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1、第四章 电力系统潮流计算 第四章 电力系统潮流计算l电力网络等值电路l简单电力系统潮流的分析方法l电力系统潮流的计算机算法 4.1.1 电压等级l用电设备的标准电压：网络额定电压或用电设备额定电压各国电力系统都规定一定数量的标准电压指线电压，而不是相电压l发电机额定电压在同一电压等级下，比网络额定电压高5%l变压器额定电压在同一电压等级下，一次侧等于网络额定电压 在同一电压等级下，二次侧比网络额定电压高10% 4.1.1 电压等级 电力网络中的电压分布 4.1.2 标幺值l一.标幺值的定义l标幺值是相对值，是某种物理量的有名值与所选定的与有名值同单位的基准值之比，是一个无量纲的量 基准值的选取。

2、阻抗、导纳的基准值为每相阻抗、导纳电压、电流的基准值为线电压、线电流 功率的基准值为三相功率(单位与有名值相同)基准值 有名值标幺值 l 1、基本概念有名制：在电力系统计算时，采用有单位的阻抗、导纳、电压、电流和功率等进行计算。标幺制：在电力系统计算时，采用没有单位的阻抗、导纳、电压、电流和功率等进行计算。基准值：对于相对值的相对基准。三者之间的关系：同单位的基准值有名值标么值 4.1.2 标幺值 l 4)基本级：将参数和变量归算至同一个电压级。一般取网络中最高电压级为基本级。n标幺制的优点：线电压和相电压的标幺值数值相等，三相功率和单相功率的标幺值数值相等。n选择基准值的条件：v基准值的单位。

3、应与有名值的单位相同v各个物理量的基准值之间即阻抗、导纳、电压、电流、功率的基准值之间也应符合电路的基本关系4.1.2 标幺值 功率的基准值=100MVA 电压的基准值=参数和变量归算的额定电压BB BBB BBB YZ ZIU IUS /1 33 BBB BBB BBB USI USY SUZ 3/ 22 223 BBBB BBSZ Z UUY Y S UI I S 5个基准值中先选定SB和UB，然后根据电路基本关系求出每相阻抗、导纳和线电流的基准值4.1.2 标幺值 (1)功率基准值SB B B BP jQ P QS j P jQS S S (2)电压基准值UB(一般取线电压)(3)电流基。

4、准值UB(一般取线电流)(4)阻抗基准值ZB B B B BZ R jX R XZ j R jXZ Z Z Z (5)导纳基准值YB B B B BY G jB G BY j G jBY Y Y Y 2、各参数或变量标幺值的计算4.1.2 标幺值 l用标么值表示的公式l在正序情况下，阻抗Z中电压降落用有名值表示时l在正序情况下，阻抗Z中电压降落用标幺值表示时ZIUU 321 BBBBBB ZZIIZI ZIUUUU 3321 *2*1 ZIUU * *2*1 ZUSUU 4.1.2 标幺值(6)标幺值之间也应符合电路的基本关系 l标么值表示公式，同理l功率表达式l接地导纳l中的功率：l阻抗中的。

5、l功率损耗*3 IUSIUS *2*22 33 YUSYUYUS YY ZU QP ZUSZISZ 2 22 22 333 ZU QPSZ 2 22 4.1.2 标幺值 三相对称系统中用有名值和用标幺值表示公式对照表4.1.2 标幺值名称有名值标幺值功率表达式阻抗压降接地导纳中的功率阻抗中的功率损耗 IUS 3 ZIUU 321 *2 YUSY ZU QPSZ 2 22 IUS * *21 ZUSZIUU *Y YUS 2* *2* 2*2*S ZU QPZ 二、基准值改变时标么值的换算l电力系统元件一般以标么值或百分数的形式给出，其基准值为对应元件本身的额容量SN和额定电压UN。阻抗基准值为。

6、l阻抗有名值l取容量和电压的基准值为SB和UB。NNN SUZ 2 NNNNN SUZZZjXRZ 2* 22*22*2* BNNBNBBNNNBBB UUSSZUSSUZSUZZZZ 4.1.2 标幺值 l其他量的标么值换算将ZN*或YN*通过基准值SN和UN先还原成有名值Z或Y，再求出以统一的SB和UB为基准值时的标幺值Z*或Y*BNN UUUU * 22* NBBNN UUSSYY NBBNN UUSSII * BNNN SSjQPjQPS * 4.1.2 标幺值 4.1.3 电力网络的标幺值等值电路 l由于变压器的存在，多级电压电力系统等值电路，各元件参数、各节点电压、各支路电流均要归。

