简单环形网络的潮流计算
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
姓名：罗通
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 U Q P j R U Q P S Z 2
2
2222+++=
ƥ
（1-1）
线路的对地支路 2
1
2112
121U jB U G S Y -=ƥ
变压器的励磁支路
22U jB U G S T T YT +=ƥ
(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 U
tg 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 n
k k k k t R U Q P dt t P W ⋅⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=∆=
∆⎰
∑=8760
1222)(
最大功率损耗时间法：max max τP W ∆=∆（根据负荷性质ϕcos 查
出max T ，由max cos T ϕ查max max
τ-T 曲线得max 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，8760max
T f =，K=0.1~0.4经
验数据） 变压器的电能损耗：
max 2
0100087601000τ⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+=
∆+∆=∆N
K ZT YT T S S
P P W W W
推广到n 台：
max 2
0100087601000τ⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛+=∆N k T nS S
P n P n
W 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(%)2
1⨯-=
N
U 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⨯-=
N N
U U U 末端电压偏移%100(%)2⨯-=N
N
U 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(%)20
2
20⨯-=
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 m
m a
两端电压不相等时：•
•
∑
•
•
•
+∑=
c m
m a
S Z Z S S
对均一网： ∑
•
•
∑=l l S S m
m a
经济功率分布： ∑
•
-•
∑=
R R S S m
m o a (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：•
•
∑•
∑
••
∑•
••
+=
m
m
m 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 =1.61×10-4
S
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 LD B LD B )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 B
III
Z Z A BI
Q ∆j B
S C
S BIII
(b)
~I
Z BI
Q ∆j I S III
S C
S BII
Q ∆j 2
A
(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B MVA j 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 OC
TC )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
MVA j MVA j j j j j Q j Q j S S S S MVA j MVA j S MVA
j 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(110
912~)96.1928.24()625.0975.02.11.036.218.01824(~
~~~)36.218.0()75.3142.2(110
1824~3
22
222
12
22+=--+++++=∆+∆+∆+∆+=+=++=∆+=--+++++=∆+∆+∆+∆+=+=++=∆
(3) 计算闭式网络中的功率分
MVA
j 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。为了计算线路I 的电压损耗，要用A 点的电压和功率
1~
A S .
kV
kV
U X Q R P U MVA j j j S S S A A A L A 39.6117
38
.2505.172.1645.19)05.1745.19()38.252.16(1108.1565.188.1565.18~
~~111112
22111=⨯+⨯=+=
∆+=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡++++=∆+=
变电所B 高压母线的实际电压为
kV kV U U U A 61.110)39.6117(1=-=∆-=
2.3电力系统潮流计算的运用
（1）检查电力系统各元件是否负荷。 （2）为电力系统的规划和扩建提供依据。
（3）检查电力系统各节点的电压是否满足电压质量的要求。 2.4注意事项
计算时，需注意如下两个问题。
(1) 若已知电源端电压，而非功率分点电压，应按什么电压起算？可设
网络中各点电压均为U ，先算功率损耗，求得电源功率后，再往后推算电压降落。
(2) 若有功功率分点与无功功率分点不一致，怎么办？一般以无功功率
分点为计算起点。
第三章：P-Q分解法的基本潮流算法
3.1 P-Q分解法的原理
采用极坐标形式表示节点电压，能够根据电力系统实际运行状态的物理特点，对牛顿潮流计算的数学模型进行合理的简化。
在交流高压电网中，输电线路的电抗要比电阻大得多，系统中母线有功功率的变化则主要受母线电压幅值变化的影响。在修正方程式的系数矩阵中，偏
导数
P
V
∂∆
∂
和
P
∆
∂
∂δ
数值是相当小的。作为简化的第一步，可以将方程式（3-1）中
的子块N和K略去不计，即认为它们的元素为零。这样，n-1+m阶的方程式（3-1）便分解为一个n-1阶和一个m阶的方程
ΔP = - HΔδ
（3-2）
ΔQ= - LV D-1ΔV
（3-3）
这一简化大大地节省了机器内存和解题时间。方程式（3-2）和（3-3）表明，节点的有功功率不平衡量只用于修正电压的相位，节点的无功功率不平衡量只用于修正电压的幅值。这两组方程轮流迭代，这就是所谓的有功-无功功率分解法。
但是矩阵H和L的元素都是节点电压幅值和相角差的函数，其数值在迭代过程中是不断变化的。因此，最关键的一步简化就在于，把系数矩阵H和L简化为常数矩阵。它的根据是什么呢？在一般情况下，线路两端电压的相角差是不大的（不超过10o～20o），因此可以认为
cosδ
ij
≈1, G ij sinδij<
此外，与系统各节点无功功率相适应的导纳Ｂ
LDi
必远小于该节点自导纳的虚部，即
B
LDi
＝Ｑi/V i2﹤﹤B ii和Ｑi﹤﹤V i2B ii
考虑到以上的关系，矩阵H 和L 的元素的表达式便简化成
H ij ＝V i V j B ij （i ，j=1，2， …，n-1） （3-4）L ij ＝V i V j B ij （i ，j=1，2， …，m ） （3-5）
而系数矩阵H 和L 则可以分别写成
⎡⎤
⎢
⎥
⎢
⎥
⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎣⎦
1111
112211,n-1n-122112222
22,n-1n-1n-1n-1,11n-1n-12
n-1n-1,n-1n-1V B V V B V V B V V B V V B V V B V H =V B V V B V V B V 11
121,n-11
1
21222,n-12
2n-1n-1n-1,1n-1,2n-1,n-1B B L B V V B B L B V
V
V V B B L B ⎡⎤⎡⎤⎡⎤
⎢⎥⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣
⎦⎣⎦
⎣
⎦=?
