简单环形网络的潮流计算

银川能源学院课程设计课程名称：电力系统分析设计题目：简单环形网络的潮流计算学院：电力学院专业：电气工程及其自动化班级：电气（本）1202班*名：**学号：**********成绩：指导教师：李莉、张彦迪日期：2014年12月8日—2014年12月19日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络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。

前言------------------------------------------------------------------------------------------2第一章：简单环形网络的潮流计算原理--------------------------------------41.1 电力线路和变压器上的功率损耗、电压降落及电能损耗--------------- 41.2电压降落、电压损耗、电压偏移及电压调整的概念---------------------- 51.3闭环网的潮流计算步骤---------------------------------------------------------- 6第二章：简单环形网络的潮流计算过程-------------------------------------- 72.1参数整理---------------------------------------------------------------------------- 72.2计算网络参数及等效电路------------------------------------------------------- 82.3电力系统潮流计算的运用------------------------------------------------------- 102.4注意事项---------------------------------------------------------------------------- 10 第三章：P-Q分解法的基本潮流算法-------------------------------------------113.1 P-Q分解法的原理----------------------------------------------------------------113.2 P-Q分解法的特点 ------------------------------------------ 133.3 P-Q分解法的潮流计算步骤 --------------------------------- 14 总结-------------------------------------------------------------------------------------------16谢辞-------------------------------------------------------------------------------------------17参考文献------------------------------------------------------------------------------------18第一章：简单环形网络的潮流计算原理本章主要内容包括：研究简单电力系统正常运行状态下的潮流分布，以及方便潮流计算化简网络的方法。

电力系统的潮流分布是描述电力系统运行状态的技术术语，它表明电力系统在某一确定的运行方式和接线方式下，系统中从电源经网络到负荷各处的电压、电流、功率的大小和方向的分布情况。

电力系统的潮流分布，主要取决于负荷的分布、电力网参数以及和供电电源间的关系。

对电力系统在各种运行方式下进行潮流分布计算，以便确定合理的供电方案，合理的调整负荷。

通过潮流分布计算，还可以发现系统中薄弱环节，检查设备、元件是否过负荷，各节点电压是否符合要求，以便提出必要的改进措施，实施相应的调压措施，保证电力系统的电能质量，并使整个电力系统获得最大的经济性。

1.1 电力线路和变压器上的功率损耗、电压降落及电能损耗计算电力线路和变压器上的功率损耗、电压降落常用的公式总结如下：功率损耗：线路和变压器阻抗支路 X UQ P j R U Q P S Z 222222+++=∆•（1-1） 线路的对地支路 212112121U jB U G S Y -=∆•变压器的励磁支路 22U jB U G S T T YT +=∆•(1-2)电压降落：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=+=∆+∆=•U QR PX U U QX PR U U j U U d δδ (1-3)始端电压：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧∆+=+∆+=∠=+∆+=-••U U Utg U U U U U U j U U 2122212221)()(U )0()(U δδδδ 设 (1-4 )注意：采用以上公式计算时，P 、Q 、U 一定要用同一点（同一侧）的值。

电力线路的电能损耗：折线代曲线法：k nk k k k t R U Q P dt t P W ⋅⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∆=∆⎰∑=87601222)(最大功率损耗时间法：max max τP W ∆=∆（根据负荷性质ϕcos 查出m ax T ，由max cos T ϕ查max max τ-T 曲线得m ax τ）经验法：max 8760P F W ∆⋅⋅=∆（F 为年负荷损耗率，2)1(f K f K F ⋅-+⋅=，f 为年负荷率，8760maxT f =，K=0.1~0.4经验数据）变压器的电能损耗：max 20100087601000τ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∆+∆=∆NK ZTYT T S SP P W W W 推广到n 台：max 20100087601000τ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∆N k T nS SP n P nW 1.2电压降落、电压损耗、电压偏移及电压调整的概念(1) 电压降落——是指线路始末两端电压的相量差⎪⎭⎫ ⎝⎛-••21U U 。

(2) 电压损耗——是指线路始末两端电压的数值差()21U U -。

电压损耗%100(%)21⨯-=NU U U (3) 电压偏移——是指线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差。

