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学号：**********《电力系统稳态分析》课程设计（2012级本科）题目：两端供电网络手工潮流分析系（部）院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化作者姓名：孔德斌指导教师：刘永科职称：副教授完成日期：2015 年06 月20 日河西学院本科生课程设计任务书摘要潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数和决定系统运行状态的边界条件的情况下确定系统稳态运行状态的一种基本方法,是电力系统规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。
可以说,它是电力系统分析中最基本、最重要的计算,是系统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。
常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。
潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。
同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。
因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。
在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。
是电力系统研究人员长期研究的一个课题。
它既是对电力系统规划设计和运行方式的合理性、可靠性及经济性进行定量分析的依据，又是电力系统静态和暂态稳定计算的基础。
目录目录 (1)一、电力系统潮流计算 (2)二、潮流计算的意义 (2)三、两端供电网络的近似功率分布计算 (3)四、两端供电网络的设计任务 (5)五、详细解法 (5)1、对给定网络进行参数计算 (5)（1）线路L1 (5)（2）线路L2 (6)（3）线路L3 (6)（4）变压器T1 (7)（5）变压器T2 (7)电力网络的等值电路图 (8)2、计算运算负荷 (8)（1）计算2点的运算负荷 (8)（2）计算3点的运算负荷 (9)（3）电力网络的简化等值电路 (9)3、计算近似功率分布 (9)（1）计算初步功率分布 (9)（2）计算循环功率 (10)（3）计算各线段的功率损耗 (10)4、计算功率分布和电压分布 (11)（1）左侧电网3A (11)→2→a、计算功率分布 (11)b、计算电压分布 (11)（2）右侧电网3B (12)→a、计算功率分布 (12)b、计算电压分布 (12)5、计算变电所低压母线电压（根据电力网络的等值电路图） (12)（1）变电所Ⅰ (12)（2）变电所Ⅱ (13)电力网络的潮流分布图 (13)六、需收集和阅读的资料及参考文献 (14)七、总结 (14)八、附录（手工潮流计算说明书及其手绘图纸） (15)一、电力系统潮流计算电力系统潮流计算是研究电力系统稳定运行情况的一种基本电气计算。
中国经济网广州9月16日讯（记者庞彩霞）记者今日从南方电网公司获悉，《南方电网发展规划（2013—2020年）》（以下简称《规划》）正式出炉。
《规划》明确了南方电网发展以直流为主的西电东送技术路线，形成适应区域发展、送受端结构清晰、定位明确的同步电网主网架格局。
国内首个“十三五”电网规划出炉经过长期努力，南方电网建设和运营取得了瞩目成就，满足了区域内2.02亿千瓦电源安全送出和8343亿千瓦时用电负荷的可靠供电，电网发展站在了新的起点上。
根据预测，南方五省（区）2015年用电量将达到10500亿千瓦时，“十二五”年均增长8. 3%；到2020年将达到13630亿千瓦时，“十三五”年均增长5. 3%。
为此，《规划》明确提出了未来8年南方电网发展的六个主要目标：——稳步推进西电东送。
到 2015 年，南方电网建成“八交八直”的西电东送输电通道，送电规模达到3980万千瓦；到2020年，再建设 6-8 个输电通道，满足云南、藏东南和周边国家水电向广东、广西送电要求。
——形成适应区域发展的主网架格局。
综合考虑电网安全、输电效率、经济性等因素，到2020年，现有的五省（区）同步电网将逐步形成规模适中、结构清晰、相对独立的2个同步电网。
