注电考试最新版教材-第62讲 第三十二章简单电力网络的潮流计算

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电力系统潮计算PPT课件

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⑴在 B '中尽量去掉那些对有功功率及电压相角影响较小的因素,如
略去变压器非标准电压比和输电线路充电电容的影响;在 B 中'' 尽
量去掉那些对无功功率及电压幅值影响较小的因素,如略去输电 线路电阻的影响。
⑵为了减少在迭代过程中无功功率及节点电压幅值对有功迭代的影 响,将(2-44)右端U各元素均置为标幺值1.0.
• 潮流计算公式作如下修改:
P i a 1 b 1 u u ii0 c 1 u u ii0 2 P i0 (s) u ij iu jG ijc o ij B s ijs iijn
Q i a 1 b 1 u u ii0 c 1 u u ii0 2 Q i (0 s) u ij iu jG ijs iijn B ijc o ij s
(4)和节点导纳矩阵具有相同稀疏结构的分块雅可比矩阵 在位置上对称,但由于数值上不等,说以,雅可比矩阵式 一个不对称矩阵。
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四、牛顿潮流算法的性能分析
• 优点:
⑴收敛速度快。
如果初值选择较好,算法将具有平方收敛性,一般迭代4~5次便 可以收敛到一个非常精确地解,而且其迭代次数与计算的网络规模 基本无关。
方程组的解。而牛顿法出于线性近似,略去了高阶项,因此用每次迭
代所求得的修正量对上一次的估计值加以改进后,仅是向真值接近了
一步而已。
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为了推导算法的方便,下面将上述潮流方程写成更普遍的齐次二次方 程的形式。
首先作以下定义:
一个具有n个变量的齐次代数方程式的普遍形式为:
(2-65)
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3
第三节 牛顿潮流算法
一、牛顿法的基本原理

简单电力网络潮流分析与计算讲义课件

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3)电压调整:线路末端空载与负载时电压的数值差。
其百分数为
U U % 20 2 100 U0
U 20
3.1.2 变压器的功率损耗和电压降落
线路末端
空载电压
(3-18)
阻抗支路中的功率损耗(变动损耗)
PT'
P2 Q2 U2
RT
QT'
P2 Q2 U2
XT
励磁支路功率损耗与网络电压有关(一般偏离UN不大), 此部分损耗视为固定损耗
(5)首端导纳支路的功率损耗
S y1
j
1 2
BU12
jQy1
(6)线路首端功率 S1 S1 Sy1 P1 jQ1 jQy1 P1' jQ1'
电力系统分析
3.1 电力线路和变压器的功率损耗和电压降落
在求得线路两端有功功率后可求输电效率
P2' P1'
。10注0%意:
线路始端的无功功率不一定大于线路末端输出的无功功率。线

ST
P2 Q2 U 2 (RT
jxT )
402 302 1102 (0.9
j20.17) 0.19
j4.17(MVA)
变压器铁心中的功率损耗

S0
2 (P0
j
I0% 100
S
N
)
2 (38.5
j 0.8 31500) 100
(0.077
j0.504)MVA
线路末端充电功率 Q 2 b0l U 2 3.41M var 2
2 (R
jX )
S22
U
2 2
(R
jX )
P22 Q22
U
2 2

注电考试最新版教材-第64讲 第三十三章及第三十四章

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33.2.2 利用电容器进行电压调整33.2.2.1 选择静电电容器作为并联补偿设备改变电力网无功分布的具体做法:在输电线路末端靠近负荷处装设并联电容器或调相机。

例:令:补偿前后G U 不变。

分析:未装无功补偿设备时:''A GAGA A G U QX PR U U ++= , 'A U -折算至高压侧的低压电压 装无功补偿设备后:'')(Ac GA C GA AC G U X Q Q PR U U -++= 则:''A GA GA A U QX PR U ++'')(Ac GA C GA AC U X Q Q PR U -++= 故:⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-++-='''''()(A GA GA AC GA GA A AC GA AC c U QX PR U QX PR U U X U Q 近似的:)('''A AC GA AC C U U X U Q -=补偿后低压侧实际电压为AC U ,则:2')(K K U U X U Q A AC GA AC C ⋅-=由上式可见,若要确定C Q ,则应先确定变压器变比K ,而K 的确定与补偿设备的类型有关 用静电电容器,最小负荷时电容器全部退出,最大负荷时全部投入。

