电力传输的基本概念.ppt

第十章电力传输的基本概念 介绍简单电力网络潮流分布的目的 物理概念 掌握各种简单电力网络潮流分布的手算方法 引言 问题的提出 主要内容 3电力网络的简化方法及其应用 4电力网络潮流的调整控制 2辐射型和环型网络中潮流分布 1电力线路和变压器运行状况的计算和分析 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 第一节 1 电力线路的功率损耗计算 一 电力线路的功率损耗和电压降落 图3 1中 设末端电压为 末端功率为 则末端导纳支路的功率为 阻抗支路末端的功率为 阻抗支路中损耗的功率为 始端导纳支路的功率为 始端功率为 阻抗支路中始端的功率为 未知量 怎么求呢 2 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 则上式可改写为 再令 取与实轴重合 如图3 2 则由 可得 电压降落 电压损耗 电压偏差 电压调整 其中为线路末端空载时的电压数值 3 衡量电压质量的指标 二 电力线路上电能损耗 式中为电能损耗 为有功功率损耗 为时间 更为精确的计算方法如下式 另一种方法是由最大负荷利用小时数与最大负荷时的功率损耗求得 即 其中 可以根据最大负荷利用小时数直接查取最大负荷损耗时间 表3 1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 表3 1最大负荷损耗时间与最大负荷利用小时数的关系 有表可见 不仅与有关 还与线路传输功率的功率因数有关 求出电能损耗后就可求出另一个标志经济性能的指标 线损率 式中为线路末端输出的电能 电力变压器的物理模型和等值电路 三 变压器的功率损耗 电压降落 阻抗支路末端的功率为 变压器的功率损耗 阻抗支路中始端的功率为 始端导纳支路的功率为 始端功率为 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 变压器阻抗支路电压降落 类似电力线路的电压降落 变压器阻抗中电压降落的纵 横分量分别为 变压器始端的电压为 2 由电压损耗的纵分量 横分量 1 由电压损耗纵分量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 减小线路中流过的无功功率 讨论 线路 变压器 两端电压相角差 主要取决于输送的有功功率 线路 变压器 两端电压幅值差 主要取决于输送的无功功率 对于高压输电网 R X 则 第二节辐射型和环型网络中潮流分布 一 简单辐射形网络的潮流计算 简化等值电路 辐射形网络电压 功率的关系 非线性 迭代解 1 已知同一点的电压 功率 递推计算 已知始端电压和功率 已知末端电压和功率 2 已知一端电压与另一端功率 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 若结束 否则将作为继续回代 称该方法为 前推回代法 二 运算负荷与运算功率 1 变电所的运算负荷 简化等值电路 变电所等值负荷 变电所运算负荷 等值负荷 一次母线所连线路充电功率的1 2 其中 2 发电厂的运算功率 简化等值电路 发电厂等值功率 发电厂运算功率 等值功率 升压母线所连的线路充电功率的1 2 三 闭环形网络中的潮流分布 基本解题思路 两步计算 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 闭环形网络可分为 两端供电网和简单环式网络 1 两端供电网的基本功率分布 其中 为功率的自然分布 为强制功率 假设 则有 无功分点 说明 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 称上式为潮流计算的 负荷矩公式 推广到n个负荷节点 2 环网的基本潮流分布 环网等效电路的潮流分布 设1 2 3节点电压相等 环网初功率分布 同理 由负荷矩公式可得 设忽略网络中的功率损耗 打开网络成辐射网 设节点2为功率分点 则在2点将环网打开 找功率分点 环路上电压最低点 图中 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 取决于电压差的取向 闭式网的基本功率分布 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 的产生 两端供电 环路中变压器变比不匹配 如 则 选择正方向如图 则 第三节电力网络的简化方法及其应用 一 等值电源法 等值电路 图中等值电源和等值电抗分别为 二 负荷移置法 将一个负荷移置两处 两处的负荷由下式确定 将两个负荷移置一处 该处的位置由下式确定 第四节电力网络潮流的调整控制 两端供电网 电源容量受到限制 辐射形网络 潮流取决于负荷 环形网络 潮流按阻抗分布 一 调整控制潮流的必要性 1 各线段导线单位长度参数相同时 2 各线段导线单位长度参数不相同时 这时的网络损耗为 令 可求得有功功率损耗最小时的功率分布 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 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 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 电力系统中广泛采用的潮流调控措施有 利用对晶闸管触发相位的控制 与电容器一起形成一个可调节的容抗 用来补偿输电线路的感抗 2 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 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