'D1D1V B V = （3-6）
1111
112211,2211222222,,112,11
121,1121222,22,1,2,
m m m m m m m m m m m m m m m m m m m m D2D2
V B V V B V V B V V B V V B V V B V L V B V V B V V B V B B B V V B B B V V V V B B B V B V ⎡⎤⎢⎥⎢
⎥=⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎢⎥=
⨯⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢
⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢
⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦
⎣⎦''= （3-7）
将（3-6）和（3-7）分别代入（3-2）和（3-3），便得到
ΔP = -V D1 B ’V D1Δδ
ΔQ= -V D2 B ”ΔV
用 V D1-1和V D2-1分别左乘以上两式便得
V D 1-1ΔP= - B ’V D 1Δδ （3-8） V D 2-1ΔQ= - B ”ΔV （3-9）
这就是简化了的修正方程式，它们也可展开写成
1111121,n-11122122
2,n-1222n-1n-1n-1,1n-1,2n-1,n-1n-1n-1P V B B B V P B B B V V V B B B P V δδδ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎡⎤
⎢⎥⎢
⎥
⎢⎥
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦
⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦
ΔΔΔΔ=-
ΔΔ （3-10）
1111121m 1221222m 22m m1m2mm m m Q V B B B V Q B B B V V V B B B Q V ⎡⎤
⎢⎥
⎢⎥⎡⎤
⎡⎤
⎢⎥⎢
⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥
⎢⎥
⎢⎥⎢
⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦
⎣
⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦
ΔΔΔΔ=-
ΔΔ （3-11） 在这两个修正方程式中，系数矩阵都由节点导纳矩阵的虚部构成，只是阶次不同，矩阵B /为n-1阶，不含平衡节点对应的行和列，矩阵B //为m 阶，不含平衡节点和PV 节点对应的行和列。由于修正方程式的系数矩阵为常数矩阵，只要作一次三角分解，即可反复使用，结合使用稀疏技巧，还可以进一步的节省机器内存和计算时间。
利用公式（3-1）和（3-2）计算节点功率的不平衡量，用修正方程（3-10）
和（3-11）解出修正量，并按下述条件： max{ | ΔP i (k )| }<εp ，max{ | ΔQ i (k )
|
}<εQ 检验收敛，这就是分解法的主要计算内容。
需要说明，分解法所作的种种简化只涉及到解题过程，而收敛条件的校验仍然是以精度的模型为依据，所以计算结果的精度是不受影响的。单要注意，在各种简化条件中，关键是输电线路的r/x 比值的大小。110kV 及以上电压等级的架空线r/x 比值较小，一般都符合PQ 分解法的简化条件。在35kV 及以下电压等级的电力网中，线路的r/x 比值比较大，在迭代计算中可能出现不收敛的情况。
顺便指出，P-Q分解法在实际应用中还有一些改进。最常用的是，在形成
P-δ迭代用的矩阵B/时，将一些对有功功率和电压相位影响较小的因素略去不计，即在计算B/的对角线元素时，忽略输电线路和变压器Π型等值电路中的对地电纳支路。实验表明，这样的处理能加快P-δ迭代的收敛过程。
3.2 P-Q分解法的特点
P-Q分解法与牛顿法潮流程序的主要差别表现在它们的修正方程式上。P-Q 分解法通过对电力系统具体特点的分析，对牛顿法修正方程式的雅可比矩阵进行了有效的简化和改进，最后得到（3-10）和（3-11）所示的修正方程式，这两组方程式和牛顿法修正方程式（3-0）相比，有以下三个特点：（1）式（3-10）、（3-11）用二个n阶线形方程组代替一个2n阶线形方程组；
（2）式（3-10）、（3-11）中系数矩阵的所有元素在迭代过程中维持常数；
（3）式（3-10）、（3-11）中系数矩阵是对称矩阵。
第一个特点在提高计算速度和减少内存方面的作用是很明显的，在这里不再述及。
第二个特点使我们得到以下好处。首先，因为修正方程式的系数矩阵就是导纳矩阵的虚部，因此在迭代过程中不必像牛顿法那样进行形成雅可比矩阵的计算，这样不仅减少了运算量，而且大大简化了程序。其次，由于系数矩阵在迭代过程中维持不变，因此在求解修正方程式时，不必每次都对系数矩阵进行消去运算，只需要在进入迭代过程以前，将系数矩阵用三角分解形成因子表，然后反复利用因子表对不同的常数项ΔP/V或ΔQ/V进行消去运算和回代运算，就可以迅速求得修正量，从而显著提高了迭代速度。
第三个特点可以使我们减少形成因子表时的运算量，而且由于对称矩阵三角分解后，其上三角矩阵和下三角矩阵有非常简单的关系，所以在计算机中可以只存储上三角矩阵或下三角矩阵，从而也进一步节约了内存。
P-Q分解法所采用的一系列简化假定只影响修正方程式的结构，也就是说只影响了迭代过程，但不影响起最终结果。因为P-Q分解法和牛顿法都采用同样的数学模型，最后计算功率误差和判断收敛条件都严格按照精确公式进行的，所以P-Q分解法和牛顿法一样都可以达到很高的精度。
3.3 P-Q 分解法的潮流计算步骤 (1)形成导纳矩阵 (2)形成因子表
(3)设各节点的电压初值V i (0)
和δi
(0)
(4)计算各类节点的不平衡量ΔP i (k )从而求出ΔP i (k )/ V i (0)
(5)解修正方程式求各节点电压相位角的修正量Δδi (k )
(6)求各节点的电压相位角的新值δi
(k +1)
= δi (k )+Δδi (k )
(7)计算各类节点的无功功率不平衡量ΔQ i (k )
，从而求出ΔQ i (k )
/ V i (0)
(8)解修正方程式，求各节点电压大小的变量ΔV i (k )
(9)求各节点的电压大小的新值V i (k +1)= V i (k )+ΔV i (k )
