供配电系统潮流计算实用教案

1、潮流(choli)计算的方法 手算和计算机算法两种。潮流计算的目的 确定电力系统的运行方式(fngsh)； 检查系统中的各元件是否过压或过载； 为电力系统继电保护的整定提供依据； 为电力系统的稳定计算提供初值； 为电力系统规划和经济运行提供分析的基础。第1页/共38页第一页，共39页。1 电力网的电压降落、电压损耗和电压偏移 2 电力网的功率损耗和电能(dinnng)损耗3 辐射形网络潮流计算4 简单闭式网络潮流计算本章(bn zhn)内容第2页/共38页第二页，共39页。 第一节第一节 电力网的电压降落电力网的电压降落(jinglu)、电压损耗、电压损耗 和电压偏移和电压偏移 一、复功率一、

2、复功率(gngl) 每相复功率每相复功率(gngl)为：为： iuphphphIUIUS/*sincosIjUIUphphIUphphphjQP 第3页/共38页第三页，共39页。 三相(sn xin)复功率为： sin3cos3UIjUIS则三相(sn xin)视在功率UIQPS322jQP 第4页/共38页第四页，共39页。二、电压降落二、电压降落 线路始末线路始末(shm)两端电压的相量差值称为线路两端电压的相量差值称为线路的电压降落（的电压降落（voltage drop），记作），记作 。 UdUdphphphphphUjUIjXRUUUd)(21第5页/共38页第五页，共39页。1、

3、已知末端、已知末端(m dun)电压电压 2U第6页/共38页第六页，共39页。Ud222UXQRPU222221UUUU222URQXPU1、已知末端、已知末端(m dun)电压电压 2U注意：代入公式的功率和电压(diny)必须是同一点的。 第7页/共38页第七页，共39页。2、已知首端电压、已知首端电压 1U第8页/共38页第八页，共39页。三、三、 电压损失电压损失(snsh)与电压偏移与电压偏移Ud电压损失：输电(shdin)线路首末两端电压绝对值之差。 21UUU电压偏移：电力网的实际电压与额定电压的 数值(shz)之差，一般用百分值表示。%100%NNUUUU第9页/共38页第九

4、页，共39页。 第二节第二节 电力网的功率电力网的功率(gngl)损耗和电能损耗损耗和电能损耗一、电力线路一、电力线路(xinl)的功率损耗的功率损耗 第10页/共38页第十页，共39页。二、变压器的功率二、变压器的功率(gngl)损耗损耗 第11页/共38页第十一页，共39页。 也可以直接由变压器制造厂提供的试验也可以直接由变压器制造厂提供的试验(shyn)(shyn)数据计算变压器的功率损耗数据计算变压器的功率损耗 221022222210001000NNNkyTzTTUUPSUSUPPPP221022222100%100%NNNNkyTzTTUUSISUSUUQQQPk变压器的短路损耗（

5、变压器的短路损耗（kW）；）；P0变压器的空载损耗（变压器的空载损耗（kW）；）；Uk变压器的短路电压变压器的短路电压(diny)百分数；百分数；I0变压器的空载电流。变压器的空载电流。第12页/共38页第十二页，共39页。 对于三绕组和自耦变压器应根据每一绕组对于三绕组和自耦变压器应根据每一绕组的电阻、漏抗及其通过容量分别的电阻、漏抗及其通过容量分别(fnbi)(fnbi)计计算算3232323222222212121210TTTTRUQPRUQPRUQPPP3232323222222212121210%TTTNTXUQPXUQPXUQPSIQRT1、RT2、RT3变压器各绕组的电阻值（变压

6、器各绕组的电阻值（）；）；XT1、XT2、XT3变压器各绕组的电抗变压器各绕组的电抗(dinkng)值（值（）；）；P1、P2、P3各绕组通过的有功功率（各绕组通过的有功功率（kW）；）；Q1、Q2、Q3各绕组通过的无功功率（各绕组通过的无功功率（kW）。）。第13页/共38页第十三页，共39页。节点注入功率节点注入功率(gngl)(gngl)、运算负荷和运算功、运算负荷和运算功率率(gngl) (gngl) 第14页/共38页第十四页，共39页。有功损耗有功损耗线路末端输出有功功率线路末端输出有功功率P2P2与线与线路始端输入路始端输入(shr)(shr)有功功率有功功率P1P1的数值差的数

