电力系统的潮流计算(1)

第十章 电力传输的基本概念 十章和十一章部分内容合并，均属于稳态运行的 内容。稳态运行状况的分析和计算重点是电压、电流 和功率的分布，即潮流分布，且主要研究电压和功率 的分布。电流系统潮流计算是电力系统稳态分析的主 要方法，是分析中使用最广泛、最基本和最重要的计 算。通过计算可以对系统运行方式的合理性、经济性、 安全性和可靠性进行分析评价。并据此提出改进措施。 潮流计算也是电力系统规划设计的一项基础工作。

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电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算

10-1 网络元件的电压降落和功率损耗

最基本的网络元件：输电线路、变压器

一、输电线路的电压降落和功率损耗 二、变压器的电压降落和功率损耗

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电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算

一、输电线路的电压降落和功率损耗 1.电压降落 V 线路首末端两点电压的相量差

V1 V2 ( R jX ) I V1

V1

S'

R

jx

S ' ' V2 SLD

B

I

I

图10-1 简单输电线路S″、S´:线路两端的一相功率；

I 2

δ φ

V2 A RI

jXI

D

SLD:负荷一相功率

图10-2 相量图

ΔV2(AD)——电压降落的纵分量 δV2(DB)——电压降落的横分量3

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电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算

(1)以V2做为参考相量，已知 和φ2 V B1

δ φ2

V2 A

jXI V2

V2D

V2 RI cos 2 XI sin 2

V2 XI cos 2 RI sin 2

压降：

RI V1 V2 ( R jX ) I= V2 V2 V2 j V2

一相功率： S ' ' V2 I P ' ' jQ ' ' V2 I cos 2 jV 2 I sin 2功率代替电流： I cos 2 P / V2 I sin 2 Q / V2

P ' ' R Q' ' X P' ' X Q' ' R V2 V2 V2 V22013-8-23

电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算

电压有效值和相位角： V1δ φ2

B

V2 A

jXID

RI

=V V V V P' ' R Q' ' X +j P' ' X Q' ' R V V1 2 2 2 2 1 V2 V2

有效值：V1、V2间的相位角

V1= (V2 V2 ) 2 ( V2 ) 2

arctg

V2V2 V25

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电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算

(2)若以电压相量V1作参考轴(求V2)

S ' V1 I P ' jQ ' V1 I cos 1 jV1 I sin 1

V1 V2 ( R jX ) I= V1 V1 V1 j V1P' R Q' X V1 V1 P' X Q' R V1 V1δ

V1

RI V 1

V1 V2

jXI

I

φ1

P' R Q' X P' X Q' R V2=V1 V1 V1 V1 j V2 V1 V1

有效值：V1、V2间的相位角2013-8-23

V2= (V1- V1 ) 2 (

V1 ) 2

arctg

V1V1- V16

电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算

注意：P' ' R Q' ' X V2 V2 P' ' X Q' ' R V2 V2 V1≠

V1

P' R Q' X V1

≠

P' X Q' R V1 V1 V2 SLD S'' I

S'

R

jx

I

功率是电流和电压的综合量，计算某点功率时，要取 同一点电压。

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电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算

2.电压损耗和电压偏移

电压损耗：两点间电压绝对值之差称为电压损耗 V V1 V2 AG

当输电线路不长，首末两端的相角差不大时，近似有： V1δ O

BAG≈AD

V2

ADG

百分数表示： V %

V1 V2 100 VN

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电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算

电压偏移：网络中某点的实际电压同该处的额定电 压之差称为电压偏移

V V VN

V VN 100 % 百分数表示： V (%) VN电压实际高低对用户产生影响，而电压相位对用户 没有影响。电压损耗和电压偏移反映电力系统电能质 量的重要指标。

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电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算

关于化简 V1

V1

V1

V1- V1 >> V1 V2+ V2 >> V2

V1-V2

V2

V2 2

V22

电压降落的横分量对端电压值的影响很小，可以把δV忽略。P R Q X V1= (V2 V2 ) ( V2 ) V2 V2 V2 V2 P' R Q' X V2 V1 V1 V1 V1 PR + QX

QX V = ≈ V V 高压输电系统中，元件参数X>>R, PX-QR PX 可忽略电阻R的影响。有： V = ≈ V V Q' X Q X V2 V1 V1 V2 V1 V2电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算10

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相角也可以化简：

P X / V1 P X / V2 2 arctg 1 arctg V2 V2 V1- V1 Q X QX V1 V2 V ≈ V2 V PX Q' X V ≈ V2 V1 V V1

1. 高压输电系统中，电压降落的纵分量ΔV主要取决于元件所

输送的无功功率Q;横分量δV主要取决于元件所输送的有 功功率P。 2. 元件两端电压的大小之差(电压损耗)主要取决于Q,相角 之差主要取决于P。低压输电网络中R与X相差不大，甚至R大于X,上述结论不成立。2013-8-23

电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算

3、功率损耗 输电线路：采用π型等值电路，两端具有等值电纳。 S' S1 I R V2 S 2 SLD I S S V1 jx S ' ' 1 I

I2jB/2 jB/2

V2

V1

P 2 Q 2 P 2 Q 2 I 2 V2 V122

P' '2 +Q' '2 2 线路 S L= PL + j QL = I ( R + jX ) = V 2 ( R + jX ) 2 2 2 P ' Q ' or S L ( R jX ) 2 V1 1 1 QB1 BV12 QB 2 BV22 电容 2 2 电容消耗无功功率(充电功率),容性,为负值。

ΔQ∝V2,与

负荷无直接关系。2013-8-23

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