(10)运用各节点电压的新值返回第四步开始进行下一次迭代。
(11)迭代结束后，还要算出平衡节点和网络中功率分布。输电线路功率的计算
公式如下
ˆij ij ij i ij S =P +jQ =V I ˆ2i i0=V y +ˆi i i ij V (V -V )y
（3-12）
总结
通过这次的课程设计，不仅让我从新温习了以前课本上学过的相关知识，让我对课本上的知识有了更深层次的理解与认识，同时让我感觉到理论知识在工程实践中的重要性，理论是对实践的指导。更重要的是我学到了课本上学习不到的东西，在这次的课程设计中，我确实曾遇到很难得疑难，先是跟同学讨论，在未能得到解决的前提下去查阅资料、最后将问题一一解决。
在这次的课程设计中，我查阅了很多相关的书籍、资料，使我对电力系统分析的应用有了一定的掌握，更重要的是让我对自己充满了信心，让我认识到其实软件的学习并没有我想象中的那么难。相反，对它的学习反而是一件很有趣的事。
在做课程设计的过程中难免有很多问题是一个人不能解决的，如果自己一个人计算或者思考，想很久也不一定能解决，这个时候向老师请教，和同学讨论就是最好的办法，有时候一下就使人豁然开朗，交流，不论是技术上的问题还是思维方式上的问题总会让人进步。
总的来说这次课程设计有给我的体会是：第一要乐于和敢于动手；第二要注重基础知识；第三要掌握必要的软件工具；第四要学会合作学习。
谢辞
首先，我深深地感谢我的导师李莉教授。在本学期的学习中，老师给与我很多鼓励和悉心的指导。本论文实在导师李莉教授悉心指导和帮助下完成的，李老师平易近人，治学严谨。从刚开始做论文，老师就给讲述了论文写作的目的，制定了比较宽松科学的任务规划，消除了我紧张无序的迷茫情绪。在论文的编写及知识的总结过程中，老师给我的帮助和指导使我获益匪浅。尤其是在我遇到困难找不到解决方法时，老师总能另辟蹊径指出问题的根本所在，帮我找到下一步解决问题的方法，给与我鼓励和信心。在论文的编写过程中同学们也给了我很大的帮助。在此对我帮助的辛勤的李莉导师及那些默默帮助我的同学表示衷心地感谢。
参考文献
[1] 陈衍．电力系统稳态分析[M]．北京：中国电力出版社．2007
[2] 于永源.杨绮雯．电力系统分析[M]．北京：中国电力出版社．2007
[3] 夏道止．电力系统分析[M]．北京：中国电力出版社．2004
[4] 王新学．电力网及电力系统[M]．北京：中国电力出版社．2007。
[5] 张炜．电力系统分析[M]．杭州：浙江大学出版社．2003
[6] 王忠礼、段惠达、高玉峰编著．MATLAB应用技术-在电气工程与自动化
专业中的应用[M]．北京：清华大学出版社．2007
(完整版)电力系统分析答案(吴俊勇)(已修订)
第一章 电力系统的基础概念 1-1 解: (1) 电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力负荷组成的，包括了发电、输电、配电和用电的全过程。 (2) 发电厂的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，是电力系统的能量来源。 110kV 及以上的电力网称输电网，主要功能是将大量的电能从发电厂远距离传输到负荷中心，并保证系统安全、稳定和经济地运行。 35kV 及以下的电力网称为配电网，主要功能是向终端用户配送满足一定电能质量要求和供电可靠性要求的电能。 电力负荷是电力系统中的能量流向和被消费的环节，电力负荷通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。 1-2解： (1) 电力系统的运行有以下特点： 电能不能大量储存； 过渡过程非常迅速； 电能生产与国民经济各部门和人民生活关系密切。 (2) 对电力系统的基本要求有： 保证供电的可靠性 保证供电的电能质量 保证电力系统运行的经济性 满足节能与环保的要求 1-3 解: （核心内容：P4 表1-1 P5 图1-2） (1) 发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压： 发电机：G ： ()kV kV 5.10%5110=+? 变压器：T1: ()()kV kV V N T 5.10%511011=+?= kV kV V N T 242%)101(220)2(1=+?= 变压器：T2: kV V N T 220)1(2= kV kV V N T 121%)101(110)2(2=+?= kV kV V N T 5.38%)101(35)3(2=+?= 变压器：T3: kV V N T 35)1(3=
电力系统潮流计算
第三章 简单电力系统潮流计算 主要内容提示： 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，还可以发现系统中的薄弱环节，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。 §3-1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 U Q P j R U Q P S Z 2 2 2 2 2 2 +++= ?? (3-1) ? ? ??? +=- = ? ? 22 22 21 2 1U jB U G S U jB U G S T T YT l l Yl ??变压器的励磁支路 线路的对地支路 (3-2) 电压降落： ? ?? ?? ? ???-=+=+=? U QR PX U U QX PR U U j U U d δ?δ? （3-3） 始端电压： ()()()??? ???????+=+?+=? ? ? ? ??∠=+?+=-? ? U U U tg U U U U U U U j U U U 212 2 2122 210δδδδ设 （3-4） 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 k k k n k t R U Q P dt t P W ???? ? ??+=?= ?∑?=2 2 210 8760 最大功率损耗时间法 ：max max τP W ?=? )cos ,cos (.m ax m ax m ax m ax m ax ττ??曲线得查由查出根据负荷性质 -T T T
第三章 简电力网络的计算和分析新