用调相机时,最小负荷时吸收CN Q 21或(50%∽60%)CN Q ,最大负荷时发出CN Q 。

则:1) 用静电电容器:最小负荷确定K : AN AC AC t U U U U min .'min .min .=AN t U U K min.=最大负荷确定C Q :2'max .max .max .)(K K U U X U Q A AC GA AC C -=2) 用调相机:)('max .'max .'max .A AC GA AC CnU U X U Q -= 5.0(-~)U U (X U Q )6.0'min .A 'min .AC GA 'min .AC CN -=则:5.0(-~)U K U (U )U K U (U )U U (U )U U (U )6.0'max .A max .AC max .AC 'min .A min .AC min .AC 'max .A 'max .AC 'max .AC 'min .A 'min .AC 'min .AC -⋅-⋅=--= 用上式求出K ,然后选择合适的分接头,用下式求CN Q2'max .max .max .)(K K U U X U Q A AC GA AC CN ⋅-=实际计算步骤:① 计算出'max .A U ,'min .A U② 选择无功补偿装置类型③ 确定K (先确定变压器高压侧分接头)④ 计算C Q⑤ 验算电压偏移33.2.2 在线路中串联电容器进行调压第34 章 短路电流计算与分析34.1 电力系统短路分析的基本知识34.1.1 短路类型短路:是指一切不正常的相与相之间或相与地(对于中性点接地的系统)发生通路的情况 三相短路:对称短路,危害最严重的短路。

注电考试最新版教材-第61讲 第三十一章及第三十二章

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31.3 电力网的等值电路31.3.1 有名值表示的电力网的等值电路变比的定义:变压器一次侧绕组与二次侧绕组匝数之比称为变比,近似可用一次侧与二次侧额定电压之比表示31.3.2 标幺值表示的电力网等值电路进行电力系统计算时,除采用有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等进行运算外,还可以采用没有单位的相对值进行计算。

前者称有名制,后者称标么制。

标么制之所以能在相当宽广的范围内取代有名制,是由于标么制具有计算结果清晰、便于迅速判断计算结果的正确性、可以大量简化计算等优点。

31.3.2.1 基准值的选取如阻抗、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,则这些基准值之间应有如下关系五个基准值中只有两个可以任意选择,其余三个必须根据上列关系派生。

通常是,先选定三相功率和线电压的基准值SB 、UB 。

然后求出每相阻抗、导纳和线电流的基准值。

计及三相对称系统中,线电压为相电压的3 倍,三相功率为单相功率的3 倍,如取线电压基准值为相电压基准值的3 倍,三相功率的基准值为单相功率基准值的3 倍,则线电压和相电压的标么值数值相等,三相功率和单相功率的标么值数值相等。

31.3.2.2 基准值变化时的标幺值的计算对于不同基准值之间的标么值要进行换算,例如,某发电机的同步电抗标么值x d=0.2,是以电机自身的SN 、U N 为基准,若待计算的电力网络基准为SB 、U B ,则必须对其进行归算31.3.2.3 多电压等级电力网标幺值等值电路多电压级网络中,标么值的电压级归算有两条途径:一是将网络各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、电流的有名值都归算到同一电压级——基本级,然后除以与基本级相对应的阻抗、导纳、电压、电流基准值,一是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、电流基准值例题:P395 例31-7第32章 简单电力网络的潮流计算32.1 输电线路和变压器的电压降落和功率损耗电压降落和功率损耗是潮流计算中的两个重要概念。

注电考试最新版教材-第60讲 电力线路及变压器参数和等值电路(二)

注电考试最新版教材-第60讲 电力线路及变压器参数和等值电路(二)