其中以云南省电网为主体形成送端同步电网，其余4省(区)电网形成一个同步电网。
《规划》中，南方电网将主要采用直流输电技术实现跨区域送电。
——统筹各级电网建设。
广东、广西、云南和贵州各自形成坚强的500千伏电网。
到2020年，500千伏变电容量超过2. 9亿千伏安，线路长度超过4.8万公里；220千伏变电容量超过4. 6亿千伏安，线路长度超过9.2万公里；110千伏变电容量超过4. 6亿千伏安，线路长度超过13万公里。
——提高电网服务质量。
到2020年，电网安全稳定水平、供电可靠性和经济指标进一步提升，城乡用户供电可靠率分别超过99.97% 和99.92%，部分重点城市电网技术装备和可靠性达到国际先进水平。
电力系统规划设计：主网规划设计和配网规划设计
电力系统规划设计，里面内容非常多，设计电力系统的方方面面，大致分为以下几个部分，仅谈一次部分。
一、主网规划设计1）网架和方案
网架和方案是电力系统规划设计的核心。
电网经过简化分析可分为9种网架结构。
容量有余额的系统与互联系统中更大容量的部分相联接
对于此种电网结构，应避免功角稳定事故的发生。
其引起的原因是，重负荷联络线故障跳开，引起其它联络线过载，送端功率输出受阻，导致送端系统频率升高，而受端如果调节容量足够大，则频率降低可能相对不大，但会造成联络线两端发电机群的功角和功率的振荡，严重时会引起稳定破坏。
为了防止稳定事故的发生，在受端应采取切负荷的措施，在送端采取切机或减少发电功率，或采取联络线解列的策略，将部分电源解列到受端，或将部分受端负荷解列到送端，以平息振荡。
互联系统中具有功率缺额的部分从大容量部分获得功率
此种结构，应避免功角稳定和电压稳定的事故发生。
引起的原因是：有功功率缺额的部分中，引起频率急剧降低使受端系统与送端系统功角稳定失步。
也可能会在受端系统由于无功功率的严重缺额造成受端电网电压崩溃。
此时，应迅速切断联络线，并在受端电网中切除不重要的负荷。
因此，须加装低频减负荷、低压减负荷装置，在条件许可时，加装发电机组自起动装置。
两个功率相当的系统经较强联络线相连接
此种结构具有稳定运行水平高，网架结构坚强的特点，不容易发生稳定破坏事故。
但在严重的联锁故障中，可能会发生联络线过载或功角失步。
此种情况应采取发电机减出力和切。
国家发展改革委、国家能源局关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见文章属性•【制定机关】国家发展和改革委员会,国家能源局•【公布日期】2021.02.25•【文号】发改能源规〔2021〕280号•【施行日期】2021.02.25•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】电力及电力工业正文国家发展改革委国家能源局关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见发改能源规〔2021〕280号各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团发展改革委、能源局，国家能源局各派出机构：为实现“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的目标，着力构建清洁低碳、安全高效的能源体系，提升能源清洁利用水平和电力系统运行效率，贯彻新发展理念，更好地发挥源网荷储一体化和多能互补在保障能源安全中的作用，积极探索其实施路径，现提出以下意见：一、重要意义源网荷储一体化和多能互补发展是电力行业坚持系统观念的内在要求，是实现电力系统高质量发展的客观需要，是提升可再生能源开发消纳水平和非化石能源消费比重的必然选择，对于促进我国能源转型和经济社会发展具有重要意义。
（一）有利于提升电力发展质量和效益。
强化源网荷储各环节间协调互动，充分挖掘系统灵活性调节能力和需求侧资源，有利于各类资源的协调开发和科学配置，提升系统运行效率和电源开发综合效益，构建多元供能智慧保障体系。
（二）有利于全面推进生态文明建设。
优先利用清洁能源资源、充分发挥常规电站调节性能、适度配置储能设施、调动需求侧灵活响应积极性，有利于加快能源转型，促进能源领域与生态环境协调可持续发展。
（三）有利于促进区域协调发展。