第三章 简单电力网络的计算和分析 本章阐述的是电力系统正常运行状况的分析和计算，重点在电压、电流、功率的分布，即潮流分布（power flow ，load flow ），我们关心的主要是节点电压，支路功率。 第一节 电力线路运行状况的分析与计算 电流或功率从电源向负荷沿电力网流动时，在电力网元件上将产生功率损耗和电压降落。 要了解整个电力系统的潮流分布，必然要进行电力网元件上的功率损耗和电压降落的计算。 一、 电力线路运行状况的计算 1、 电力线路上的功率损耗和电压降落 也可运用欧姆定律等，但需要复数运算，手算时尽量避免复数运算。 电力线路的π型等值电路如图3-1所示，若已知线路参数和末端电压2U ? 、功率2S ? ，求始端的电压1U ? 和功率1S ? 。 因为这种电路较简单，可以运用基本的电路关系式写出有关的计算公式。（以单相电路分析，结果推广到三相，采用复功率的计算式）图3-1中，设末端电压(相电压)0220U U ? =∠，末端功率(单相功率)222S P jQ ? =+，则末端导纳支路的功率损耗2y S ? ?为 22222()()222 y Y G B S U U U j * ? ? *?==-22222 21122y y GU jBU P j Q =-=?-? (3-1) 阻抗支路末端的功率2 S ? '为 2222 222()()y y y S S S P jQ P j Q ? ? ? '=+?=++?-?222222()()y y P j P j Q Q P jQ ''=+?+-?=+ 阻抗支路中损耗的功率Z S ? ?为 22 2 2 222 2 2 ()()Z S P Q S Z R jX U U ? ?'''+?==+ 2222222222 22 Z Z P Q P Q R j X P j Q U U ''''++=+=?+? (3-2) 阻抗支路始端的功率1S ? '为
基于MATLAB的电力网络潮流计算 (2)
编号 1251401130 课程设计 题目：基于MATLAB的电力网络潮流计算 学院：物理与机电工程学院 专业：电气工程及其自动化 作者姓名：戚树红 指导教师：刘永科职称：副教授 完成日期： 2015 年 6 月 28 日 二○一五年五月
河西学院本科生课程设计任务书
摘要 (1) 1 设计的基本要求 (2) 1.1设计及计算说明书 (2) 1.2图纸 (2) 2 设计题目 (2) 2.1 潮流计算课题 (2) 2.2课题分析及求解思路 (3) 3 电力系统手工潮流计算 (3) 3.1 电力线路数学模型的建立 (3) 3.2 电力线路及变压器参数的计算 (5) 4 系统的简化 (9) 4.1 变压器、运算功率及运算负荷 (9) 4.2 系统简化图 (10) 5 基于MATLAB的P-Q潮流计算 (10) 5.1 P-Q潮流计算方法 (10) 5.2 P—Q潮流计算 (13) 6 总结 (18) 附录 (19) 参考文献 (21)
电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线的电压。各元件中流过的功率，系统的功率损耗等等。在电力系统规划的设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量的分析比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。此外，电力系统的潮流计算也是计算机系统动态稳定和静态稳定的基础，所以潮流计算是研究电力系统的一种重要的计算。 潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，求解的方法有很多种，牛顿—拉夫逊法，P-Q分解法是数学上解非线性方程组的有效方法，有较好的收敛性。 关键词：电力系统潮流计算； MATLAB； P-Q分解法
第3章作业答案电力系统潮流计算(已修订)
第三章 电力系统的潮流计算 3-1 电力系统潮流计算就是对给定的系统运行条件确定系统的运行状态。系 统运行条件是指发电机组发出的有功功率和无功功率（或极端电压），负荷的有 功功率和无功功率等。运行状态是指系统中所有母线（或称节点）电压的幅值和 相位，所有线路的功率分布和功率损耗等。 3-2 电压降落是指元件首末端两点电压的相量差。 电压损耗是两点间电压绝对值之差。当两点电压之间的相角差不大时， 可以近似地认为电压损耗等于电压降落的纵分量。 电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差。电压 偏移可以用kV 表示，也可以用额定电压的百分数表示。 电压偏移= %100?-N N V V V 功率损耗包括电流通过元件的电阻和等值电抗时产生的功率损耗和电压 施加于元件的对地等值导纳时产生的损耗。 输电效率是是线路末端输出的有功功率2P 与线路首端输入的有功功率 1P 之比。 输电效率= %1001 2 ?P P 3-3 网络元件的电压降落可以表示为 ()? ? ? ? ? +=+=-2221V V I jX R V V δ? 式中，?2V ?和? 2V δ分别称为电压降落的纵分量和横分量。 从电压降落的公式可见，不论从元件的哪一端计算，电压降落的纵、横分量计算公式的结构都是一样的，元件两端的电压幅值差主要有电压降落的纵分量决定，电压的相角差则由横分量决定。在高压输电线路中，电抗要远远大于电阻，即R X ??，作为极端的情况，令0=R ，便得 V QX V /=?，V PX V /=δ 上式说明，在纯电抗元件中，电压降落的纵分量是因传送无功功率而产生的，而电压降落的横分量则是因为传送有功功率产生的。换句话说，元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件，存在电压相角差则是传送有功功率的条件。 3-4 求解已知首端电压和末端功率潮流计算问题的思路是，将该问题转化成 已知同侧电压和功率的潮流计算问题。
电力分析课程设计潮流计算
目录 摘要 (2) 1 设计要求 (3) 2 设计分析 (5) 3 计算进程 (5) 3.1计算系统各参数 (5) 3.2计算功率 (10) 计算各节点的电压 (14) 4 结论 (16) 5 参考文献 (16)
摘要 潮流计算是电力系统最大体最经常使用的计算。依照系统给定的运行条件，网络接线及元件参数，通过潮流计算能够确信各母线的电压幅值和相角，各元件流过的功率，整个系统的功率损耗。潮流计算是实现电力系统平安经济发供电的必要手腕和重要工作环节。因此，潮流计算在电力系统的计划计算，生产运行，调度治理及科学计算中都有着普遍的应用。
