华电 电力系统 马进老师

1、第三章 简单电力网络的计算和分析教学目的：1、使学生熟练掌握手算潮流的方法、技巧；2、能够分析线路、变压器的运行状况；3、对于简单电力网络（如辐射型或环网）能够独立求解潮流，并对电力系统运行状况进行分析；4、初步了解电力网络潮流的调整控制。教学内容：1、手算潮流的基本概念与必要性；2、电力线路和变压器的运行状况计算和分析；3、辐射型和环形网络中的潮流分布；4、电力网络的简化方法及应用；5、简要介绍电力网络潮流的调整与控制。一、电力线路和变压器运行状况的计算和分析、电力线路运行状况的计算有四个变量：，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：功率计算；避免：的复数计算；功率容易测

2、量，相角很难量。假设已知末端的电压与功率，电压；功率；一步步可推导各点电压与电流：则可进一步计算消耗在阻抗支路上的功率：始端导纳支路功率始端功率：由此就可求出始端功率。但是在上面的计算中，在计算始端功率时，假设已知，所以要先求出 特点：功率计算； 实部与虚部分别计算，避免复数运算； 既适用于有名值计算，也适用于标幺值计算。（）由始端电压与功率推导末端电压与功率完全类似于上述推导，结论见P94，(3-9)(3-11)；取为参考相量。注意：所有公式均假设，即消耗感性无功 ； 如果感性无功，取；如果容性无功，取 基本概念： 电压降落：电压损耗： 电压偏移： 电压调整：经济性指标 （）电力线路上的电能

3、损耗线路电能损耗：因为线路功率时刻在变化，因此线路损耗的能量也时刻在变化。计算某一时间段内，例如365*24=8760小时内的电能损耗，最直接的思路：一般根据统计资料计算电能损耗。最大负荷利用小时数：一年中负荷消耗的电能W/一年中最大负荷年负荷率：年负荷损耗率：、电力线路运行状况的分析（1）线路空载运行（2）线路有载运行：只有无功功率： 当变动时，与也按比例变动。并且，负荷为纯感性无功时，始端电压总高于末端；但相位总是滞后。只有有功功率：电压与电流同相，因此是只有无功时的向量图转90度。无论有功P如何变化，如果只有有功功率，始端电压沿直线P-P变化。因为，所以末端是纯有功功率时，总超前于，而且

4、越大，超前越多，与之间的夹角也越大。既有有功功率，也有无功功率：电压，电流可分解为有功分量与无功分量直线S-S 是负荷视在功率S变动，但功率因数角不变时，始端电压的运动轨迹P-P，Q-Q总是固定的，因为P-P，Q-Q是由决定的。而S-S与P-P 的夹角是。所以，当时，S-S转到与同轴，这时与同相，当S-S转到时，S-S就转到横轴以下，这时虽然大于，但角度已经滞后于。值得注意的是，只要Q-Q仍然在S-S下方，虽然滞后于，但有功仍是从送到。一般而言，末端的功率因数角都比较小。临界情况，只送无功，不送有功，S-S与Q-Q重合。所以长度与线路末端的视在功率S2成正比，将电压三角形乘以相同的比例，电压三

5、角形变成功率三角形。则P2P2就是负荷有功功率固定，无功功率Q2变动时，始端电压运行轨迹。Q2Q2是负荷无功功率固定,有功功率P2变化时，始端电压端点的运动轨迹虚线22是负荷功率因数角固定，视在功率S2变动时，电压端点轨迹圆弧2是视在功率固定，功率因数角2变动时始端电压端点的运动轨迹，以O为圆心以U1为半径的圆弧U是末端功率圆，圆周上各点坐标分别对应于始末端电压都为定值时，末端的有功无功功率。注意：从末端功率圆来看，在保持始末端电压恒定的情况下，随着末端有功功率负荷的增大，负荷的功率因数必然电滞后变为超前。 始末端电路恒定的情况下，存在一个线路可能输送的最大有功功率，实际上不可能运行到这个功率

