简单潮流计算

1、简单电力网络简单电力网络潮流的分析与潮流的分析与计算计算第三章第三章 电力系统潮流计算是研究电力系统电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的基本电气计算，稳态运行情况的基本电气计算， 电力系统潮流计算的任务是电力系统潮流计算的任务是根据给定给定的网络结构及运行条件，的网络结构及运行条件，求出电网的运电网的运行状态，其中包括各母线的电压、各支行状态，其中包括各母线的电压、各支路的功率分布以及功率损耗等。路的功率分布以及功率损耗等。电力系统潮流计算目的电力系统潮流计算目的（1） 为系统规划提供分析基础为系统规划提供分析基础（2） 确定电力系统的运行方式；确定电力系统的运行方式；（3） 检查系统

2、中的各元件是否过压或过载检查系统中的各元件是否过压或过载（4） 为继电保护的整定提供依据；为继电保护的整定提供依据；（6） 事故预想分析；事故预想分析；（5） 为稳定计算提供初值；为稳定计算提供初值；（7） 为经济运行提供分析基础；为经济运行提供分析基础；（8） 电力市场下制定交易计划电力市场下制定交易计划潮流计算的目的：分析和评价电网潮流计算的目的：分析和评价电网的安全经济和质量，服务于规划和的安全经济和质量，服务于规划和运行。运行。如何计算？如何计算？（1）人工：简单系统）人工：简单系统（2）计算机：复杂系统）计算机：复杂系统 常用的潮流计算方法归纳到数学上常用的潮流计算方法归纳到数学上属

3、于多元非线性代数方程组的求解问属于多元非线性代数方程组的求解问题，一般需采用迭代计算方法进行求题，一般需采用迭代计算方法进行求解计算。解计算。 2020世纪世纪5050年代中期起，电力系统潮年代中期起，电力系统潮流计算的研究就是如何使用电子计算流计算的研究就是如何使用电子计算机计算电力系统的潮流问题。机计算电力系统的潮流问题。 潮流计算潮流计算电压电压（包括幅值和相角）和（包括幅值和相角）和功率功率（包括有功（包括有功功率和无功功率）是表征电力系统稳态运行功率和无功功率）是表征电力系统稳态运行的主要物理量。这就需要采用一定的方法确的主要物理量。这就需要采用一定的方法确定系统中各处的定系统中各处

4、的电压和功率分布电压和功率分布（实为功率（实为功率流，俗称潮流）。流，俗称潮流）。为什么使用电压和功率进行潮流计算？为什么使用电压和功率进行潮流计算？潮流计算和一般交流电路计算潮流计算和一般交流电路计算的差别的差别潮流计算的变量是潮流计算的变量是电压电压和和功率功率电路计算的变量是电路计算的变量是电压电压和和电流电流对于庞大的交流系统，电流相位的测定对于庞大的交流系统，电流相位的测定十分困难，而功率的测量十分方便，可十分困难，而功率的测量十分方便，可由有功功率表和无功功率表得到。由有功功率表和无功功率表得到。 电力系统由发电机、变压器、输配电电力系统由发电机、变压器、输配电线路及负荷等组成。线

5、路及负荷等组成。 进行潮流计算时，发电机和负荷一般进行潮流计算时，发电机和负荷一般可用接在相应节点上的一个电流注入量可用接在相应节点上的一个电流注入量表示。表示。 电力网络中的变压器、线路、电容器、电力网络中的变压器、线路、电容器、电抗器等元件可用集中参数表示的由线电抗器等元件可用集中参数表示的由线性电阻、电抗构成的等值电路模拟。性电阻、电抗构成的等值电路模拟。 U I标幺制：SS=U=I -=, ,-uiuiUUIIS P Q 复功率电压相量，电流相量的共轭值，功率因数角，分别为视在功率、有功功率、无功功率3U I有名制：S(cossin)uiSU IUIUISPjQ 对感性负荷无功功率是电

6、感或电容吞吐有功功率的最大值无功功率是电感或电容吞吐有功功率的最大值,是标量是标量,相当于容器的容量相当于容器的容量;但是但是,由于电感与电容吞吐有功功率步调相反由于电感与电容吞吐有功功率步调相反,因因此将无功功率赋予方向此将无功功率赋予方向:电容元件吞吐有功功率的过程电容元件吞吐有功功率的过程,称为发出感性无功功称为发出感性无功功率率,是感性无功功率电源是感性无功功率电源;电感元件吞吐有功功率的过程电感元件吞吐有功功率的过程,称为吸收感性无功功称为吸收感性无功功率率,是感性无功功率负荷是感性无功功率负荷. 有四种已知条件有四种已知条件（1）已知末端电压和功率，求始端电压和功率）已知末端电压和