潮流计算(冬季最大负荷) 1 设计要求 1.手算潮流采纳的方式（步骤）： a．令全网电压均为额定电压，采纳负荷功率力矩法求取环网中的除功率散布； b．寻觅功率分点，在无功分点处将环网打开，化成辐射网。 c．求出系统中的运算功率或运算负荷，由结尾向始端推算出各元件的功率损耗，待求得电压给定点的功率以后，由给定的电压和求取的功率向结尾逐段计算电压降落，但这时再也不从头计算功率损耗。 2.潮流计算的目的： a．在计划设计中，用于选择接线方式，电气设备和导体截面。 b．在运行时，用于确信运行方式，制定检修打算，确信调压方法。 c．提供继电爱惜，自动化操作的设计和整定的数据。 3．运算功率及运算负荷的求法。 发电厂的运算功率等于发电机出力减去厂用或地址负荷，再减去升压变压器中的功率损耗，在减去发电厂高压母线所连的所有线路充电功率的一半。 降压变电所的运算负荷等于变电所低压母线负荷，加上变压器中的功率损耗，再加上变电所高压母线所连的所有线路充电功率的一半。 4．手算冬季最大负荷时的系统潮流及相应的调压：
基于matlab的潮流计算
课程设计任务书 第学期 学院：信息商务学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名：学号 课程设计题目：基于MATLAB的潮流计算 起迄日期：月日～月日课程设计地点：电气工程系工程实验室 指导教师： 系主任：
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1 引言 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。 潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，牛顿—拉夫逊Newton-Raphson法是数学上解非线性方程组的有效方法，有较好的收敛性。运用电子计算机计算一般要完成以下几个步骤：建立数学模型，确定解算方法，制订计算流程，编制计算程序。 1.1 设计任务与要求 利用MATLAB/SIMULINK仿真软件，搭建多电压等级电力网络潮流计算模型。掌握各种潮流计算方法，掌握MATLAB/SPS工具箱使用方法及其在潮流计算中的应用。
MATLAB作为先进的仿真软件，在电力系统潮流计算方面，尤其是矩阵运算上具有突出的优秀性。本设计要求利用MATLAB编写程序，输入数据并完成潮流分布计算。 1.2实用价值与理论意义 在电力系统的正常运行中，随着用电负荷的变化和系统运行方式的改变，网络中的损耗也将发生变化。要严格保证所有的用户在任何时刻都有额定的电压是不可能的，因此系统运行中个节点出现电压的偏移是不可避免的。为了保证电力系统的稳定运行，要进行潮流调节。 随着电力系统及在线应用的发展，计算机网络已经形成，为电力系统的潮流计算提供了物质基础。电力系统潮流计算是电力系统分析计算中最基本的内容，也是电力系统运行及设计中必不可少的工具。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电压的幅值及相角、各元件中流过的功率、整个系统的功率损耗等。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设计、生产运行、调度管理及科学研究中都有着广泛的应用。它的发展主要围绕这样几个方面：计算方法的收敛性、可靠性；计算速度的快速性；对计算机存储容量的要求以及计算的方便、灵活等。 2设计过程 2.1设计原理
电力系统分析课后题答案
电力系统分析课后题答案 【篇一：电力系统分析课后答案】 线型号lgj-120,导线计算外径为15.2mm,三相导线水平排列,两相邻导线三相间的距离为4m,试计算该电力线路的参数,并作等效电路。解: r1? r??s?31.5?km? ?0.262512015.2?7.6(mm) 2 dm??5039.7(mm) dm5039.7?0.0157?0.1445lg?0.0157?0.423(?/km)r7.6 ?6?6?67.587.58b1??10??10?2.69?10?s?mlglg7.6rx1?0.1445lg g1?0. r1?r1l?0.2625?60?15.75(?) x1?x1l?0.423?60?25.38(?) 则 b1?b1l?2.69?10 b1?0.807?102 g1?0.?4?6?60?1.614?10?4(s) (s) b1?1.805?102 g1?0.?6(s/km) 2-19.三相双绕组升压变压器的型号为sfl-40500/110,额定容量为40500kva,额定电压为 121/10.5kv,pk?234.4kw,uk(%)?11,p0?93.6kw, i0(%)?2.315,求该变压器的参数,并作等值电路。 pkun2234.4?103?(10.5?103)2?2??1.57?10(?) 解: `rt?(40500?10)sn un(%)un211?(10.5?103)2 xt???0.3(?)3100sn100?40500?10 p093.6?103 gt?2??8.49?10?4(s)32(10.5?10)un i0(%)sn2.315?40500?103?3bt???8.5?10(s)232100?(10.5?10)100 un 2-20.三相三绕组降压变压器的型号为 sfpsl-120000/220,额定容量为120000/120000/60000kva,额定电压为 220/121/11kv,pk(1?2)?601kw, pk(1?3)?182.5kw,pk(2?3)?132.5kw,uk(1?2)(%)?14.85,uk(1?3)(%
第一章-电力系统潮流计算的概述
摘要 潮流计算是电力系统的各种计算的基础，同时它又是研究电力系统的一项重要分析功能，是进行故障计算，继电保护鉴定，安全分析的工具。电力系统潮流计算是计算系统动态稳定和静态稳定的基础。在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用电力系统潮流计算来定量的比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。潮流计算的目的在于:确定是电力系统的运行方式；检查系统中的各元件是否过压或过载；为电力系统继电保护的整定提供依据;为电力系统的稳定计算提供初值，为电力系统规划和经济运行提供分析的基础。因此,电力系统潮流计算是电力系统中一项最基本的计算，既具有一定的独立性，又是研究其他问题的基础。 传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面,结果显示不直观，难于与其他分析功能集成。本文以潮流计算软件的开发设计为重点，在数学模型与计算方法的基础上,利用MATELAB语言进行软件编写，和进行了数据测试工作，结果较为准确，收敛效果较好,并且程序设计方法是结构化程序设计方法，该方法基于功能分解，把整个软件工程看作是一个个对象的组合，由于对某个特定问题域来说，该对象组成基本不变，因此，这种基于对象分解方法设计的软件结构上比较稳定，易于维护和扩充。设计主要采用牛顿—拉扶逊法为算法背景. 本软件的主要特点是: （1）操作简单; (2）图形界面直观; （3）运行稳定。计算准确； 关键词：潮流计算；牛顿—拉扶逊法； MATLAB;