6、，因为线路过热。二.变压器运行状况的计算1.变压器中电压降落，功率损耗和电能损耗 首先算变压器阻抗支路中损耗的功率：；计算变压器励磁支路中的功率：；计算需要知道对于发电厂变压器，简略提及公式（3-22）（3-24）；指出区别在于从电源侧计算变压器的电能损耗。.节点注入功率运算负荷和运算功率。注入功率：一般取注入功率为正；运算功率：将对地电纳中的功率纳入等值电源功率或等值负荷功率。对于发电厂变压器，同理，留给学生自学（102，图3-8b）第二节辐射形和环形网络中的潮流分布一.辐射形的网络中的潮流分布、讲清楚迭代计算的电力系统计算特点，因为已知的是始端电压（发电厂）与末端功率（负荷）；这种不一致性

7、造成了必须迭代求解。、讲清楚电力系统非线性计算的特点；因为都是用功率计算，所以；用，非线性方程。CASE：只给出末端功率，计算潮流分布：已知j；设置一个电压略低于额定电压作为；从末端开始向始端计算，先计算，则；然后计算，电压，然后计算，以此类推。CASE：如果除了末端功率给定，始端电压也给定，则有两个限制条件；因此，当假设节点点压后，向前推算，推算到节点，电压不一定是指定的电路；怎么办？步骤：（1）假设末端电压； （2）由与（给定），求得始端电压与； （3）检查是否等于：若相等，求得始端电压与； （4）若不等，由给定的算得；由始端向末端归算，算出与； （5）因为末端的功率是给定的，因此检查是否

8、等于，相等时结束； （6） 若不等，用给定的，再一次由末端向始端归算，计算与； （7）检查是否等于，若不等，返回第四步继续进行。辐射网络求解与计算重点；因此例题3-1与3-2、3-3详细讲解二.环形网络中的潮流分布、简化环网：图-中（a）-（b）-（c）-（d）（1）强调简化关键两步：并联支路的功率归入母线功率； 辐射形串联支路的功率归入运算功率。（2）求解的基本思路：将环网变成辐射形网络求解 校验条件：环网假设各点电压恒定，均为，因此环网公式是从回路电流公式推出，需满足：，即（3）功率分点：如果一个节点，所有线路功率都是流向该节点的，则称其为功率分点。有功功率分点与无功功率分点不一定一致。2

9、、两端供电网络中的功率分布（1）两端供电网络等价成环网：假设各点电压为额定电压，等式两端乘以：从而可以解得（2）根据叠加原理，相当于环网供电，流过电路的功率是第一项；，产生一个循环功率： ：电压施加于环网总阻抗时产生的电流注意：循环功率取决于电压的取向：取，循环功率由节点1流向节点4，反之，由4流向1（3）举一个实例应用题3、环形网络中的电压损耗和功率损耗第一步：由环网的计算功率、大致估算网络中的功率分布；第二步：由功率分布找到有功功率与无功功率分点；第三步：在无功功率分点（电压最低点）将环网解开，环网就变成辐射网；按辐射网的电压损耗与功率损耗计算方法进行。环网计算讲解例题3-4第三节 电力网

10、络的简化方法及应用一、等值电源法二、负荷移置法 （1）将一个负荷移置两处； （2）将两个负荷移置一处。三、消去节点法（星网变换法）星网变换公式： 消去节点法：首先要利用刚讲授的负荷移置法，然后再利用星网变换；讲解例题3-5，P123；解题步骤：1、等值电路 2、电源等值 3、负荷移置，强调负荷移置的不精确性。第四节 电力网络潮流的调整控制一、电力网络潮流的不可控性举两个例题说明潮流按阻抗分布二、调整控制潮流的手段1、串联电容：减少线路电抗；2、串联电抗：限流；3、附加串联加压器（采用移相变压器） 假设在加入串联加压器之前，线路有一个功率分布，希望加入串联加压器后的功率分布为 意味着要加入一个强制功率 ，且很小，近似为零 ：强制功率（