新编-电力系统分析穆刚简单电力网络的计算和分析-精品课件.ppt

1、课程负责人：穆课程负责人：穆 钢钢 教教 授授申申 报报 单位：东北电力大学单位：东北电力大学 简单电力网络的计算和分析2022-7-222022-7-22问题的提出问题的提出简单电力网络接线图2022-7-222022-7-22L12电力线路的物理模型电力线路的物理模型和等值电路电力线路的物理模型和等值电路电力线路和变压器运行状况的计算和分析电力线路和变压器运行状况的计算和分析21型等值电路PZL2jBG 2jBG 2022-7-222022-7-22图31中，设末端电压为 ，末端功率为 ，则末端导纳支路的功率为2S222222121jBUGUSy22222QjPSSSyzZzQjPXUQP

2、jRUQPS2222222222222U2022-7-22始端导纳支路的功率为11212112121yyyQjPjBUGUS11111jQPSSSy1121QjPSSSz未知量，未知量，怎么求呢？怎么求呢？2022-7-222.电力线路的电压降落计算电力线路的电压降落计算 电压降落:线路始末两端电压的相量差.21UdUU或2022-7-22UjUUU)(21UUXQRP222UUXQRP222取与实轴重合，如图32。则由ZUSUU2221)()()(222222222221UXQRPjUXQRPUjXRUQjPUU2022-7-2220U220UUUjUUU21221UUU%1001NNUUU

3、%1002NNUUU3.衡量电压质量的指标衡量电压质量的指标2022-7-22二、电力线路上电能损耗二、电力线路上电能损耗RUQPPL222TRUQPWL222323232322222221212121)()()(tjXRUQPtjXRUQPtjXRUQPWtttttttttLLWLPT2022-7-22maxmaxPWL 表31所列就这种最大负荷损耗时间 与最大负荷利用小时数 的关系.maxTmaxmaxTmax2022-7-225600570058005900595070004850500051005200525065004200435045004600465060003600375039

4、504000410055003000320034003500360050002500270029003000315045002000220024002600275040001600180020002150235035001250140016001800200030009501100125015001700250070080010001200150020001.000.950.900.850.80)(maxhTcoscos表31 最大负荷损耗时间 与最大负荷利用小时数 的关系)(maxhTmaxmaxT有表可见,不仅与 有关,还与线路传输功率的功率因数有关.2022-7-22%100%10021

5、WWWWWZZZW22022-7-22电力变压器的物理模型和等值电路电力变压器的物理模型和等值电路型等值电路21ZTTTjBG T12变压器的物理模型三.变压器的功率损耗、电压降落2022-7-22zZzQjPXUQPjRUQPS222222222222变压器的功率损耗变压器的功率损耗2022-7-221121QjPSSSz1121211yyyQjPjBUGUS始端导纳支路的功率为11111jQPSSSyu仅希注意，变压器励磁支路的无功功率与线路支路的无功功率符号相反。2022-7-22变压器阻抗支路电压降落变压器阻抗支路电压降落222UXQRPUT222UXQRPUT2221)()(UUUU

6、 各物理量各物理量意义见意义见2022-7-22222UXQRPU1.由电压损耗纵分量由电压损耗纵分量 可知降低电压损耗的方法有：可知降低电压损耗的方法有：提高电压等级；增大导线截面积；减小线路中流提高电压等级；增大导线截面积；减小线路中流过的无功功率过的无功功率。222UXQRPU讨论：讨论：2022-7-22线路线路(变压器变压器)两端电压相角差；主要取决于输两端电压相角差；主要取决于输送的有功功率。送的有功功率。线路线路(变压器变压器)两端电压幅值差，主要取决于输两端电压幅值差，主要取决于输送的无功功率；送的无功功率；22UXQU22UXPU2022-7-22第二节第二节 辐射型和环型网

7、络中潮流分布辐射型和环型网络中潮流分布辐射形网络接线图举例2022-7-22一一.简单辐射形网络的潮流计算简单辐射形网络的潮流计算简化等值电路jBL/2jBL/2ASAUDUDSASBSBUBS 0SBSZLZTABDCSBLTTDSAASDCBS简单辐射形网络接线图2022-7-22辐射形网络电压、功率的关系辐射形网络电压、功率的关系:非线性非线性迭代迭代解解1.已知同一点的电压、功率:递推计算ASAUDUDS2022-7-22两步计算:设全网为额定电压,计算功率损耗(不计电压损耗),推算全网功率分布、始端功率;由始端电压、功率向末端推算电压损耗(不再另算功率损耗),计算各母线电压。UUN末

8、U末UN2022-7-22TL121.变电所的运算负荷简化等值电路1UP2S0S2U2S12ZTZL1S1S2022-7-22变电所等值负荷变电所等值负荷:T21SSS变电所运算负荷变电所运算负荷:P211SSS)2Bj(USL2NP2等值负荷等值负荷+一次母线所连线路充电功率的一次母线所连线路充电功率的1/2其中其中2022-7-222.发电厂的运算功率发电厂的运算功率1SfS12LTDS0SP1S1SDSfSZLZT122S简化等值电路2022-7-22发电厂等值功率:TD11SSSS发电厂运算功率:P112SSS)2Bj(USL2NP1等值功率 升压母线所连的线路充电功率的1/2。202