第一章电力系统潮流计算的概述 1。1电力系统叙述 电力工业发展初期，电能是直接在用户附近的发电站（或称发电厂）中生产的，各发电站孤立运行。随着工农业生产和城市的发展,电能的需要量迅速增加，而热能资源（如煤田）和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区，为了解决这个矛盾，就需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站,然后将电能远距离输送给电力用户。同时，为了提高供电可靠性以及资源利用的综合经济性，又把许多分散的各种形式的发电站，通过送电线路和变电所联系起来。这种由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即称为电力系统。 电力系统加上发电机的原动机（如汽轮机、水轮机），原动机的动能部分（如热力锅炉、水库、原子能电站的反应堆）、供热和用热设备，则称为动力系统。 在电力系统运行方式管理中，潮流是确定电网运行方式的基本出发点:在规划领域,需要进行潮流分析验证规划方案的合理性：在实时运行环境,调度员潮流提供了电网在预想操作情况下电网的潮流分布以校验运行可靠性。在电力系统调度运行的多个领域都涉及到电网潮流计算。潮流是确定电力网络运行状态的基本因素，潮流问题是研究电力系统稳态问题的基础和前提。 1.2配电网潮流计算研究的目的及意义 由于我国经济的飞速发展以及人民生活水平的不断提高,电力的供应和需求己遍及到社会生产、人民生活的各个层面，社会对电力的需求量在日益增加.同时，产业结构的调整,电力市场的逐步形成以及电价机制的完善，也对电网的经济性和可靠性提出了更高的要求。 在现代电力系统中,大型的发电厂通常远离负荷中心，发电厂输送的电能,一般要通过高压或超高压输电网络送到负荷中心，然后在负荷中心由电压等级较
稳态整理
一含变压器的潮流计算方法： 方法一：由于包含理想变压器，计算时，经过理想变压器功率保持不变，俩侧电压之比等于实际电压之比 方法二：将线路二的参数归算到一次侧电压级下 方法三：利用 型等值电路 二环形网络的潮流计算 1 计算初步潮流分布 2寻找功率分点 3在功率分点将环网分解为俩个辐射式网络 4按辐射式网络计算潮流计算 三为什么在无功分点处打开网络？ 在无功分点处解列因为电网应在电压值最低处解列，而电压的损耗主要有无功功率流动引起的，无功分点的电压往往低于有功分点（功率分点是指功率有俩侧向其流动） 四调整控制潮流的手段 1 串联电容 作用：抵偿线路的感抗，提高电压。将其串联在环网中的阻抗过大的线路中，可引起转移功率过来的作用 在高压输电系统中主要作为提高电力系统稳定性的作用 在中低压输电系统主要作为改善电压质量的作用 但由于需要不断的对开关投切，且频率的投切可能对开关造成机械损坏，所以未能作为控制潮流手段 2串联电抗 作用：限流，将其串联在线路中可避免该线路过载，但其上电压损耗增大，影响电压质量，并对系统运行稳定性有影响，所以一般不使用。 3借助附加串联加压器控制潮流 强迫循环功率+自然功率分布=理想功率分布 4借助灵活交流输电控制装置控制潮流 五潮流计算步骤 1建立数学模型 2确定解算方法 3制定框图和编制程序
六节点电压方程优点： 独立方程少，建立方便、不必合并并联支路、网络结构变化时，参数修改方便 七节点导纳矩阵的特点 1 直观易得： 节数：等于除参考节点外的节点数 n 对角元：等于该节点所连导纳的总数 非对角元：等于连接节点之间支路导纳的负值 2稀疏矩阵 3对称矩阵 八节点导纳矩阵的修改 不同的运行状态（如不同接线方式下的运行状况、变压器的投切或变比的调整）改变一个支路的参数或它的投切只影响该支路的两端节点的自导纳和他们之间的互导纳，因此仅需要对原有矩阵柞某些修改 1从原网络引出一条支路加一个节点 2在原有网络的俩节点之间增加一条支路 3在原有网络的俩节点之间除去一条支路 4在原有网络的节点之间导纳改变 5变压器变比改变 （牢记变压器模型） 九 设置平衡节点的目的 1在结果未出来之前，网损是未知的，至少需要一个节点的功率不能给定，用来平衡全网功率 2电压计算需要参考节点 十 实际电力系统运行要求 1电能质量要求m ax m in U i i i U U ≤≤ 2电压相角约束条件max ij j i ij σσσσ≤-= 3有功无功约束条件：m ax m in i i i P P P ≤≤ m ax m in i i i Q Q Q ≤≤ 十一高斯赛德尔与牛顿迭代对比 -
电力系统简单环网潮流控制理论
关于环网潮流调整控制若干方法的探讨 Discussion on the control of loop power flow 李剑锋 韶关仁化供电局，广东韶关，512300 摘要：电力作为国家的能源支柱和经济命脉，在国民经济的可持续发展中起着至关重要不可替代的作用。电力系统潮流控制的研究已经成为世界各国电力系统长期发展中的关键研究课题。本文基于潮流计算，阐述了几种潮流调整控制的方法。 关键词：潮流计算；调整；控制；探讨 1.引言 1.1电力系统接线方式 尽管现实生活中的电力系统接线往往十分复杂，但其接线方式仍然可以分为开式网络、环形网络以及两端供电网络。其中，开式网络又可以分为有备用和无备用的放射式、干线式、链式网络。具体分类如图示 图1开式网络 (a)无备用方式；(b)有备用方式 1.2潮流计算 潮流控制的前提是潮流计算，只有计算出各节点、各支线的相关参数，才能对这个网络进行有效的潮流控制。环形网络潮流计算虽然非常复杂，但是计算思想与开式网络大致相同，无论是用高斯-赛德尔法、牛顿-拉夫逊法还是P-Q 分解法，其核心都是对修正方程式的求解。以一个n 节点的网络为例，我们不妨依次编号为1,2,3….，n ，其中一个平衡节点，m-1个PQ 节点，n-m 个PV 节点，那么应用牛顿-拉夫逊极坐标潮流计算的方法，建立的修正方程式为下式（1-1）： ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆∆∆∆∆∆n p P P Q P Q P 2211=⎥⎥ ⎥ ⎥⎥⎥ ⎥⎥ ⎥ ⎥ ⎥⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡ →-←→-← )()1(22211 22112222222121222222212111121211111112 12 11 11m n m nn np n n n n pn pp p p p p n p n p n p n p H H N H N H H H N H N H J J L J L J H H N H N H J J L J L J H H N H N H ⎥⎥⎥⎥⎥⎥ ⎥⎥⎥⎥⎥⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢ ⎢⎣⎡∆∆∆∆∆∆n p U U U U δδδδ 222111// （1-1）
