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电力系统分析潮流计算

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题 目: 电力系统分析潮流计算
初始条件：
系统如图所示

T1、T2 SFL1-16000/110 (121±2×2.5%)/6.3
T3 SFL1-8000/110(110±5%)/6.3
T4
2×SFL1-16000/110(110±2×2.5%)/10.5

导线 LGJ-150
要求完成的主要任务:

1、计算参数，画等值电路；
2、进行网络潮流计算；
3、不满足供电要求，进行调压计算。

时间安排：
熟悉设计任务 5.27
收集相关资料 5.28
选定设计原理 5.29
计算分析及结果分析 5.30 --6.6
撰写设计报告 6.7

指导教师签名： 年 月 日

系主任（或责任教师）签名： 年 月 日
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目录
简述 ............................................................. 2
1设计任务及要求分析.............................................. 3
2潮流计算过程 ................................................... 4
2.1计算参数并作出等值电路 ........................................ 4
2.1.1输电线路的等值参数计算 ...................................... 4
2.1.2变压器的等值参数计算 ........................................ 4
2.1.3等值电路 ................................................... 6
3功率分布计算 ................................................... 7
4调压计算 ...................................................... 10
5心得体会 ...................................................... 11
参考文献 ........................................................ 12
本科生课程设计成绩评定表 ........................................ 13
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简述

潮流计算是电力系统最基本最常用的计算。根据系统给定的运行条件，网络
接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压（幅值和相角），各支路
流过的功率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的
必要手段和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的规划计算，生产运行，
调度管理及科学计算中都有着广泛的应用。
本次课程设计要求将系统中的元件转换为等值参数，并绘制出相应的等值电
路，然后依据等值电路图计算网络中的功率分布、功率损耗和未知的节点电压。
最后还需进行检验，如不满足供电要求，还应进行调压计算。

关键词：潮流计算；等值电路；功率损耗；节点电压；调压
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1设计任务及要求分析

设计任务：

图1 潮流计算用图
变压器T1、T2：SFL1-16000/110，（121±2×2.5﹪）/6.3，ΔPk=100kW，
ΔP0=10.5kW，Uk﹪=10.5，I0﹪=0.9；
变压器T3：SFL1-8000/110，（110±5﹪）/6.3，ΔPk=52kW，ΔP0=12.76kW,
Uk﹪=10.5，I0﹪=1.1；
变压器T4：2×SFL1-16000/110，（110±2×2.5﹪）/10.5，ΔPk=62kW，
ΔP0=11.6kW，Uk﹪=10.5，I0﹪=1.10。
导线型号均为LGJ-150，参数r0=0.21Ω/km，x0=0.4Ω/km，b0=2.8×10-6S/km。
电网潮流计算
1.计算各元件参数，画出等值电路；
2.进行网络潮流计算；
3.不满足供电要求，进行调压计算。
要求分析：如图所示是一个闭环系统，但由于负载给出，线路长度已知，我们可
以将该系统的潮流计算分解成4个开环单电源的潮流问题进行计算，并进行调压
分析。
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2潮流计算过程

2.1计算参数并作出等值电路
2.1.1输电线路的等值参数计算
（1）120Km线路

（2）100Km线路
（3）70Km线路
2.1.2变压器的等值参数计算
（1）变压器 T1，T2
625.5101600012110010SUΔPRR
3223
2

N
NK

T2T1
2
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j0.144)MVA(0.0105KVA)100160000.9j(10.5S100%IjPSΔSN0021



（2）变压器 T3

Aj0.0088)MV(0.01276KVA)10080001.1j(12.76S100%IjPΔSN003



（3）变压器 T4

j0.176)MVA(0.0116KVA)100160001.1j(11.6S100%IjPSN004


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2.1.3等值电路

图2 等值电路图
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3功率分布计算

（1）T3变压器损耗

（2）两台T4变压器并联损耗

（3）100Km与70Km线路交点4 末端功率损耗
（4）120Km与100Km线路交点3末端功率损耗
（5）1、4间100Km线路损耗
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（6）1、3间120Km线路损耗

（7）2、4间70Km线路损耗
（8）2、3间100Km线路损耗
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（9）位置1点总损耗
（10）位置2点总损耗
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年 月 日