7、值差P1 -P1 -P2P2。 输电输电(shdin)(shdin)效率效率线路末端输出有功功率线路末端输出有功功率P2P2与线路始端输入有功功率与线路始端输入有功功率P1P1的比值。的比值。 %10012PP输电效率第15页/共38页第十五页，共39页。电力线路上的电能电力线路上的电能(dinnng)(dinnng)损耗损耗线路上流线路上流(shngli)(shngli)过的电流、有功和无功时随时过的电流、有功和无功时随时间变化的，因此线路上的电能损耗为间变化的，因此线路上的电能损耗为 RdtUQPRdtIWTT022202三、电力网的电能三、电力网的电能(dinnng)损耗损耗 第16页/

8、共38页第十六页，共39页。最大负荷最大负荷(fh)(fh)利用小时数利用小时数TmaxTmax图4.2.2 最大负荷(fh)利用小时数第17页/共38页第十七页，共39页。 由最大负荷利用小时数可以直接查表（由最大负荷利用小时数可以直接查表（p97p97表表3-3-1 1）得到最大负荷损耗时间）得到最大负荷损耗时间maxmax。忽略线路电晕。忽略线路电晕(din yn)(din yn)损耗，则全年电能损耗为损耗，则全年电能损耗为 maxmaxPWPmaxPmax最大负荷时的功率最大负荷时的功率(gngl)(gngl)损耗损耗第18页/共38页第十八页，共39页。变压器的电能变压器的电能(di

9、nnng)(dinnng)损耗损耗 双绕组双绕组(roz) (roz) 三绕组三绕组(roz) (roz) max2220NkSSPTPW3max22332max22221max22110NkNkNkSSPSSPSSPTPWT T变压器的运行时间（变压器的运行时间（h h） 第19页/共38页第十九页，共39页。线损率（网损率）线损率（网损率）电力网的电能损耗电力网的电能损耗(snho)(snho)与与线路始端输入电能即供电量的比值，常以百分值表线路始端输入电能即供电量的比值，常以百分值表示示 线损率100WWW100WW21第20页/共38页第二十页，共39页。一、辐射形区域(qy)电网潮流

10、计算 第三节 辐射(fsh)形网络潮流计算第21页/共38页第二十一页，共39页。注意：必须将所有注意：必须将所有(suyu)(suyu)参数和变量归算到一个电压参数和变量归算到一个电压等级。等级。第22页/共38页第二十二页，共39页。（一）已知末端电压(diny)和功率 利用已导出的计算线路、变压器中电压降落、功率损耗的公式，由末端(m dun)向首端逐级推算电压降落和功率损耗，求出首端功率和首端电压，从而计算出网络中的潮流分布。 第23页/共38页第二十三页，共39页。（二）已知首端电压和末端(m dun)功率 在工程计算中可以采用简化计算的方法，不必进行反复前推回代。 假设全网都为额定

11、电压（一般可将全网参数归算到同一个电压等级），由网络末端向首端推算(tu sun)各元件的功率损耗与功率分布，而不必计算电压；求得首端功率以后，再根据给定的首端电压和求得的首端功率，从首端向末端推算(tu sun)电压损耗和各节点电压，此时不需要再计算功率损耗与功率分布。 实践证明，该简化方法的计算精度能够满足工程计算需要。 第24页/共38页第二十四页，共39页。 第四节第四节 简单闭式网络的潮流简单闭式网络的潮流(choli)计算计算 环形网络中的潮流分布 环式网络中的功率环式网络中的功率(gngl)(gngl)分分布布第25页/共38页第二十五页，共39页。第26页/共38页第二十六页，

12、共39页。*31*23*123*312*31*23zzzSzSzzSa*21*23*312*213*21*32zzzSzSzzSb3232*33*22*33*22、mZZSZZSZSSmZZSZZSZSSmmbmma第27页/共38页第二十七页，共39页。两端供电网络中的功率两端供电网络中的功率(gngl)(gngl)分布分布第28页/共38页第二十八页，共39页。两端供电两端供电( (nn din) din)网络网络中的功率分布中的功率分布环式网络可以看成两端电压相等环式网络可以看成两端电压相等(xingdng)(xingdng)的两端供电的两端供电网络。网络。 两端电压不相等的两端供电网络