电力系统分析(潮流计算)
电力系统分析（一）：电力系统的基本概念 No.1电力系统的组成和接线方式 1、电力系统的四大主要元件：发电机、变压器、电力线路、负荷。 2、动力系统包括动力部分（火电厂的锅炉和汽轮机、水电厂的水库和水轮机、核电厂的核反应堆和汽轮机）和电力系统。 3、电力网包括变压器和电力线路。 4、用户只能从一回线路获得电能的接线方式称为无备用接线方式。 No.2电力系统的运行特点 1、电能的生产、传输、分配和消费具有：①重要性、②快速性、③同时性。 2、电力系统运行的基本要求：①安全可靠持续供电（首要要求）、②优质、③经济 3、根据负荷的重要程度（供电可靠性）将负荷分为三级。 4、电压质量分为：①电压允许偏差、②三相电压允许不平衡度、③公网谐波、 ④电压允许波动与闪变 5、衡量电能质量的指标：①电压、②频率、③波形（电压畸变率） 6、10kV公用电网电压畸变率不超过4%。 7、抑制谐波的主要措施：①变压器星三角接线、②加装调谐波器、③并联电容/串联电抗、④增加整流器的脉冲次数 8、衡量电力系统运行经济性的指标：①燃料损耗率、②厂用电率、③网损率 9、线损包括：①管理线损、②理论线损、③不明线损 10、线损计算方法：①最大负荷损耗时间法②最大负荷损失因数法③均方根电流法 No.3电力系统的额定频率和额定电压 1、电力线路的额定电压（也称电力网的额定电压）与用电设备的额定电压相同。 2、正常运行时电力线路首端的运行电压常为用电设备额定电压的105%，末端电压为额定电压。 3、发电机的额定电压比电力网的额定电压高5%。 4、变压器的一次绕组相当于用电设备，其额定电压与电力线路的额定电压相同；但变压器直接与发电机相连时，其额定电压与发电机额定电压相同，即为该电压级额定电压的105%。 5、变压器的二次绕组相当于电源，其输出电压应较额定电压高5%，但因变压器本身漏抗的电压损耗在额定负荷时约为5%，所以变压器二次侧的额定电压规定比额定电压高10%。 6、降压变压器二次侧连接10kV线路，当短路电压百分比小于7.5%（变压器本身漏抗的电压损耗较小）时，比线路额定电压高5%。 7、变压器二次侧的额定电压是指其二次侧空载时的端电压，带负荷时二次侧电压低于其额定电压。 8、同一电压等级下，不同电气设备的额定电压不相同。 No.4电力系统的中性点运行方式 1、对于超高压、特高压电力系统来说，由于广泛采用省料、节能的自耦变压器，所以中性点都保持直接接地，或在特殊需要时经小阻抗（小电阻）接地运行，称为中性点全接地方式。
电力系统分析 答案 (吴俊勇)(已修订)
电力系统分析答案 (吴俊勇)(已修订) 解: (1) 电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力负荷组成的， 包括了发电、输电、配电和用电的全过程。(2) 发电厂的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主 要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，是电力系统的能量来源。110kV及以上的电力网称输电网，主要功能是将大量的电能从发电厂远距离传输到负荷中心，并保证 系统安全、稳定和经济地运行。35kV及以下的电力网称为配电网，主要功能是向终端用户配送满足一定电能质量要求和供电可 靠性要求的电能。电力负荷是电力系统中的能量流向和被消费的 环节，电力负荷通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式 的能量，为地区经济和人民生活服务。1-2解：(1) 电力系统的运行有以下特点： 电能不能大量储存；过渡过程非常迅速；电能生产与国民经 济各部门和人民生活关系密切。(2) 对电力系统的基本要求有：保证供电的可靠性保证供电的电 能质量保证电力系统运行的经济性满足节能与环保的要求1-3 解: （核心内容：P4 表1-1 P5 图1-2）(1) 发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压：发电机：G：
变压器：T1: 变压器：T2: 变压器：T3: 若考虑到3-10Kv电压等级线路不会太长，T3也可以写为： 标号注意： 1、单位 2、下脚标写法(2) XXXXX：T1： T2： 变压器的额定变比可记为：T3：或变比注意： 1、顺序为高/中/低 2、不必计算结果(3) 变压器运行于抽头时： 变压器运行于主抽头，变压器的实际变比等于额定变比，即变压器运行于抽头：或：1-4 解：（核心内容：P4 表1-1 P5 图1-2）(1) 发电机、电动机及变压器高、中、低压绕组的额定电压：发电机G： 13、8kv注意：特殊发电机电压： 13、 8、 15、 75、18Kv不用提高5%，直接为 13、
第3章手工潮流计算
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r 0=0.2Ω/km ，x 0=0.4Ω/km ，b 0=2⨯10-6S/km ； 变压器额定变比为110/11，S N =40MV A ， P 0=80kW ， P K =200kW ，U K %=8，I 0%=3，分接头在额定档；负荷S LDb 为10+j3MV A ，S LDC 为20+j10MV A 。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 R L =r 0l=0.2⨯30=6Ω X L =x 0l=0.4⨯30=12Ω B L =b 0l=2⨯10-6⨯30=0.6⨯10-4S ΔQ B =-0.5⨯B L U N 2=-0.5⨯0.6⨯10-4⨯1102 =-0.363 Mvar 22 33K N T 2 2 N 2001101010 1.512540000P U R S ⨯=⨯=⨯=Ω 223 3K N T N %8110101024.210010040000 U U X S ⨯=⨯=⨯=Ω⨯ A S LDc B (a)(b)
