路功率损耗:。和,求始端和若已知线路末端的11222022SUjQPSUU线路末端导纳中的功率损耗线路末端导纳中的功率损耗线路首端导纳中的功率损耗线路首端导纳中的功率损耗 阻抗中的功率损耗阻抗中的功率损耗2222UBQBXUQPXUSXIzQRUQPRUSRIzP2222222)22(232222222)22(232112UBQB末端导纳支路功率损耗:末端导纳支路功率损耗:阻抗支路末端的功率:阻抗支路末端的功率:*阻抗支路损耗的功率:阻抗支路损耗的功率:阻抗支路始端的功率:阻抗支路始端的功率:始端导纳支路损耗的功率:始端导纳支
6、路损耗的功率:始端功率:始端功率:要求要求Sy1和和S1,必须先求始端电压必须先求始端电压U1:线路阻抗上的电压降落为:线路阻抗上的电压降落为:*2222220IUSUUZIUdo和,由令令始端电压的模值和始末两端电压夹角:始端电压的模值和始末两端电压夹角:对于对于110KV及以下电力网,及以下电力网,U对电压降落影响可忽略,则对电压降落影响可忽略,则UUUtgUUUU212)(2)2(10222221UXQRPUUUU同理可由始端电压和功率求取末端电压和功率:同理可由始端电压和功率求取末端电压和功率:实际工程计算:实际工程计算:线路的电压损耗百分值:线路的电压损耗百分值:线路的电压偏移:线路
7、的电压偏移:1221UUUUUU%100%21NUUUU%100%NNUUU电压偏移2.电力线路的电能损耗电力线路的电能损耗由于电力负荷随时变化,功率由于电力负荷随时变化,功率损耗也是时间损耗也是时间t的函数。全年电的函数。全年电能损耗可用能损耗可用折线法折线法求。即设每求。即设每一时段内的功率损耗是个常数:一时段内的功率损耗是个常数:另外还有另外还有最大功率损耗时间法最大功率损耗时间法(书(书P62)tRUQPtPW22222222218760012121)(tRUQPtRUQPdttPW工程计算中常采用经验公式求电能损耗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
8、得按负荷特性(功率因素)从手册中查得最大负荷利用小时数最大负荷利用小时数Tmax;2.求求年负荷率年负荷率f;3.按经验公式求按经验公式求年负荷损耗率年负荷损耗率F;4.求全年的电能损耗。求全年的电能损耗。5. 线损率线损率(经济性能指标):始端输入电能(经济性能指标):始端输入电能W1,末端输出电能,末端输出电能W28760maxmax8760maxmaxmax8760TPTPPWf)4 .01 .0(max87602)1 (经验数据,一般取kPWzfkkfF)max8760(PFzW100W2W1001WzWzWz线损率第二节第二节 变压器中的功率损耗计算变压器中的功率损耗计算 变压器中的
9、功率损耗包括阻抗中变压器中的功率损耗包括阻抗中的功率损耗与导纳中(励磁支路)的功率损耗与导纳中(励磁支路)的功率损耗两部分。的功率损耗两部分。若已求出变压器等值电路的阻抗若已求出变压器等值电路的阻抗ZTRT+jXT及导纳及导纳YTGT-jBT,阻,阻抗上的功率损耗计算可以采用求线抗上的功率损耗计算可以采用求线路阻抗中功率损耗的计算公式路阻抗中功率损耗的计算公式XUQPXUSXzIzTQRUQPRUSRzIzTP2222222)22(232222222)22(23第三节第三节 辐射形网络中的潮流分布辐射形网络中的潮流分布电力系统的潮流分布计算,是通过已知的电力系统的潮流分布计算,是通过已知的网络
10、参数(指系统各元件的网络参数(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科学、安全、经济地进行系统规划设计和运行调度。运行调度。辐射形(不构成闭环)电力网络: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简单电力系统辐射网络等值图常用公式:常用公式:XUQPjRUQPzS222222功率损耗:阻抗支路 注:式注:式和式和式中中P、Q、U一定用同一点的值
11、。一定用同一点的值。辐射网络潮流分布的计算步骤: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由已知电气接线图作等值电路2. 作出简化的等值图作出简化的等值图3. 用逐段推算法推算潮流分布用逐段推算法推算潮流分布1)已知末端功率)已知末端功率S4和电压和电压U4时,计算过程如下:时,计算过程如下:2)已知末端功率)已知末端功率S4和始端电压和始端电压U1时,须要通过两时,须要通过两端来回反复推算,逐渐逼进:端来回反复推算,逐渐逼进:a) 近似计算,分两步,先设近似计算,分两步,先设U4、U3 、U1 为各自为各自UN即全网为即全网为额定电压,计算额定电压,计算S1,然后逐级计算,
12、然后逐级计算Ub) 准确计算,利用方法准确计算,利用方法1)来回反复推算)来回反复推算对多端网络的处理对多端网络的处理多端网络:网多端网络:网络中不只一个络中不只一个负荷一个电源。负荷一个电源。可先进行网络可先进行网络等值功率等值功率等效等效变换,化简为变换,化简为辐射形网络的辐射形网络的形式然后计算形式然后计算(变电所)运算负荷功率处理(变电所)运算负荷功率处理(负荷侧功率为已知)(负荷侧功率为已知)(发电厂)运算电源功率处理(发电厂)运算电源功率处理(电源侧功率为已知)(电源侧功率为已知))2()1(21lQjlQjSSlSlSSS2121lQjlQjGSGSlSlSGSGS第四节第四节
13、闭环网中的潮流分布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。网。具有可靠性、灵活性、经济性。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(通过通过变电所运算负荷功率处理变电所运算负荷功率处理和和发电厂运算电源功率处理发电厂运算电源功率处理将变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:计算步骤:复杂的多环网复杂的多环网化简成单环网化简成单环网 在
14、环中某在环中某电源点拉开等效成两端供电网电源点拉开等效成两端供电网找出功率分点找出功率分点进一进一步分解成两个辐射网络进行推算步分解成两个辐射网络进行推算一一.闭环网的初步潮流分布闭环网的初步潮流分布在假设全网电压为额定电压的条件下,在假设全网电压为额定电压的条件下,不考虑电压损耗和功率损不考虑电压损耗和功率损耗耗,求得网络中的流动功率分布,称初步潮流分布。,求得网络中的流动功率分布,称初步潮流分布。闭环网可以等效成闭环网可以等效成两端供电网,两端供电网,可先求出两侧注入功率,然后求可先求出两侧注入功率,然后求各之路的流动功率各之路的流动功率1.两端电压相等时的两端电压相等时的功率分布功率分布
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