7、算到某一电压级，即基本级或基准级l 1、单电压等级电力网的标么值等值电路 取相同的基准容量SB和基准电压UB，原则上二者可是任何数值，一般取网络额定电压作为基准电压。 l 2、多电压等级电力网的标么值等值电路l a、有名值的电压级归算 对于多电压级网络，无论是标么制还是有名制，都需将参数或变量归算至同一电压级基本级。l b、采用标幺值，有两种归算方法)( )( )( 21 221 221 kkUU kkXX kkRR )1( )1( )1( 21 221 221 kkII kkGG kkBB 4.1.3 电力网络的标幺值等值电路 参数归算法：将网络各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、电流的有名。

8、值都归算到基本级，然后除以与基本级相对应的阻抗、导纳、电压和电流的基准值。 BBB BBB SUYYYY USZZZZ 2 2 B BBB SUIIII UUU 3 4.1.3 电力网络的标幺值等值电路 变比分子为基本级一侧的电压，分母为待归算级一侧的电压。220K V 10K V35K V110K V500K V500K V242:525 35:11110:38.5500:121T-4 T-3 T-2T-1多电压级网络 如需将10K V侧的参数和变量归算至500K V侧，则变压器T-1、T-2、T-3、的变比k1、k2、k3应分别取35/11、110/38.5、500/1214.1.3 电力。

9、网络的标幺值等值电路 基本级归算法： 将未经归算的各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、电流的有名值除以由基本级归算到这些量所在电压级的阻抗、导纳、电压和电流的基准值，实际操作中只需归算基准电压，即将基准电压由基本级归算到这些量所在电压级。 BBB BBB SUYYYY USZZZZ 2 2 B BBB SUIIII UUU 3 4.1.3 电力网络的标幺值等值电路 变比分子为待归算级一侧的电压，分母为基本级一侧的电压。220K V 10K V35K V110K V500K V500K V242:525 35:11110:38.5500:121T-4 T-3 T-2T-1多电压级网络 同样取50。

10、0K V侧为基本级，则需将500K V侧的基准值归算至其他电压等级侧，如10K V等级，则变压器T-1、T-2、T-3、的变比k1、k2、k3应分别取11/35、38.5/110、121/500缺点：因变压器分接头位置的改变，参数需重新计算4.1.3 电力网络的标幺值等值电路 4.1.3 电力网络的标幺值等值电路一、变压器的形标幺值等值电路l建立电力网络标幺值等值电路的关键是建立变压器标幺值等值电路l带理想变压器的双绕组变压器等值电路理想变压器：只反映变比关系而没有励磁电流且漏阻抗等于零的变压器 将漏阻抗和励磁导纳归算到1次侧 通过理想变压器，直接引入2次侧的电压和电流 1I1U TZTY 2。

11、I 2U 1I1U TZTY 2I 2U 2U2I2N1N :UU 4.1.3 电力网络的标幺值等值电路l带理想变压器的三绕组变压器等值电路将漏阻抗和励磁导纳归算到3次侧 通过理想变压器，直接引入1次侧与2次侧的电压和电流 1I1U T3Z 2I2U 3I 3UTY 1I 1U T3Z 2I2U 3I 3UTYT1Z T2Z T1ZT2Z3N1N :UU 3N2N :UU 4.1.3 电力网络的标幺值等值电路l以理想变压器为界，两侧各取所在的网络电压作为基准电压，将两侧的参数化为标幺值双绕组变压器，理想变压器左侧参数的标幺值理想变压器右侧参数的标幺值 B1B1*11B1*1 B21BT*T21。

12、BBT*T 3SUII,UUU SUYY,USZZ B2B2*22B2*2 3SUII,UUU 4.1.3 电力网络的标幺值等值电路理想变压器变比的标幺值 即 kUU:UU :12B2N1B1N 1B1N2B2N UUUUk *1I*1U T*ZT*Y *2U*2I*:1 k 4.1.3 电力网络的标幺值等值电路l双绕组变压器的形标幺值等值电路 kII kIZUU 12 1T12 12T2T212 21T1TT 211 1 UUkZ1UZk k1kII UUkZ1UkZkkZ UUkI 1I1U TZ 2U2Ik:1 1I1U Z 2U2I1Y 2Y T2 2 T 1 T 1 1Zk kY k。