如线路始端偏移为()N U U -1,线路末端电压偏移为()N U U -2。

若以百分值表示，即有：始端电压偏移%100(%)1⨯-=NNU U U 末端电压偏移%100(%)2⨯-=NNU U U(4) 电压调整——是指线路末端空载电压20U 与负载电压2U 的数值差()220U U -。

电压调整%100(%)20220⨯-=U U U 1.3闭环网的潮流计算步骤(1) 把闭环网简化成两端供电网。

(2) 以N U 为全网电压（即不计电压损耗），求出两端的注入功率a S •，b S •，进而求出各支路的流动功率（不计网络中功率损耗）。

两端电压相等时：•∑•••∑=Z Z S S mm a两端电压不相等时：••∑•••+∑=c mm aS Z Z S S对均一网： ∑••∑=l l S S mm a经济功率分布： ∑•-•∑=R R S S m m oa(3) 找出功率分点，从功率分点把闭环网变成两个辐射网。

(4) 从功率分点开始，分别对两个辐射网逐段推算电压损耗、功率损耗，用到公式（1-1）、（1-2）、（1-3）、（1-4），从而进行潮流分布计算。

(5) 还原成实际网的潮流分布。

在还原过程中，功率满足0=∑•S ,计算分功率时，用到公式：••∑•∑••∑•••+=mmm m Z Z S U Z E E S 1第二章：简单环形网络的潮流计算过程2.1参数整理如图所示为110kV 闭式电力网，A 为某发电厂的高压母线，UA=117kV ，网络各元件参数如下：线路I ：Z I =(6.2+j25.38),B I =1.61×10-4S线路II:Z II =（13.5+j21.15），B II =1.35×10-4S 线路III:Z III =（18+j17.6），B III =1.61×10-4S各变电所每台变压器的额度容量、励磁功率和归算110KV 电压等级的阻抗如下：变电所B :Ω+=+=∆=)5.6384.4(,)6.005.0(~,200j Z MVA j S MVA S TB N变电所C:Ω+=+=∆=)1274.11(,)35.003.0(~,100j Z MVA j S MVA S TC N负荷功率:MVA j S MVA j S LDB LDB )912(~,)1824(~+=+=a)分析计算该网络的功率分布及最大电压损耗。

I Z A BIIIZ Z A BIQ ∆j BS CS BIII(b)~IZ BIQ ∆j I S IIIS CS BIIQ ∆j 2A(c)图2-1 例2-1的简单闭式电力网2.2计算网络参数及等效电路(1) 计算网络参数并制定等效电路线路I II 和III 的阻抗和电纳已知，它们的充电功率分别为var 25.1var 1101003.12var 63.1var 1101035.12var 95.1var 1101061.12243242241M M Q M M Q M M Q B B B -=⨯⨯-=∆-=⨯⨯-=∆-=⨯⨯-=∆---I每个变电所内均有两台变压器并联运行，所以变电所BMVAj MVA j S j j Z OB TB )2.11.0()6.005.0(2~)75.3142.2()5.6384.4(21+=+=∆Ω+=Ω+=变电所C MVA j MVA j S j j Z OCTC )7.006.0()35.003.0(2~)5.637.5()1274.11(21+=+=∆Ω+=Ω+=等效电路如图2-1b 所示 (2)计算节点B 和C 的运算负荷MVAj MVAj j j j j Q j Q j S S S S MVA j MVA j S MVAj MVA j j j j j Q j Q j S S S S MVA j MVA j S B B OC TC LDB C TC B B OB TB LDB B TB )44.917.12()815.0625.07.006.018.1106.0912(~~~~)18.1106.0()5.637.5(110912~)96.1928.24()625.0975.02.11.036.218.01824(~~~~)36.218.0()75.3142.2(1101824~3222221222+=--+++++=∆+∆+∆+∆+=+=++=∆+=--+++++=∆+∆+∆+∆+=+=++=∆(3) 计算闭式网络中的功率分MVAj j j j j j Z Z Z Z S Z Z S S C B 13.647.47)15.215.13)(44.917.12(13.647.47)75.385.31)(96.1928.24(~)(~~3*212321--++--+=++++=*****(4) 计算电压损耗由于线路I 和线路II 的功率均流向节点B ，故节点B 为功率分点，这点的电压最低。