000340 j 0.08j 0.08j 1.2MVA 100 S P Q ⨯=+=+=+ (3) 已知末端电压向前推功率和电压 计算运算负荷： B LDb B 0j 10j3j0.3630.08j 1.210.08j3.837MVA S S Q S =+∆+=+-++=+ j j0.363B Q ∆=-Mvar C LDC 20j 10MVA S S ==+ 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''2 22 22T T T 22 c 2010(j )(1.5125j24.2)0.076j 1.21MVA 100P Q S R X U ++∆=+=⨯+=+ ' 2C T 20j 100.076j 1.2120.076j 11.21MVA S S S =+∆=+++=+ 变压器总损耗TA T 00.156j2.41MVA S S S ∆=∆+=+ 变压器电压损耗 "" 2T 2T T ' C 20 1.51251024.2 2.723kV 10110/11 P R Q X U U +⨯+⨯∆===⨯ "" 2T 2T T ' C 2024.210 1.5125 4.689kV 10110/11 P X Q R U U δ-⨯-⨯===⨯ B 102.83kV U = 3) B 到A ，计算线路的功率损耗与电压损耗 "' 12B 20.076j 11.2110.08j3.83730.156j 15.047MVA S S S =+=+++=+
简单环形网络的潮流计算
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 姓名：罗通
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 U Q P j R U Q P S Z 2 2 2222+++= ∆• （1-1） 线路的对地支路 2 1 2112 121U 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 U tg 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 n k k k k t R U Q P dt t P W ⋅⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+=∆= ∆⎰ ∑=8760 1222)( 最大功率损耗时间法：max max τP W ∆=∆（根据负荷性质ϕcos 查 出max T ，由max cos T ϕ查max max τ-T 曲线得max τ） 经验法：max 8760P F W ∆⋅⋅=∆（F 为年负荷损耗率，
电气工程师-专业基础(发输变电)-电气工程基础-4.3简单电网的潮流计算
电气工程师-专业基础（发输变电）-电气工程基础-4.3简单电网的潮流计算[单选题]1.高压电网中，影响电压降落纵分量的是()。[2018年真题] A.电压 B.电流 C.有功功率 D（江南博哥）.无功功率 正确答案：D 参考解析：由电压降落纵分量计算公式ΔU＝（PR＋QX）/U可知，在高压输电线路参数中，电压基本恒定，电抗要比电阻大得多。若忽略线路电阻，上式变为：ΔU＝QX/U。因此，影响电压降落纵分量的主要因素是无功功率Q。 [单选题]2.额定电压110kV的辐射型电网各段阻抗及负荷如图4-3-1所示，已知电源A的电压为121kV，若不计电压降落的横分量，则B点电压是()。[2018年真题] 图4-3-1 A.105.5kV B.107.4kV C.110.5kV D.103.4kV 正确答案：A 参考解析：已知不同点电压和功率求潮流分布。先假设全网电压为额定电压，即110kV，由末端往首端推功率，求出S A。 已知末端功率S C＝－（8＋j6）MVA，可以推出S B、S A分别为： S B＝S C＋ΔS BC＋S′B＝－（8＋j6）＋[（82＋62）/1102]×（10＋j20）＋（40＋j30）＝（32.08＋j24.17）MVA S A＝S B＋ΔS AB＝32.08＋j24.17＋[（32.082＋24.172）/1102]×（20＋j40）＝（34.75＋j29.5）MVA 又因为：ΔU AB＝（PR＋QX）/U＝（34.75×20＋29.5×40）/121＝15.5kV； 则：U B＝U A－ΔU AB＝121－15.5＝105.5kV。 [单选题]3.图4-3-2各支路参数为标幺值，则节点导纳Y11、Y22、Y33、Y44分别是()。[2018年真题]
第四章 电力系统潮流计算
第四章 电力系统潮流分析与计算 电力系统潮流计算是电力系统稳态运行分析与控制的基础,同时也是安全性分析、稳定性分析电磁暂态分析的基础（稳定性分析和电磁暂态分析需要首先计算初始状态,而初始状态需要进行潮流计算）.其根本任务是根据给定的运行参数，例如节点的注入功率，计算电网各个节点的电压、相角以及各个支路的有功功率和无功功率的分布及损耗。 潮流计算的本质是求解节点功率方程,系统的节点功率方程是节点电压方程乘以节点电压构成的.要想计算各个支路的功率潮流，首先根据节点的注入功率计算节点电压，即求解节点功率方程。节点功率方程是一组高维的非线性代数方程，需要借助数字迭代的计算方法来完成。简单辐射型网络和环形网络的潮流估算是以单支路的潮流计算为基础的. 本章主要介绍电力系统的节点功率方程的形成，潮流计算的数值计算方法，包括高斯迭代法、牛顿拉夫逊法以及PQ 解藕法等。介绍单电源辐射型网络和双端电源环形网络的潮流估算方法。 4-1 潮流计算方程--节点功率方程 1. 支路潮流 所谓潮流计算就是计算电力系统的功率在各个支路的分布、各个支路的功率损耗以及各个节点的电压和各个支路的电压损耗。由于电力系统可以用等值电路来模拟，从本质上说,电力系统的潮流计算首先是根据各个节点的注入功率求解电力系统各个节点的电压，当各个节点的电压相量已知时，就很容易计算出各个支路的功率损耗和功率分布。 假设支路的两个节点分别为k 和l ，支路导纳为kl y ，两个节点的电压已知，分别为k V 和l V ，如图4—1所示。 图4-1 支路功率及其分布 那么从节点k 流向节点l 的复功率为（变量上面的“－”表示复共扼）： )]([l k kl k kl k kl V V y V I V S -== (4-1) 从节点l 流向节点k 的复功率为: )]([k l kl l lk l lk V V y V I V S -== （4-2) 功率损耗为： 2)()(kl kl l k kl l k lk kl kl V y V V y V V S S S ∆=--=+=∆ （4—3）