31.1.2三相输电线路的等值电路31.1.2.1输电线路的稳态方程输电线路中任一点的电压∙U 和电流∙I 与末端电压和电流的关系如下:βαγγγγγγj y z x I x Z I U I x I Z x U U C x C s +==⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫+=+=∙∙∙∙∙∙∙002222cosh sinh sinh cosh 为线路的传播系数沿线各点电压和电流有如下特点(纯电阻)⎪⎭⎪⎬⎫==∙∙∙∙x j x j e I I e U U ββ22 全线各点电压有效值相等,电流有效值相等,而且同一点电压和电流时同向的,无功功率为零31.1.2.2输电线路的等值电路(1)一般线路的等值电路所谓一般线路,指中等及中等以下长度线路。

对架空线,这长度大约为300km ;对电缆线路,大约为100km 。

线路长度不超过这些数值时,可不考虑他们的分布参数特性,而只用将参数简单地集中起来地电路表示。

一般线路中,又有短线路和中等长度线路之分。

所谓短线路,是指长度不超过100km 的架空线。

线路电压不高时,这种线路电纳的影响一般不大,可略去。

从而这种线路的等值电路最简单,只有一串联的总阻抗jx r Z +=,(2)所谓中等长度线路,是指长度在100~300km 之间的架空线路和不超过100km 的电缆线路。

这种线路的电纳B 一般不能略去。

这种线路的等值电路有二型π等值电路和T 型等值电路,如图所示。

在π型等值电路中,除串联的线路总阻抗Z=R+jX外,还将线路的总导纳Y=jB分为两半,分别并联在线路的始末端。

在T形等值电路中,线路的总导纳集中在中间,而线路的总阻抗则分为两半,分别串联在它的两侧。

因此,这两种电路都是近似的等值电路,而且,相互之间并不等值,即它们不能用Δ-Y变换公式相互变换。

π型等值电路:(3)长线路的等值模型长线:指长度在300km以上的架空线路。

此时需考虑分布特性。

其等值电路如图所示。

图中的参数Z′和Y′由下式计算。

03第三章简单电力网络的计算和分析.pptx

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I y2
1 2
BU 2
U1 Iy1
jB jB 22
Iy2 U 2
U U2BX 2
U U2BR 2
I y 2
U 1
U
dU
U2 U1
U U 2
2)、有载:与发电机极限图相类似。(如负载为纯无功负荷)
Z
Q2
U 1
jB 2
U 2
U Q2 X U2
U Q2R U2
U1 U 2 U +j U
15
始端电压偏移
%
U
1 U UN
N
100%
末端电压偏移 % U 2 U N 100%
UN
4)、电压调整:指线路末端空载与负载时电压的数值差。 为数值。标量以百分值表示:
电压调整
%
U 20 U 2 U 20
100%
10
5、电力线路上的电能损耗
方法一:年负荷损耗率法
1)、最大负荷利用小时数Tmax:指一年中负荷消费的电
12
方法二:最大负荷损耗时间法 1)、最大负荷损耗时间:全年电能损耗除以最大功率损耗,
即:
max Wz / Pmax
2)、计算过程:
Tmax , cos max
Wz Pmax max
13
6、电能经济指标
1)、输电效率:指线路末端输出有功功率与线路始端输 入有功功率的比值,以百分数表示:
3、从末端向始端推导
已知:末端电压U2,末端功率S2=P2+jQ2,以及线路参数。 求:线路中的功率损耗、始端电压和功率。
8
功率的求取与上相同,注意功率的流向。
电压的求取应注意符号,令:U 2 U 200
U1 U 2 U j U

电力系统潮流分析计算(改)

复杂网络N-R法潮流分析与计算的设计电力系统的潮流计算是电力系统分析课程基本计算的核心部分之一。

它既有自身的独立意义,又有电力系统规划设计、运行和研究的理论基础,因此课程设计的重要性自不待言。

一、基础资料1.系统图的确定选择六节点、环网、两电源和多引出的电力系统,简化电力系统图如图1所示,等值阻抗图如图2所示。

运用以直角坐标表示的牛顿-拉夫逊计算如图1所示系统中的潮流分布。

计算精度要求各节点电压的误差或修正量不大于5ε。

=10-1.8+j0.4 1.6+j0.8图1 电力系统图图2 电力系统等值阻抗图2.各节点的初值及阻抗参数该系统中,节点①为平衡节点,保持U=1.05+j0为定值,节点⑥为PV节点,1其他四个节点都是PQ节点。