发挥跨区源网荷储协调互济作用，扩大电力资源配置规模，有利于推进西部大开发形成新格局，改善东部地区环境质量，提升可再生能源电量消费比重。
二、总体要求（一）指导思想。
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神，落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略，将源网荷储一体化和多能互补作为电力工业高质量发展的重要举措，积极构建清洁低碳安全高效的新型电力系统，促进能源行业转型升级。
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与会专家首先听取中国电力科学研究院周孝信院士作的题为“未来电网和电网技术的发展前景”的主题评述，并对一些热点问题展开讨论。
专家们首先对我国2050年预计人均年用电量8000千瓦时这个指标开展热烈讨论。
华北电力大学刘吉臻教授提出要从根本上改变生活习惯和消费观点，采用一种更加节能环保的生活模式，人均用电量应当控制下来，从而远小于这个数值。
武汉大学孙元章教授、湖南大学曹一家教授附议这个观点。
另外一些专家认为这个指标是合理的，甚至还可以更高一点。
中国电力科学研究院郭剑波教授指出，根据多年的电力规划经验，我国“补课式”消费会促使人均用电量大幅度提高，甚至不用到2050年就会突破8000千瓦时。
中国电力科学研究院李柏青教授、中科院电工所肖立业研究员附议这个观点。
大家一致认为，人均用电量指标应联合社会科学专家和电力专家进行深入研究。
第二个热点问题是关于煤电和可再生能源发展比例。
中科院电工所严陆光院士认为，40%的煤电比例可行性不高，风电、光电、核电的未来发展可能比预期要缓慢，因此煤电比例应该考虑为50%甚至60%更实际。
第三个热点是关于输电规模问题。
华北电力大学崔翔教授概算指出，7.1亿千瓦的输电容量，按现有输电技术来估算，需要100多条输电通道，但资源环境的限制使得建设如此多的输电通道是不可能的，因此必须有一个调整发展规模、改变发展模式和寻求新技术革命的过程。
中国电力科学研究院汤涌教授在题为“未来中国电网模式的分析与展望”的中心议题评述报告中指出，影响电网发展模式的主要因素包括电力流格局和电网技术两个方面。
他提出了我国未来电网的发展模式，给出了2020年的电网场景，以及2020～2030年、2030～2050年的电网发展模式预测。
郭剑波教授在题为“超/特高压交直流输电系统”的报告中分析了我国电力发展现状和面临的挑战，提出未来大容量远距离输电技术的科学问题并建议开展合理的电源结构配比及前瞻性的送/受端电网规划研究工作;研究超大规模交直流混联电网深入的机理研究和分析方法;研究跨大区、强交互影响、分层分区、安全可靠、协调优化控制。
送端电网规划研究
【摘要】在我国当前电网环境下，不仅仅需要满足用电端的大功率用电需求，同样还必须保证所在地的正常电力需求的满足。
这种情况下，合理调整送电端电网结构，对于提升系统的整体稳定性有着非常重要的现实意义。
这就要求我们必须从电源接入系统的电压等级入手，对送电端电网的互联问题加以考虑。
在本文研究中，重点对送电端电网和受端电网的连接问题进行了重点讨论，并指出缩小两者间的物理距离对于提升电网输送能力的重要意义。
【关键词】稳定性；发电机；电气联系；送端电网；受端电网
1.电力系统的安全稳定标准
根据我国现行的《电力系统安全稳定导则》中的相关规定，我们通常情况下以三级来表示电力系统承受扰动能力，即：保持稳定运行和电网的正常供电；第二级标准：保持稳定运行，但允许损失部分负荷；第三级标准：当系统不能保持稳定运行时，必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。
客观上来说，在我们电网设计规划伊始，通常情况下都是按照第一级标准进行设计的，主要目标在于最大限度的保证系统的在多种扰动情况出现的情况下，核心元件不会受到影响，保证电网的正常供电能力。
在本文中所提及的扰动情况，主要有如下几种较为典型：
a）任何线路单相瞬时接地故障重合成功；
b）同级电压的双回线或环网，任一回线单相永久故障重合不成功及无故障三相断开不重合；
c）同级电压的双回线或环网，任一回线三相永久故障断开不重合；
d）任一发电机跳闸或失磁；
e）受端系统任一台变压器故障退出运行；
f）任一大负荷突然变化；
g）任一交流联络线路故障或无故障断开不重合[1]；
