环形网络功率分布

1、二、环式网络中的功率分布环网包括环式接线方式及两端供电方 式。在进行计算之前（如图3-17（a） P113）,首先需要对网络进行简化。 即：假设全网电压为额定电压，计算各 发电厂运算功率和各变电所的运算负 荷，简化图为3-17 （d）对图3-17（d）单一环网，列一回路方程式：0= Zi2la Z23（la - l2）Zi3（d I2 一 13） 式中：la 从节点1流向节点2的 电流12、13 从节点2、3流出网络的电流电压，则I =上式改写为:UnSU* *0 二 Z12 Sa Z23(Sa设全网电压均为额定* * * *S2) Zi3(Sa_ S2一 S3)*求解：S昇(Z23+Z13)

2、S2+Z13S3*Z23* *Zl2 Z13如果把上述简化图中的节点1分开， 得图 3-18（ P114）,且乙=乙3+Z31 ； Z3=Z?1 ；乙=Z12+Z?3+Zj1*S zm厶m*Zz* * 则：Sa - Z2$ Z33m=2(1)相似地：设流经阻抗Z31的功率为Sb如上 图，则： Z 2 * 1 2 * * S2 Z 3 S3 Sb厂m=2*Sm Zm(3) 如果网络中所有线段单位长度的 参数完全相同，则式(1)( 2)可以改写为： Smlm lzSb =Sml mlz从而:PaPmlC 一 Qml mQaPm mQr1 ml z式中：lm, lm，h分别与Zm，Zm，Z相对应的线

3、路长度(4) 在求得Sa或Sb后，在不考虑功率 损耗的情况下，即可求取环网各线段中 流通的功率，从而可以找到某一节点处 两侧功率均流向该节点，这种节点称为 功率分点；通常有功分点和无功分点不 一致，则以“”和“”分别表示有 功、无功功率分点。三、两端供电网络中的功率分布见图 3-19(a)(b) P115两端供电网络可以等值为两端电压大 小不等，相位不同的回路电压不为零的 单一环网，如图319 (b)令：UrU4 = dU 则得dU = ZQa Z23(la l2)234(I3)考虑:*Un上式可以改写为:NdU*Z12 Sa* *Z23(Sa S2)* * *Z34(Sa_ S2- SSa*

4、(Z23 Z34)S2Z34 S3* * *Z12 Z23 Z34*UNdU* * *Z12 Z23 Z34相似地:* (Z12 Z23)S3Z12 S2Sb =* * *Z12 Z23 Z34*UNdU* * *Z12 Z23 Z34若令：*Sc= UNdU 则:Z工* *q =为 Sm Zm 丄 Sq = z SmZ mSSa*Sc*ScZZ说明；(1) 上式可以看成是两个功率分量的 迭加，其一是dU=O,即两端电压相等时 功率分量；其一是取决于dU和环网总电 抗z由勺功率分量Sc，称为循环功率。循 环功率的方向与dU的取向有关。(2)上式还可以用于计算环网中变压 器变比不匹配时的循环功率

5、，见图3-20(P116)。四、环行网络中的电压降落和功率损耗在工程实际中一般采用近似计算方 法。首先不考虑功率损耗，求网络功率 分布，找出功率分点；将环网在功率分 点解开，使之成为两个辐射形网络；然 后就如同辐射形网络那样进行功率损耗 和电压损耗的计算，这时运用的公式与 计算辐射形网络时完全相同。两个问题：1、当有功功率分点和无功功率分点不 一致时，由于高压网络中，电压损耗主 要是无功流动引起的，无功分点电压往 往比有功分点电压低，因此，以无功功 率分点为计算的起点。2、当已知电源端电压而不是功率分点 电压时，要再次设网络中各点电压均为额定电压，先计算各线段功率损耗，求 得电源端功率后，再运