13、中，各线段两端电压不相等的两端供电网络中，各线段(xindun)(xindun)中流通的功率可看作是两个功率分量中流通的功率可看作是两个功率分量的叠加。其一为两端电压相等时的功率；另一为的叠加。其一为两端电压相等时的功率；另一为取决于两端电压的差值取决于两端电压的差值 和环网总阻抗和环网总阻抗 的功率，称为循环功率的功率，称为循环功率 。Ud342312zzzZcS*ZUdUSNccmmbcmmaSZZSSSZZSS;*第29页/共38页第二十九页，共39页。第30页/共38页第三十页，共39页。环形网络环形网络(wnglu)(wnglu)中的电压降落中的电压降落和功率损耗和功率损耗 （1 1

14、）求解步骤：）求解步骤：求得网络中的功率分布，确定功率分点求得网络中的功率分布，确定功率分点在功率分点将环网解开，将环形网络看成两个在功率分点将环网解开，将环形网络看成两个(lin )(lin )辐射形网络辐射形网络由功率分点开始，分别从其两侧逐段向电源端由功率分点开始，分别从其两侧逐段向电源端推算电压降落和功率损耗推算电压降落和功率损耗第31页/共38页第三十一页，共39页。环形网络中的电压环形网络中的电压(diny)(diny)降落和功降落和功率损耗率损耗 （2 2）有功功率分点和无功功率）有功功率分点和无功功率(w n n (w n n l)l)分点不一致分点不一致 鉴于较高电压等级网络

15、中，电压损耗主要由鉴于较高电压等级网络中，电压损耗主要由无功功率流动无功功率流动(lidng)(lidng)所引起，无功功率分点所引起，无功功率分点电压往往低于有功功率分点，一般以无功功率分电压往往低于有功功率分点，一般以无功功率分点为计算起点。点为计算起点。 第32页/共38页第三十二页，共39页。环形网络中的电压降落环形网络中的电压降落(jinglu)(jinglu)和和功率损耗功率损耗 （3 3）已知的是电源）已知的是电源(dinyun)(dinyun)端电压而不是功端电压而不是功率分点电压率分点电压 设网络中各点电压均为额定电压，先计算各设网络中各点电压均为额定电压，先计算各线段功率损

16、耗线段功率损耗(snho)(snho)，求得电源端功率后，在，求得电源端功率后，在运用已知的电源端电压和求得的电源端功率计算运用已知的电源端电压和求得的电源端功率计算各线段电压降落。各线段电压降落。 第33页/共38页第三十三页，共39页。例例3-3 3-3 某某110kV110kV环形电网如图所示，已知条件如下。变压器环形电网如图所示，已知条件如下。变压器T T：SFT-40000/110SFT-40000/110，200kW200kW，UkUk10.510.5，42kW42kW，I0I00.70.7，kTkTkNkN；线路；线路ACAC段：段：l l50km50km，r1r10.27/km

17、0.27/km，x1x10.42/km0.42/km；线路；线路BCBC段：段：l l50km50km，r1r10.45/km0.45/km，x1x10.41/km0.41/km；线路；线路ABAB段：段：l l40km40km，r1r10.27/km0.27/km，x1x10.42/km0.42/km；各段线路的导纳均可略去不计；各段线路的导纳均可略去不计；负荷功率：负荷功率：SLDBSLDB（25+j1825+j18），），SLDDSLDD（30+j2030+j20）；母线）；母线(mxin)D(mxin)D额定电压为额定电压为10kV10kV。当。当C C点的运行电压点的运行电压UCUC

18、108kV108kV时，试求时，试求：（1 1）网络的功率分布及功率损耗；）网络的功率分布及功率损耗；（2 2）A A、B B、D D点的电压；点的电压；（3 3）功率分点。）功率分点。 第34页/共38页第三十四页，共39页。第35页/共38页第三十五页，共39页。两端(lin dun)供电网络中的潮流计算 第36页/共38页第三十六页，共39页。例 某10kV两端供电网络如图所示，各段线路均采用LGJ-120导线，其阻抗参数为r10.29/km，x10.35/km，线路长度标注(bio zh)于图中。图中母线1电压U110.7kV，母线4电压U410.3kV，S21.7MVA，S32.1MVA，负荷功率