h）直流输电线路单极故障。
同杆架设的现象在当前用电日益紧张的供电环境下应用日益频繁，但是客观上来说，如果在这种假设方式的线路上出现问题，尤其是同杆异名相故障的出现，在一定程度上将会导致双回线路同时起跳的情况，这对于用电安全是非常有害的。
这就在客观上要求我们必须在设计的过程中满足第二级安全稳定标准，具体的扰动包括：
a）单回线单相永久性故障重合不成功即无故障三相断开不重合；
b）任一段母线故障；
c）同杆并架双回线的异名两相同时发生单相接地故障重合不成功，双回线三相同时跳开[2]；
d）直流输电线路双极故障。
从上述情况中我们可以得知，在电网规划设计过程中，不同标准是非常常见的情况，因此在实际的电网运行过程中，为了最大限度的保证运行的有效性和安全性，必须是设计规划的过程中就对日后可能发生的生产调度运行中考虑的问题。
2.送端电网电源接入电网方
2.1 发电机—变压器—线路的单元接线方式
送端电网存在着大量的发电机组，一方面为了满足本地区的用电需求，另一方面则是大规模输送电量。
大容量机组的接入电网方式对送端电网的稳定性影响较大。
这是因为发电机的阻抗远大于升压变的阻抗和线路的阻抗，基于这一情况，在客观上必然对电网的暂态功能的整体稳定性造成非常严重的负面影响。
为了进一步加强发发电机组运行的可靠性，通常情况下都是通过双母线连接的方式，来为故障检修过程中的顺利生产提供支持。
但是必须要认识到，这种接线方式虽然能够有效的提升发电厂发电机组的可靠性，同样也会对电网的整体稳定性造成一定的负面问题。
而如本文索亚就的，采用发电机—变压器—线路的单元接线方式直接接入系统的枢纽变电所，则能够对上述问题的解决提供一个较好的途径，不仅仅能够有效的保证输电容量，同样也不会对电网的整体稳定性造成负面影响，即使线路发生故障，也能够保证较好的暂态稳定性。
2.2 分层原则
在实际的设计过程中，我们对于送端电网，必须根据500kV和220kV电压等级的输送能力，针对不同电厂在容量上的不同，将其接入不同的电压等级网络上，从而保证用电平衡和用电稳定。
在满足送电段区域用电的前提下，我们应将将大容量机组接入500kV的电网，这样做的优势主要是以下几点：
（1）如果将大容量机组接入220kV等级电网，那么在实际的操作和应用过程中，整体输电线路的增加是一种必然情况，这将直接增加后期维护和管理的难度。
而直接接入500kV高压网络则能够最大限度的降低线路数量。
（2）系统的暂态稳定性下降，由于输电出线的增加，对于靠近电源侧的故障期间，机组在故障期间获得的加速功率增大，不利于系统暂态稳定性。
（3）在一定程度上将会限制短路电流，而如果将其直接接入500kV高压网络，则能够有效的提升电网的整体稳定性和可靠性。
一般情况下，在发电厂内最好不设向地区供电的出现和联络变，最好是通过数量相对较少的输送线直接接入最近枢纽点[3]。
3.送端电网与受端电网的互联
3.1 暂态功角稳定问题
如果送端电网通过500kV输电线路将发电机组的电力输送至受端系统，加速功率是客观存在的，必然对输电电网的稳定性造成破坏。
3.2 热稳定问题
当电网中存在电磁环网时，高一电压等级元件某单一元件故障切除后对低一级电压等级电网造成的热稳定问题较对本级电网元件带来的热稳定问题要严重的多。
对于送端电网来说，送端电网向受端电网输送功率时，是通过电网最高等级的电压输送；但与此同时，送端电网满足自身电网的用电需求是通过低一级的电网供电，当二级电网通过变压器相联时，将形成电磁环网。
除此之外，在实际的应用过程中，电磁环网是客观存在的，尤其是输电走廊不断缩小的过程中，同双回500kV线路的广泛应用，更是直接对220kV电网的热稳定性能造成了非常严重的负面影响。
4.结语
在本文中重点对送端电网电源的接入、送端电网内部电网的连接等输电网中的核心问题进行了相应的研究和探索，并对电网规划过程中送电段和受端电网的连接问题进行了说明，并对这一过程中必须给予重视的问题进行了简单的介绍。
笔者认为，在电网规划设计的过程中，只有充分的考虑到电网的整体稳定性性能，才能够真正意义上的保证电网运行过程中的稳定性。
参考文献
[1]李光琦.电力系统暂态分析[M].北京：水利电力出版社，1995.
[2]王正风，陈实，葛斐等.500kV淮宿变电站投运对安徽电网暂态稳定性的影响[J].中国电力，2008，41（8）：8-11.
[3]王锡凡.现代电力系统分析[M].北京：科学出版社，2003.。
