1、簡單電力網絡簡單電力網絡潮流的分析與潮流的分析與計算計算第三章第三章 電力系統潮流計算是研究電力系統電力系統潮流計算是研究電力系統穩態運行情況的基本電氣計算，穩態運行情況的基本電氣計算， 電力系統潮流計算的任務是電力系統潮流計算的任務是根據給定給定的網絡結構及運行條件，的網絡結構及運行條件，求出電網的運電網的運行狀態，其中包括各母線的電壓、各支行狀態，其中包括各母線的電壓、各支路的功率分布以及功率損耗等。路的功率分布以及功率損耗等。電力系統潮流計算目的電力系統潮流計算目的（1） 為系統規劃提供分析基礎為系統規劃提供分析基礎（2） 確定電力系統的運行方式；確定電力系統的運行方式；（3） 檢查系統

2、中的各元件是否過壓或過載檢查系統中的各元件是否過壓或過載（4） 為繼電保護的整定提供依據；為繼電保護的整定提供依據；（6） 事故預想分析；事故預想分析；（5） 為穩定計算提供初值；為穩定計算提供初值；（7） 為經濟運行提供分析基礎；為經濟運行提供分析基礎；（8） 電力市場下制定交易計劃電力市場下制定交易計劃潮流計算的目的：分析和評價電網潮流計算的目的：分析和評價電網的安全經濟和質量，服務于規劃和的安全經濟和質量，服務于規劃和運行。運行。如何計算？如何計算？（1）人工：簡單系統）人工：簡單系統（2）計算機：復雜系統）計算機：復雜系統 常用的潮流計算方法歸納到數學上常用的潮流計算方法歸納到數學上屬

3、于多元非線性代數方程組的求解問屬于多元非線性代數方程組的求解問題，一般需采用迭代計算方法進行求題，一般需采用迭代計算方法進行求解計算。解計算。 2020世紀世紀5050年代中期起，電力系統潮年代中期起，電力系統潮流計算的研究就是如何使用電子計算流計算的研究就是如何使用電子計算機計算電力系統的潮流問題。機計算電力系統的潮流問題。 潮流計算潮流計算電壓電壓（包括幅值和相角）和（包括幅值和相角）和功率功率（包括有功（包括有功功率和無功功率）是表征電力系統穩態運行功率和無功功率）是表征電力系統穩態運行的主要物理量。這就需要采用一定的方法確的主要物理量。這就需要采用一定的方法確定系統中各處的定系統中各處

4、的電壓和功率分布電壓和功率分布（實為功率（實為功率流，俗稱潮流）。流，俗稱潮流）。為什么使用電壓和功率進行潮流計算？為什么使用電壓和功率進行潮流計算？潮流計算和一般交流電路計算潮流計算和一般交流電路計算的差別的差別潮流計算的變量是潮流計算的變量是電壓電壓和和功率功率電路計算的變量是電路計算的變量是電壓電壓和和電流電流對于龐大的交流系統，電流相位的測定對于龐大的交流系統，電流相位的測定十分困難，而功率的測量十分方便，可十分困難，而功率的測量十分方便，可由有功功率表和無功功率表得到。由有功功率表和無功功率表得到。 電力系統由發電機、變壓器、輸配電電力系統由發電機、變壓器、輸配電線路及負荷等組成。線

5、路及負荷等組成。 進行潮流計算時，發電機和負荷一般進行潮流計算時，發電機和負荷一般可用接在相應節點上的一個電流注入量可用接在相應節點上的一個電流注入量表示。表示。 電力網絡中的變壓器、線路、電容器、電力網絡中的變壓器、線路、電容器、電抗器等元件可用集中參數表示的由線電抗器等元件可用集中參數表示的由線性電阻、電抗構成的等值電路模擬。性電阻、電抗構成的等值電路模擬。 U I標幺制：SS=U=I -=, ,-uiuiUUIIS P Q 復功率電壓相量，電流相量的共軛值，功率因數角，分別為視在功率、有功功率、無功功率3U I有名制：S(cossin)uiSU IUIUISPjQ 對感性負荷無功功率是電