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实验一电力系统潮流计算

实验一电力系统潮流计算

实验一电力系统潮流计算
一、实验背景
潮流计算是电力系统的基础，也是电力系统优化设计的前提。

它是一种求解受非线性条件制约的线性方程组的数值方法，能够求解电力系统的稳态潮流，即电力系统在其中一种操作或运行状态下的电压、电流大小和方向。

潮流计算可以为电力系统的综合分析、可靠性分析、功率调度、故障分析、电压控制、电源接入分析、调节器诊断、可调装置分析等提供重要的输入参数。

二、实验步骤
（1）系统参数设置：确定潮流计算模型中的系统参数，包括拓扑结构、主变参数以及节点馈电和负荷数据。

（2）特性参数选择：确定潮流计算模型中特性参数，包括电抗器、变压器的损耗参数、电容器的补偿方式以及可调节装置参数等。

（3）潮流程序的编制：根据模型结构，以及确定的参数，编制潮流计算程序。

（4）潮流计算的运行：运行潮流计算程序，得到电力系统中的线路电流、电压、有功、无功等参数。

（5）潮流计算结果分析：分析潮流计算结果，验证潮流计算模型和输入参数的准确性，对电力系统的可靠性进行评价和优化设计。

三、实验过程
此次实验采用PSCAD/EMTDC软件。

第2章 电力系统潮流计算

第2章 电力系统潮流计算


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每节点的注入功率方程式为：
n * * * ~ Ii U Y ij U j Si Pi jQi U i i j 1
其中：
Pi PGi PLi Qi QGi QLi U U 或 i i e jf U i i i
对于N个节点的电力网络，可以列出2N个功率方程。 每个节点具有四个变量，N个节点有4N个变量，但只有 2N个关系方程式。
23
高斯-塞德尔迭代法解潮流如下：
i 1 P jQ 1 ( k 1) i i U Y U i ij j * Yii U j 1, i i 1,2, , n; i s
(k ) YijU j j i 1
2
（1）电力系统潮流计算的目的是什么？

电力系统潮流计算是对电力系统正常和故障条件下稳 态运行状态的计算。潮流计算的目标是求取电力系统 在给定运行方式下的节点电压和功率分布，用以检查
系统各元件是否过负荷、各点电压是否满足要求、功
率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。潮流计算 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 及暂态稳定计算的基础。
17
根据给定节点变量的不同，可以有以下三种类型的节点： 1. PV节点（电压控制母线） 这种节点的注入有功功率Pi为给定值，电压Ui也保持 在给定数值。这种类型节点相当于发电机母线节点， 其注入的有功功率由汽轮机调速器设定，而电压则 大小由装在发电机上的励磁调节器控制；或者相应 于一个装有调相机或静止补偿器的变电所母线，其 电压由可调无功功率的控制器设定。 要求有连续可调的无功设备，调无功来调电压值。 2. PQ节点 这种节点的注入有功和无功功率是给定的，相应于实 际电力系统中的一个负荷节点，或有功和无功功率 给定的发电机母线。
电力系统潮流计算

电力系统潮流计算


3.2.1 节点电压方程与节点导纳矩阵和阻抗矩阵
将节点电压法应用于电力系统潮流计算，变量为节点电压与节
点注入电流。通常以大地作为电压幅值的参考（U0 = 0），以
系统中某一指定母线的电压角度作为电压相角的参考，以支路
导纳作为电力网的参数进行计算。节点注入电流规定为流向网
络为正，流出为负。
Pmax P
表征年有功负荷曲线特点的两个指标
0
年最大负荷利用小时数 Tmax
t Tmax 8760
根据年负荷曲线，可求得全年所需电能：
8760
A 0
Pdt MWh
定义年最大负荷（最大值 Pmax）利用小时： Tmax
A Pmax
h
Tmax 越大，负荷曲线越平坦
负荷曲线为一水平线时， Tmax 达到最大值8760 (h)
2
1 ZT1
2
Zl
T2
34
3
ZT2 4
YT3
Yl /2
YT2
已知末端功率和电压， 计算网上潮流分布。
1 ZT1 2 Zl
3 ZT2 4
已知始端功率和电压， 计算网上潮流分布。
Y20
Y30
已知末端功率和始端电 压，计算网上的潮流。
不管哪种情况，先作等值电路
3.1.3 辐射形网络的分析计算
1）已知末端功率、电压 利用前面的方法，从末端逐级 往上推算，直至求得各要求的量。
Pm(t)
损耗称年电能损耗，是电网运行经
济性的指标。
Pmi
1）年电能损耗的准确计算方法
已知各负荷的年有功和无功负荷曲线 时，理论上可准确计算年电能损耗。
8760小时分为 n 段，第 i 时段时间为 Dti (h)，全网功率损耗为DPi (MW)，则 全网年电能损耗为
电力系统分析第03章简单电力系统潮流计算

电力系统分析第03章简单电力系统潮流计算


= U&p
*
Ip
= Up Ip∠(ϕu
−ϕi )
= Up Ip∠ϕ
=
Sp (cosϕ
+
j sin ϕ )
=
Pp
+
jQp
S%p为复功率，U&p = Up∠ϕu为电压相量，I&p = Ip∠ϕi为电流相量，
*
ϕ = ϕu −ϕi为功率因数角， I = I∠ − ϕi ,为电流相量的共轭值，
Sp、Pp、Qp分别为视在功率、有功功率和无功功率
¾ 电压损耗：线路始末两端电压的数值差，常以线路额定电压百分数表示
电压损耗（%）= U1−U 2 ×100% UN
¾ 电压偏移：线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差
始端电压偏移（%）= U1 −U N ×100% UN
末端电压偏移（%）= U2 −U N ×100% UN
¾ 电压调整：线路末端空载与负载时电压的数值差
较短线路两端电压相角差一般都不大，可略去δU , 则：
U1
=
U2
+
P2
R + Q2 U2
X
4
始端电压做参考，用始端的功率求末端电压
若以U&1为参考相量，即U&1 = U1∠0°可求出末端的电压U&2
⋅
U2
= U1 − I&( R + jX ) = U1 −
P1
− jQ1 U1
( R + jX ) = U1 − ΔU ′ − jδU ′
上即可计算线损率或网损率。设线路始端输入的年电能 为W1，线路末端输出的年电能为W2，线路上的年电能损 耗仍为△Wz，则线损率或网损率为