13、ZkY kZZ 4.1.3 电力网络的标幺值等值电路l三绕组变压器的形标幺值等值电路3B3N 2B2N233B3N 1B1N13 /UU /UUk/UU /UUk 1U T3Z 2I2U 3I 3UTYT113ZkT223Zk T11313 1Zkk T1213 131 Zk k T22323 1Zkk T2223 231 Zk k 4.1.3 电力网络的标幺值等值电路l二. 基于变压器形等值电路的电力网标幺值等值电路变压器形等值电路中的参数与k有关，表明这种模型的确体现了变压器改变电压大小的功能。在多电压等级电网中采用变压器形等值由于不需要将不同电压等级的参数和变量归算至同一个电压等级，为形。

14、成整个网络的等值电路带来了极大的方便 第四章 电力系统潮流计算l电力网络等值电路l简单电力系统潮流的分析方法l电力系统潮流的计算机算法 基本要求： 加强对电力系统运行潮流的了解，培养计算能力。重点：(1)线路运行相量图的画法；(2)电压损耗、功率损耗有关的定义式；(3)辐射形网络潮流计算 电力网络特性计算所需的原始数据：l用户变电所的负荷功率及其容量l电源的供电电压和枢纽变电所的母线电压l绘制等值电路所需的各元件参数和相互之间的关联、关系等等 电力系统潮流l潮流是电力网络中功率的分布情况潮流计算植根于电路的基本定律：KCL、KVL在电路中，将三个或三个以上元件的连接点称为节点，连接两个节点的分。

15、支称为支路，电力网络分析沿用上述定义电路计算中通常给定各节点的注入电流，潮流计算给定各节点的注入功率节点注入功率与节点电压呈非线性的关系，在数学上，潮流计算是求解非线性方程组 潮流由电力系统的状态确定，简单地说，状态就是各节点的电压情况 4.2.1 电力线路上的电压降落和功率损耗l线路采用型等值电路l已知末端电压和功率，求始端电压和功率末端导纳支路的功率 阻抗支路的功率损耗Y/2Y/21S Z1U 2U1S 2S 2Sy1S y2S y222 SSS Z21 SSS 22y2 2 UUYS * ZUSS 222z 4.2.1 电力线路上的电压降落和功率损耗 2U 1UUd UU l已知末端电压。

16、，则始端电压l设末端电压的相角为0度ZUSUU * 2221 Y/2Y/21S Z1U 2U1S 2S 2Sy1S y2S 2 222 222 2 2221 j jj U RQXPU XQRPU XRU QPUU 2 222 22 U RQXPUU XQRPU 2221 UUUU 4.2.1 电力线路上的电压降落和功率损耗 2U 1UUd UU l线路两端电压幅值差主要由纵分量决定，而电压相角差主要由横分量决定l线路较短时两端电压相角差一般不大，可近似认为l对高压输电网2 2221 U XQRPUU UUU 21RX 222 22 222 22 UXPU RQXPU UXQU XQRPU 4.。

17、2.1 电力线路上的电压降落和功率损耗l始端导纳支路的功率l始端功率l已知始端电压和功率，也可以求出末端电压和功率 Y/2Y/21S Z1U 2U1S 2S 2Sy1S y2S y111 SSS 11y1 2 UUYS * U 1U 2UU UUUd 并作出相量图。，求末端电压及功率，始端电压为为。已知其始端输入功率，为，导线单位长度的参数度为单回架空电力线路，长某kV240MV.A)50120( 1066.242.0108.0r 200kmkV220: kmS61km1km1 j bxex 解：由题意，首先求线路参数并作等效图如图所示。11 jXR 1U 2U21Y1yS 2yS21YjQP。

18、 11 jQP )846.21( 200)42.0108.0(11 jjjXR SjjY )1066.2(2 2001066.22 461 AMVj jUYS y .)3216.15( 2401066.2)2( 242111 AMVjjjSjQPjQP y .)32.65120()3216.15(50120 111 在节点1处导纳产生的无功功率 在节点2处导纳产生的无功功率，则线路末端的电压设 011 UU kV33.948.209 )12.3634.206( )12.366.33(240 1 11111 111112 j j U RQXPjU XQRPUU线路阻抗上消耗的功率AMVjjjXR。

19、U QPSZ .)22.270.7()846.21(240 32.65120)( 2 2221 2121 AMVj jUYSy .)67.11( 48.2091066.2)2( 242212 所以末端功率 AMVj jjj SSjQPS yZ .)77.49113( )67.11()22.270.7(32.65120 2112 4. 2. 1 电力线路上的电压降落和功率损耗无功功率在电力线路中传输也产生有功功率损耗电网无功功率损耗由等值电抗中消耗的无功功率和对地等值电纳消耗的无功功率(充电功率)两部分构成超高压线路在轻载时导致充电功率大于线路的输送无功功率，此时若始端电压保持正常水平，末端电压则高于正常电压水平，可能会引起末端连接的设备绝缘的损坏。