6、感或電容吞吐有功功率的最大值無功功率是電感或電容吞吐有功功率的最大值,是標量是標量,相當于容器的容量相當于容器的容量;但是但是,由于電感與電容吞吐有功功率步調相反由于電感與電容吞吐有功功率步調相反,因因此將無功功率賦予方向此將無功功率賦予方向:電容元件吞吐有功功率的過程電容元件吞吐有功功率的過程,稱為發出感性無功功稱為發出感性無功功率率,是感性無功功率電源是感性無功功率電源;電感元件吞吐有功功率的過程電感元件吞吐有功功率的過程,稱為吸收感性無功功稱為吸收感性無功功率率,是感性無功功率負荷是感性無功功率負荷. 有四種已知條件有四種已知條件（1）已知末端電壓和功率，求始端電壓和功率）已知末端電壓和

7、功率，求始端電壓和功率（2）已知始端電壓和功率，求末端電壓和功率）已知始端電壓和功率，求末端電壓和功率（3）已知始端電壓，末端功率，求始端功率和）已知始端電壓，末端功率，求始端功率和 末端電壓。末端電壓。（4）已知始端功率，末端電壓，求始端電壓和）已知始端功率，末端電壓，求始端電壓和 末端功率。末端功率。潮流的計算與分析潮流的計算與分析有四個變量：有四個變量： ，已知其中的兩個，可求另外兩，已知其中的兩個，可求另外兩個變量。電力系統計算的最大特點：避免個變量。電力系統計算的最大特點：避免 的復數計的復數計算；功率容易測量，電流相角很難測量。算；功率容易測量，電流相角很難測量。2211,IUIU

8、IU,已知：末端電壓已知：末端電壓 ，末端功率，末端功率 ，求始端，求始端電壓電壓 ，始端功率，始端功率 。取。取 為參考方向為參考方向，則，則 2U2U2U222jQPS1U111jQPS222UUU。 解題思路解題思路:（1）求功率：由末端向始端逐點、逐支路推算功率損耗。）求功率：由末端向始端逐點、逐支路推算功率損耗。（2）求電壓：用末端數據，計算阻抗上的電壓損耗，得到始端電壓）求電壓：用末端數據，計算阻抗上的電壓損耗，得到始端電壓 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近似計算：如果已知始端電壓如果已知始端電壓U1和始端功率和始端功率S1，如何，如何求末端電壓求末端電壓U2和末端功率和末端功率S

10、2？相量圖如何？相量圖如何？1111111222111yyY(1)()2Y11GjB222Pj QyySU IU UUUU 11111y11yy11(2)SSSPjQ( P - j Q )PjQ 2221112211(3)()ZZZZZZSPQSdU IZI IZRjXUUPj Q 取U1為參考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：始端電壓已知：始端電壓 ，末端功率，末端功率 ，求末端電壓，求末端電壓 ，始端功率始端功率 。1U222jQPS2U111jQPS假設末端電壓額定假設末端電壓額定（1）從末端向始端計算功）從末端向始端計算功率損耗，得到始端功率；率損耗，得到始端功率；（2）用已知的始端電壓和）用已知的始端電壓和計算的始端功率，向末端計算的始端功率，向末端計算電壓降落，得到末端計算電壓降落，得到末端電壓；電壓；。 前推回代方法，是潮流計算前推回代方法，是潮流計算的主要方法之一的主要方法之一幾個電壓質量的指標幾個電壓質量的指標（1）電壓降落是指電力線路兩端電

12、壓的相量差）電壓降落是指電力線路兩端電壓的相量差 （2）電壓損耗是指電力線路兩端電壓的有效值之差，即）電壓損耗是指電力線路兩端電壓的有效值之差，即U1-U2，電壓損耗是一個標量，一般可近似認為，電壓損耗是一個標量，一般可近似認為U1-U2U，電壓電壓損耗常以百分數表示，即損耗常以百分數表示，即（3）電壓偏移是指電力線路兩端電壓與電力線路額定電壓）電壓偏移是指電力線路兩端電壓與電力線路額定電壓的數值差，電壓偏移也常以百分數表示，電力線路兩端電壓的數值差，電壓偏移也常以百分數表示，電力線路兩端電壓偏移百分數為：偏移百分數為： 12dj UUUUU 12%100%NUUUU%100%1,2iNi NNi代表始、末端UUUU （4）電壓調整電壓調整： 線路末端空載與負載時電壓的數值差。不計線路線路末端空載與負載時電