7、功率，求始端电压和功率（2）已知始端电压和功率，求末端电压和功率）已知始端电压和功率，求末端电压和功率（3）已知始端电压，末端功率，求始端功率和）已知始端电压，末端功率，求始端功率和 末端电压。末端电压。（4）已知始端功率，末端电压，求始端电压和）已知始端功率，末端电压，求始端电压和 末端功率。末端功率。潮流的计算与分析潮流的计算与分析有四个变量：有四个变量： ，已知其中的两个，可求另外两，已知其中的两个，可求另外两个变量。电力系统计算的最大特点：避免个变量。电力系统计算的最大特点：避免 的复数计的复数计算；功率容易测量，电流相角很难测量。算；功率容易测量，电流相角很难测量。2211,IUIU

8、IU,已知：末端电压已知：末端电压 ，末端功率，末端功率 ，求始端，求始端电压电压 ，始端功率，始端功率 。取。取 为参考方向为参考方向，则，则 2U2U2U222jQPS1U111jQPS222UUU。 解题思路解题思路:（1）求功率：由末端向始端逐点、逐支路推算功率损耗。）求功率：由末端向始端逐点、逐支路推算功率损耗。（2）求电压：用末端数据，计算阻抗上的电压损耗，得到始端电压）求电压：用末端数据，计算阻抗上的电压损耗，得到始端电压 2222222222222yyY(1)()2Y11GjB222Pj QyySU IU UUUU 22222y22yy22(2)SSSPjQPj QPjQ 22

9、2222222(3)()ZZZZZZPQSSdU IZI IZRjXUUPj Q 122211(4)ZZZSSSPj QPjQPjQ 111221111(5)22yyySGUjBUPj Q 111111111(6)yyySSSPjQPj QPjQ 22222222222()()()ZSPjQdUZIZRjXUUPR Q XPX QRjUj UUU 12222122221222dU= U+j UUdU+UUU+j UU(UU)UUarctgUUP R+Q XUUU=UU近似计算：如果已知始端电压如果已知始端电压U1和始端功率和始端功率S1，如何，如何求末端电压求末端电压U2和末端功率和末端功率S

10、2？相量图如何？相量图如何？1111111222111yyY(1)()2Y11GjB222Pj QyySU IU UUUU 11111y11yy11(2)SSSPjQ( P - j Q )PjQ 2221112211(3)()ZZZZZZSPQSdU IZI IZRjXUUPj Q 取U1为参考211122(4)()ZZZSSSPjQPj QPjQ 222222222(6)()yyySSSPjQPj QPjQ 22222y2y211(5)GjBPj Q22ySUU 11111111111()()()ZSPjQdUZIZRjXUUPR QXPX QRjUj UUU 12222122()()dUU

11、j UUUdU UUj UUUUUUarctgUU 已知：始端电压已知：始端电压 ，末端功率，末端功率 ，求末端电压，求末端电压 ，始端功率始端功率 。1U222jQPS2U111jQPS假设末端电压额定假设末端电压额定（1）从末端向始端计算功）从末端向始端计算功率损耗，得到始端功率；率损耗，得到始端功率；（2）用已知的始端电压和）用已知的始端电压和计算的始端功率，向末端计算的始端功率，向末端计算电压降落，得到末端计算电压降落，得到末端电压；电压；。 前推回代方法，是潮流计算前推回代方法，是潮流计算的主要方法之一的主要方法之一几个电压质量的指标几个电压质量的指标（1）电压降落是指电力线路两端电

12、压的相量差）电压降落是指电力线路两端电压的相量差 （2）电压损耗是指电力线路两端电压的有效值之差，即）电压损耗是指电力线路两端电压的有效值之差，即U1-U2，电压损耗是一个标量，一般可近似认为，电压损耗是一个标量，一般可近似认为U1-U2U，电压电压损耗常以百分数表示，即损耗常以百分数表示，即（3）电压偏移是指电力线路两端电压与电力线路额定电压）电压偏移是指电力线路两端电压与电力线路额定电压的数值差，电压偏移也常以百分数表示，电力线路两端电压的数值差，电压偏移也常以百分数表示，电力线路两端电压偏移百分数为：偏移百分数为： 12dj UUUUU 12%100%NUUUU%100%1,2iNi NNi代表始、末端UUUU （4）电压调整电压调整： 线路末端空载与负载时电压的数值差。不计线路线路末端空载与负载时电