给定的注入电压标幺值、线路阻抗标幺值、线路阻抗标幺值、输出功率标幺值和变压器变比标幺值如图2所示的注释。

表1 各节点电压标幺值参数注各PQ节点的电压取1是为了方便计算和最后验证程序的正确性。

二、基本公式和变量分类本设计所需公式有以下几类。

(1)节点电压U 和节点导纳矩阵Y 。

(2)变量分类。

在潮流问题中,任何复杂的电力网和电力系统都可以归结为以下原件(参数)组成。

1)发电机(注入电流或功率)。

2) 负载(负的注入电流或功率)。

3)输电线支路(电抗、电阻)。

4) 变压器支路(电阻、电抗、变比)。

5)变压器对地支路(导纳和感抗,本设计中忽略)。

6)母线上的对地支路(阻抗或导纳,本设计中忽略)。

7)线路上的对地支路(一般为线路电容导纳)。

(3)功率方程。

电力系统的潮流方程的一般形式为),...3,2,1()(1****1*n i U Y I U jQ P UY U I U jQ P S nj j ij i i i i jnj ij i i i i i i ===+⨯=⨯=+=∑∑== (1)潮流方程具有的特点是:○1它能表征电力系统稳定运行的特性;○2其为一组非线性方程,只能用迭代方法求其数值解;○3方程中的电压U 和导纳Y 既可表示为直角坐标,又可表示为极坐标。

《电力系统分析理论》课件第3章 简单电力网的潮流


~ SG
S~1'2'
~ SY 120
0.478 0.304
(2)从母线1开始依次计算母线2、3、4和5的电压
* ''
U 2
U1
S 12
*
Z12
1.100
(0.488
j0.52) (0.00958
j0.212) /1.100
U1
0.9955 j0.0895 0.9995 5.1380
S~34 (0.22 0.09322 ) (0.089 j0.135) 0.00433 j0.00656
S~3''4 S~3'4 S~3'4 0.204 j0.0998
S~34 S~3''4 S~Y 340 0.204 j0.093
~ SY 530
~ SY 350
1.02
线路额定 电压
近似计算中,常以电压降落的纵分量来代替电压损耗
(3)电压偏移:始端电压或末端电压与线路额定电压的比值。 电压偏移也常用百分数表示,即
V1N
%
V1 VN VN
100
V2 N
%
V2 VN VN
100
第三章 简单电力网的潮流计算
2. 电力线路的功率损耗
下图为电力线路的П型等值电路,其中Z=R+jX,Y=G+jB 为电力线路每相阻抗和导纳。一般情况下,线路一端的功率和 电压是已知的,要求计算另一端的功率和电压。
(3)根据对各种运行方式的潮流分布计算,帮助调度人员 正确合理选择系统运行方式;
(4)根据功率分布,选择电力系统的电气设备
第三章 简单电力网的潮流计算
(4)根据功率分布,选择电力系统的电气设备和导线截 面积,可以为电力系统的规划,扩建和继电保护整定计 算提供必要的数据和依据。 (5)为调压计算、经济运行计算、短路计算和稳定计算 提供必要的数据。

第三章简单电力网络潮流分析与计算


PZ
P12 Q12 U12
R
QZ
P12 Q12 U12
X
(3-2)
《电力系统分析》
2021年2月27日星期六
(2)电力线路导纳支路中的功率损耗。
由图3-1所示可以导出电力线路末端导纳支路中的单相
功率损耗为
S y 2
Y U2( 2
U2 )*
1* Y
2
U
2 2
1 2
(G
jB)U
2 2
Py2 jQy2
由于一般情况下,U2 U U可将上式按二项式定理展
开,取其前两项,得
U1
(U 2
U )2
(U )2
U2
U
(U )2
2(U2 U )
U2
U
《电力系统分析》
2021年2月27日星期六
相似于这种推导,还可以获得从始端电压 U1,始端单相 功率 S1求取末端相电压 U2的计算公式
U2 U1 dU U1 (U jU) (U1 U) jU
可得
U P2R Q2 X U2
U P2X Q2R
U2
ΔU可能具有负值,则线路末端电压可能高于始端电压。
令: U P2RQ2X U P2RQ2X
U2
U2
则上式可改写为 U 1 (U 2 U ) jU U 2 d U
《电力系统分析》
纵分量
横分量
电压降落
2021年2月27日星期六
U1
δ
dU U2
U 功率角 tg 1
U
U
U2 U
图3-2 电力线路的电压相量图 (U2 U2 )
U1 (U2 U )2 (U )2
上式中,
U