6、用已知的电源端 电压和电源端功率，计算线段电压降 落。第四节电力网络潮流的调整控制上节已讲述，对辐射形网络，其潮流 分布取决于负荷大小；环行网络，潮流 是按阻抗分布；双端供电网络虽可以调 整电源功率及电压适当控制，但是调整 范围很小。从安全、优质、经济出发，网络潮流 需要控制。本节主要就简单网络介绍几种控制手段，这些方法同样适用于复杂 网络。一、调整控制潮流的必要性 1如图3-17（ P113）,当各线段参数完Pa 二 P12(l2 l31)P2l31P3112123 I31qq12= (l23l31)Q2l31Q3全相同时：I12 I23 I31P _ P _ l12P2(l12l23)P3

7、b 13 I12 I23 I31Q QI12Q2 (l12 b3)Q3I12 I23 I31Qb _ Q13 _右 l1 l12 ； “3 ：l23 ；而节点 2和节点3负荷相当，则P13和Q3会很 大，有可能过负荷。2当各线段参数不相同时：如图3-17。网络损耗P 可 Q2 r(Pa- F2)2 (Qa Q2)Pri2Un2r31r12Un(Pa P2 P3)2 (Qa Q2 Q3)Un2r23求P极小值：由PaP?Qa2F r12 UN2Qa_rr12Pz2(Pa- D)uNuN“ Px0,-Qar2(Pa P2r232UN2(Qa 一 Q2)2(Qa - Q：uNuNr23求解：Pa即:

8、（r23r31）P2r31P3（S3）Qr31Q3S a oSbo（r23r31）S2r31S3r12 r23 r31r12S2 （r12 r23）S3 r12 r23 r31结论:(1) 有功功率损耗最小时的功率分布 应按线段的电阻分布；(2) 不加控制时功率的自然分布不能 满足安全、优质、经济的要求。3、功率的强制分布: 为了克服有功损耗最小时功率分布不同于功率自然分布的问题，可以在自 然分布上迭加一强制循环功率Sfc，使结 果达到有功损耗最小。 Sa = Sa Sfc其、中*_ u N EcSfc*Z* * *eSfcZ = Sao Sa Z = EjEEcZ Ecx JEcyu Nu

9、N式中：E=x纵向附加电势E cy 横向附加电势说明：(1)附加电势吕x, E都可由附加串联 加压器产生。(2)由上可知:*Sfc 二 PfcjQ fc 二 EcU N(Ecx R-EcyX )U nR2 X2Ecx _ jEcy U n R - jX= N(EcxXEcyR )U NjR? X2对于高压线路有RvX得:Sfc二 PfcjQ fcEcyUXzEcxU NXzPfc 二EcyU NXzQfcECXU NXi改变电压的相位，主要能改变网络 中的有功功率的分布；改变电压的大 小，主要能改变网络中的无功功率的分 布。（3）如图3-46（a）（ P134）可见可以 用三种手段控制潮流分布

10、，即：串联电 容，串联电抗，附加串联加压器。其中：串联电容相当于抵偿线路的感 抗。由Sa计算式可见，若乙2；则Sa T, 缺点：过于频繁投切电容器组易引发事 故。串联电抗：与串联电容相反，主要是 限流，即：乙2 Sa缺点：对电压质量及稳定性有影响。而附加串联加压器作用主要在于产生 一强制功率，与自然功率分布迭加，从 而达到理想值。二、借附加串联加压器控制潮流工作原理如图3-47（ P134）,是有两 部分组成，即电源变压器和串联加压 器，前者取线路的相电压或线电压作为 串联加压器电源；后者将附加电势 EC串 联入线路。由于电源变压器串联加压器 均为三相，可以改变两者的接线，得到 30o，60o

11、调节效果。图348（ P135）为 一种联结方式，缺点：调节过于频繁， 会有困难。三、借灵活交流输电装置控制潮流（FACTS灵活交流输电系统：是指以晶闸管（即可控硅）置换传统交流输电系统中 各种机械式调节器和开关后所呈现的新 系统。是电力电子技术的发展而出现的 新型技术。1、可控串联电容：图3-49（a）（P135）借改变晶闸管的触发角，可平 滑地并在较大范围改变容抗。2、可控移相器：图3-50（ P136）, 实际上是横向串联加压器。可以有很多 级调节。优点：可快速动作，可有载调 节。3、串联加压器之间增加了两个换流器，其 中换流器2可以改变串联加压器串入的 电势EC，使其大小在0最大值之间， 相位在02 n之间任意变动。而换流器