第三章电力系统潮流计算(手算)

第3章简单电力系统的潮流计算

简单电力系统的潮流计算是电力系统运行中的重要环节，主要用于分析电力系统中各节点的电压、功率等参数的分布和变化情况，以保证系统的稳定运行和优化调度。本章主要介绍了简单电力系统的潮流计算的基本原理和方法。

首先，简单电力系统的潮流计算是基于电力系统节点电压相等、功率平衡和潮流方向一致的基本假设。在计算过程中，需要对电力系统进行建模和等效处理。电力系统的节点可以分为发电节点、负荷节点和平衡节点。发电节点表示电力系统的发电机节点，负荷节点表示电力系统的负载节点，平衡节点表示电力系统的节点电压保持不变。

潮流计算主要通过节点潮流方程和支路潮流方程进行求解。节点潮流方程是基于潮流方向一致和功率平衡的基本原理，用于计算电力系统的节点电压。支路潮流方程用于计算电力系统的支路电流。节点潮流方程和支路潮流方程可以通过潮流计算矩阵的形式表示。

潮流计算的求解方法主要有迭代法和直接法两种。迭代法是将潮流计算问题转化为非线性方程组的求解问题，常用的迭代法有高斯-赛德尔迭代法和牛顿-拉夫逊迭代法。直接法是通过高斯消元法或LU分解法直接求解潮流计算矩阵的方程组，计算速度较快但适用范围较窄。

在潮流计算中，还需要考虑电力系统中的各种约束条件，如节点电压范围、支路功率限制等。这些约束条件可以通过潮流计算的目标函数中引入惩罚项的方式来处理，最终得到满足约束条件的潮流计算结果。

总之，简单电力系统的潮流计算是电力系统运行和调度中的重要环节，通过对电力系统的节点电压、功率等参数进行分析和计算，可以保证电力系统的稳定运行和优化调度。潮流计算的基本原理和方法主要包括节点潮流方程和支路潮流方程的求解，以及迭代法和直接法的计算方法。同时，需要考虑电力系统中的各种约束条件，以保证潮流计算结果的合理性和可行性。

第一章 简单电力系统的分析和计算

一、 基本要求

掌握电力线路中的电压降落和功率损耗的计算、变压器中的电压降落和功率损耗的计算；掌握辐射形网络的潮流分布计算；掌握简单环形网络的潮流分布计算；了解电力网络的简化。

二、 重点内容

1、电力线路中的电压降落和功率损耗

图3-1中，设线路末端电压为2U、末端功率为222~jQPS，则

（1）计算电力线路中的功率损耗

① 线路末端导纳支路的功率损耗： 2222*222~UBjUYSY ……………（3-1）

则阻抗支路末端的功率为： 222~~~YSSS

② 线路阻抗支路中的功率损耗： jXRUQPZISZ2222222~ ……（3-2）

则阻抗支路始端的功率为： ZSSS~~~21

③ 线路始端导纳支路的功率损耗： 2121*122~UBjUYSY …………（3-3）

则线路始端的功率为： 111~~~YSSS

1U2U1~S22~~SSTZTY图3-3 变压器的电压和功率1~SyTS~ZTS~2U1UUdU

（2）计算电力线路中的电压降落

选取2U为参考向量，如图3-2。线路始端电压

UjUUU21

其中

222UXQRPU ；

222URQXPU ……………（3-4）

则线路始端电压的大小： 2221UUUU ………………（3-5）

一般可采用近似计算：

222221UXQRPUUUU ………………（3-6） 2、变压器中的电压降落和电能损耗

电力系统潮流上机计算实验报告

１ 1． 手算过程

已知：

节点1：PQ节点， s(1)= -0.5000-j0.3500

节点2：PV节点， p(2)=0.4000 v(2)=1.0500

节点3：平衡节点，U(3)=1.0000∠0.0000

网络的连接图：

0.0500+j0.2000 1 0.0500+j0.2000

23

1）计算节点导纳矩阵

由2000.00500.0

12jZ  71.418.1

12jy;

2000.00500.0

13jZ  71.418.1

13jy;

导纳矩阵中的各元素：

42.936.271.418.171.418.1

131211jjjyyY;

71.418.1

1212jyY; 71.418.1

1313jyY;



21Y71.418.1

1212jyY; 71.418.1

2122jyY;

00

2323jyY;



31Y71.418.1

1313jyY; 

32Y00

2323jyY;

71.418.1

3133jyY;

形成导纳矩阵

BY：













71.418.10071.418.10071.418.171.418.171.418.171.418.142.936.2

jjjjjjjjj

Y

B

2）计算各PQ、PV节点功率的不平衡量，及PV节点电压的不平衡量：

取:000.0000.1

)0(

1)0(

1)0(

1jjfeU

000.0000.1

)0(

2)0(

2)0(

2jjfeU

节点3是平衡节点，保持000.0000.1

333jjfeU为定值。







nj

jjijjijijijjijiieBfGffBeGeP

1)0()0()0()0()0()0()0(； 电力系统潮流上机计算实验报告

２ 

第3章 潮流计算 习题参考

例1 电力系统如图，已知线路额定电压110kV，长度30km，导线参数r0=0.2/km，x0=0.4/km，b0=210-6S/km； 变压器额定变比为110/11，SN=40MVA， P0=80kW， PK=200kW，UK%=8，I0%=3，分接头在额定档；负荷SLDb为10+j3MVA，SLDC为20+j10MVA。母线C实际电压为10kV。计算变压器、线路的损耗和母线A输出的功率以及母线A、B的电压。

图系统接线及等值电路

解：(1)画出系统的等值电路如图（b）所示。

(2)元件参数计算

RL=r0l=0.230=6Ω

XL=x0l=0.430=12Ω

BL=b0l=210-630=0.610-4S

ΔQB=-0.5BLUN2=-0.50.610-41102

=-0.363 Mvar

2233KNT22N20011010101.512540000PURS 2233KNTN%8110101024.210010040000UUXS RL+jXLRT+jXTS''1ABCSLDcSLDbS'1Bj QBSBS'2A(a)(b)SASCC'C000340j0.08j0.08j1.2MVA100SPQ

(3) 已知末端电压向前推功率和电压

计算运算负荷：

BLDbB0j10j3j0.3630.08j1.210.08j3.837MVASSQS

jj0.363BQMvar

CLDC20j10MVASS

1) 计算U'c

U'c = U ck = 10110 / 11 = 100 kV

2) C 到B ，计算变压器的功率损耗与电压损耗

变压器绕组功率损耗

''2''22222TTT22c2010(j)(1.5125j24.2)0.076j1.21MVA100PQSRXU