注册电气工程师考试培训教材


R l
s
x 0.1445 lg Dm 0.0157
1
r
Y/2
Y/2
4.2 电力线路、变压器的参数和等值电路
Z
3)电导
g Pg 103
U 1
2
4)电纳
b1
7.58 lg Dm
10-6
r
分裂导线:电纳增加
Y/2
Y/2
4.2 电力线路、变压器的参数和等值电路 2、输电线路的等值电路 1)一字形等值电路:
全国注册电气工程师考试培训教材
全国勘察设计注册电气工程师执业 资格考试
电气工程基础
(不含电机、变压器部分)
4.1 电力系统基本知识
一、 电力系统运行特点和基本要求
1、电力系统的组成
动力系统
电力系统
电力网
汽轮机

输电线


锅炉 抽 发电机 升压

变压器
降压

变压器



动力系统与电力系统、电力网关系示意图
T5 :
4.1 电力系统基本知识 例1:P241
3) 各线路的平均额定电压
4.1 电力系统基本知识
五、中性点接地方式 •中性点:是指电力系统发电机、变压器接成 星形绕组的节点称为中性点。
高压系统,接地电流大于500A称为大电流接地 系统,小于500A称为小电流接地系统。 中性点运行方式分为
直接接地 单相负载低压(380/220V) 、 高 压 110kV以上输电线路。 X 0 / X1 3
2)发生单相接地故障时,三相之间的线电压仍然 对称,用户的三相用电设备仍照常运行。可继续运 行2小时。
3)电容电流较大,接地点可能出现电弧,产生 过电压。当电容电流超过一定值时,要求中性 点经消弧线圈接地,以减小故障电流。
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32.1.1.2 输电线路的功率损耗
电力线路的功率损耗计算
设末端电压为∙
2U 末端功率为
则末端导纳支路的功率2y S ∆为
图片 1
阻抗支路末端的功率为
阻抗支路中始端的功率为
始端导纳支路的功率
始端功率
为 32.1.2 变压器的电压降落和功率损耗
32.1.2.1 变压器的电压降落
32.1.2.2 变压器中的功率损耗
(1)串联支路的功率损耗
(2)并联支路的功率损耗
注意:变压器励磁支路的无功功率与线路支路的无功功率符号相反
32.2 简单电力系统的潮流计算
(1)已知同一端的功率和电压,求另一端功率和电压;方法为从已知功率、电压端,齐头并进逐段求解功率和电压,如下图所示
求解方法:
(1)设所有未知电压节点的电压为线路额定电压,从已知功率端开始逐段求功率,直到推得已知电压点得功率;
(2)从已知电压点开始,用推得的功率和已知电压点的电压,往回逐段向未
知电压点求电压。

32.2.1 已知末端功率和电压
计算步骤: 变压器阻抗上的功率损耗:)(~222T T f f f TZ jX R U Q P S ++=∆
TZ f S S S ~~~'2
∆+= 变压器阻抗上的电压损失(忽略U δ):
f T f T f T U X Q R P U +=∆
T f U U U ∆+=∙∙2
变压器导纳支路上的功率损耗:)(~22T T TY jB G U S +=∆
TY S S S ~~~'2''2∆+= 线路末端导纳支路上的功率损耗:
2~222l LY B jU S -=∆ 2''2''~~~LY L
S S S ∆+= 线路阻抗上的功率损耗:)(~222''2''L L L L LZ jX R U Q P S ++=∆
LZ L L S S S ~~~'''∆+= 线路阻抗上的电压损失:2''''U X Q R P U L L L L L +=∆
L U U U ∆+=∙
∙21 线路首端导纳上的功率损耗:
2~211l LY B jU S -=∆ 1'1
~~~LY L S S S ∆+= 与上述过程类似,可由∙
1U 和1~S 推出f S ~和∙f U 。

32.2.2 已知末端功率和始端电压
1 .迭代法。

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