9、2-7-22三.闭环形网络中的潮流分布例简单环式网络接线图举2022-7-22（1）设全网为额定电压,不考虑功率损耗,求网络的基本功率分布;（2）依基本功率分布,在功率分点将闭式网打开,分别按开式网计算.u闭环形网络可分为闭环形网络可分为:两端供电网和简单环式两端供电网和简单环式网络网络2022-7-221、两端供电网的基本功率分布、两端供电网的基本功率分布两端供电网络接线图2022-7-2234322321241)()(ZIIIZIIZIduUULDLDaLDaa34231233423423)(ZZZduIZIZZILDLDaU44S1SSaZ3114?1Z23Z12SbSLD2SLD3Ia

10、U123简化等值电路2022-7-2231231234334232)(ZZZudUZSZZSIUSNLDLDaNa31231234334232)(ZZZZSZZSLDLD312312ZZZudUNCSNUUUUU4321则有2022-7-22LD2a23SSS41LD3LD2SSSS 无功分点：不计损耗不计损耗基本功率分布:不计功率损耗的分布,反映电流分布功率分点:功率从两侧供给有功分点:2022-7-22Z)UU(UZZSZ)UU(UZZSA1A2Nn1mmbA2A1Nn1mmmaSSm推广到n个负荷节点:2022-7-22简单环式网络接线图2、环网的基本潮流分布 2022-7-22Ia1S

11、LD2SLD3Sa23I23ILD2ILD3I312022-7-22NUUUU321312312233123131)(ZZZZZSZSIUSLDLDaa31231212233122)(ZZZZZSZSSLDLDb2022-7-22设忽略网络中的功率损耗223LDaSSS32331LDSSS，打开网络成辐射网：Sa12Z12SLD231Z23SbSLD113 Z2022-7-22设节点2为功率分点，则在2点将环网打开:Sa12Z12SLD2Z3131Z23SbSLD3SLD22aLDSS2322SSLD 图中2022-7-22说明功率的自然分布各段线路负荷的分布取决于阻抗循环功率Ud闭式网的基本

12、功率分布：两端电源电压相等时的自然功率分布+与负荷无关的循环功率2022-7-22Udu 的产生：两端供电；环路中变压器变比不匹配。A12A2CSUd1SE121KK 1AA1KUU2AA2KUU如：如：，则：A11A2 1:K11:K2T1T2A21SAU2SCSCS)K(KUUdE21A选择正方向如图，则：2022-7-22第三节第三节 电力网络的简化方法及其应用电力网络的简化方法及其应用等值电源法图263 等值电路等值电路iU2S1SlS1E2ElEiZ1iZ2liZlSSS21 iEiZiUilSSS212022-7-22mmlmiZZEE1milmiZZ1112022-7-22一个负

13、荷移置两处图273 jSjSikjiSikZkjZ2jZiZ112iS移置后)(b;kjikkjkizzzSSkjikikkjzzzSSiSkSikZkjZ2 jZiZ1j12ikjS移置前a()2022-7-22jSikjiSikZkjZ2jZiZ112移置前)(a两个负荷移置一处图283 jiSSikjikZkjZ2jZiZ112移置后)(bjiiijkjjijijikSSSzzSSSzz或2022-7-22第四节 电力网络潮流的调整控制2022-7-22一.调整控制潮流的必要性3123123133123212)(llllPllPPPa3123123133123212)(llllQllQQ

14、Qa31231223312313)(ZZZZZSZSSa31231223123122)(ZZZZZSZSSb2022-7-22这时的网络损耗为:312232232232222212222)()()()(rUQQQPPPrUQQPPrUQPPNaaNaaNaa,0aPP0aQP312312313312320.)(rrrrSrrSSa312312122122330.)(rrrrSrrSSb2022-7-22有功功率损耗最小时的功率分布应按线段的电阻分布而不是阻抗分布.由上述可见2022-7-22二.潮流调控的措施 作用:限流,串联在重载线路上可避免该线路过载.作用:以容抗抵偿线路感抗,起转移其他重

15、载线路流通功率的目的.串联电抗作用:产生一环流或强制循环功率.串联电容附加串联加压器2022-7-22 目前,随着电力电子技术的迅速发展,为潮流控制提供了新的可供选择的方案.1.晶闸管控制串联电容器可控补串的原理结构图 电力系统中广泛采用的潮流调控措施有:利用对晶闸管触发利用对晶闸管触发相位的控制相位的控制,与电与电容器一起形成一个容器一起形成一个可调节的容抗可调节的容抗,用用来补偿输电线路的来补偿输电线路的感抗感抗2022-7-222.静止同步补偿器 由交流器组成的无功补偿装置,既可发无功功率,又可发有功功率,而且调节灵活方便3.高压直流输电l直流输电线路的投资在于两端的换流站,对长距离输电,直流要比交流输电经济性好.与交流输电相比,直流输电有以下主要优点:2022-7-22l直流输电通过控制晶闸管的触发长度,可以快速地控制线路所传输的功率l长距离的交流输电线路存在严重的稳定性问题,而直流输电则不存在或减轻了稳定性问题.l应用直流输电线路不会增大系统的短路容量