电网潮流计算ppt课件
合集下载
4.3简单电网潮流计算(注册电气工程师)课件
S
2 N
Q TX
U
k
%
S
2 c
100
S
2 N
式中的 值， 、
是PPk空T、GU载k %P损0是耗变及压空器载的电Q短TB流路百I100损0%分耗S 值N 及。短路电压百分
P0 I0 %
S
－－变压器上通过的计算视在功率．
c
学习交流PPT
9
4.3.2 简单输电系统的潮流计算
•1 开式网络潮流的计算方法 •2 闭式网络潮流的计算方法
S loss
学习交流PPT
8
4.3.1 了解电压降落、电压损耗、功率损耗的定义
2．变压器中的功率损耗计算
变压器中的功率损耗包括有功功率损耗（也叫铜损、 负载损耗）和无功功率损耗（也叫空载损耗，由铁损 耗、磁滞损耗、涡流损耗组成）。可以直接利用制造 厂给出的短路及空载试验数据求得。
PTR
Pk
S
2 c
P2 Q2 Vj2
(R
jX )
所以
P lo ss
P2 Q 2
V
2 j
R
Q lo ss
P2 Q 2
V
2 j
X
S i S j S loss
学习交流PPT
7
4.3.1 了解电压降落、电压损耗、功率损耗的定义
4 小结：
V
j V
PR QX j PX QR
V
V
V ij
P 2 Q 2 (R jX ) V j2
考试大纲要求：
4.3 简单电网的潮流计算 4.3.1 了解电压降落、电压损耗、功率损耗的定义 4.3.2 了解已知不同点的电压和功率情况下的潮流
简单计算方法 4.3.3 了解输电线路中有功功率、无功功率的流向
第11章 电力系统的潮流计算WJYPPT课件
Step5：利用Step4计算得到的节点电压Vb，Vc ，Vd ，重复Step3、Step4，直到精7 度满足要求为止。
电力系统的潮流计算—开式网络的电压和功率分布计算
复杂开式网络潮流的计算机算法 Step2：支路顺序编号（消去叶节点法，分层
方法，等） Step3：回代计算：按照支路编号顺序，计算 A
度满足要求为止。
6
电力系统的潮流计算—开式网络的电压和功率分布计算
开式网络的电压和功率分布计算步骤 Step1：制定一相等值电路； Step2：计算运算负荷Sb，Sc ，Sd ； Step3：回代计算：设定各节点电压初值（VN），从末端d节点开始，计算各支
路功率损耗和首末端功率，直到A点； Step4：前推计算：从A节点开始，计算各各支路电压降落和节点电压；
CH11 电力系统的潮流计算
开式网络的电压和功率分布计算
配电网潮流算法：前推回代法
简单闭式网络的功率分布计算
环网功率分布：循环电势的概念
环网潮流控制
复杂电力系统潮流计算
潮流计算的数学模型
-拉夫逊法潮流计算
P-Q分解法潮流计算
1
电力系统的潮流计算—开式网络的电压和功率分布计算
Review：网络元件的电压降落与功率损耗计算
回代
S
P22 Q22 V22
R
jX
P1 jQ1 P2 jQ2 S
Step3：已知V1, S1
P1
jQ1
,
计算V1
,
V1
,V2(k
1)
,
(k 2
1)
前推
step4：如果
V (k 1) 2
V2(k )
，或k kmax ,计算结束，否则
配电网络电气计算.pptx
（三）谐波分布计算的特点
配电网是输电网和用户之间的纽带，它实现 直接向用户供电的功能，而用户是谐波的滋生 地，因此配电网是谐波的首要受害者和传播者， 它本身的结构和参数以及并联电容器装置的参 数，决定了它对谐波的传播特性，即是放大了 还是抑制了谐波。谐波源应视为电流源，并按 阻抗分流原理确定它在配电网中的分布。
在配电网有功电源的分布一定的情况下， 配电网的有功网损是各节点无功补偿容量 的函数，因此，配电网的有功网损，即无 功补偿的目标函数可以写成
P P (QC1, QC 2 , , QCj , , QCm )
第22页/共38页
经过无功最优补偿以后，无功功率应该满足下面 的平衡方程，即等式约束条件
P QCj
OP , ( j
1,2,, m)
或
第27页/共38页
（二）遗传算法
遗传算法是一种基于自然群体遗传演化机制的高 效探索算法。它摒弃了传统的搜索方式，模拟自 然界生物进化过程，采用人工进化的方式对目标 空间进行随机化搜索。它将问题域中的可能解看 作是群体的一个个体或染色体，并将每一个体编 码成符号串形式，模拟达尔文的遗传选择和自然 淘汰的生物进化过程，对群体反复进行基于遗传 学的操作(选择、交叉和变异)，根据预定的目标适 应度函数对每个个体进行评价，依据“适者生存， 优胜劣汰”的进化规则，不断得到更优的群体， 同时以全局并行搜索方式来搜索优化群体中的最 优个体，求得满足要求的最优解。
一、配电网潮流计算的特点
网设施
配电系统多采用闭式网络结构， 具有开式运行的特点，因此，网络 往往呈现放射状。在6～10kV的配 电网中，往往只有一个电源点，因 此线路上的功率通常具有单向流动 性等等。
不能简单套用高压输电网潮流计 第1页/共38页 算常用的高斯-赛德尔法、牛顿法拉夫逊法或PQ分解法等方法。
电力系统潮计算PPT课件
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。
2024/6/4
11
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。
2024/6/4
24
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）
2024/6/4
2024/6/4
3
第三节 牛顿潮流算法
一、牛顿法的基本原理
配电网潮流计算PPT课件
点有多个馈出支路）
负荷功率 -- 任意节点流出到用户中
的功率
15.05.2020
.
4
2.3 配电网的描述 —— （辐射表）
辐射表反映配电网支路与节点的关系
在配电网中，每一个负荷节点只有
源节点（根节点）
0
对应于变电站母
一个馈入支路，其馈入支路编号与
1
6
7
负荷节点编号相一致。馈入支路与
1
6
负荷节点是一对一的。
或已计算得出，计算各支路的功率
对末端节点的馈入电流有
i
I j I Lj
IL j — 负荷电流
ILj
Sˆ Lj Vˆ j
SOjVk Iˆj
Ik
SˆLk Vˆk
Sˆoj
(j末端节点） k
k j
j
这样的计算一直进行到源节点的馈出支路，
末端节点
从而全部节点的各馈出复功率都求解出来。
15.05.2020
.
11
V kV i cosk (i)(PIiRiQIiXi)V i2
V kV i sink(i)(PIiXiQIiRi)
上面两式作平方和，有
V i4 2 ( P I iR i Q I iX i) V k 2 V i2 ( P I i2 Q I i2 )R i 2 ( X i 2 ) 0
5
5 末端节点
图 辐射表的例
Ik
SO k Vˆi
7
由基尔霍夫电流定律，对于节点i，有
I i I Li I ok
Iok 节点i馈出支路的电流
IL i 负荷电流
IL i
Sˆ L i Vˆi
对于源节点的馈出支路电流，有
I1 SˆLi
《电力系统潮流计算》PPT课件
＜ •
•
Ma |Uxi(K1)UiK|
其中K为迭代次数.
整理ppt
17
三.说明
(1)平衡节点不参加迭代.
(2)PV节点的处理:在迭代中需增加一个判断
如碰到PV节点,每一次迭代出来的电压始终保持幅值为常
量,相位为变量 •
• n *•
UiU i s i(K1),Q iIm Ui( yiU j j)
整理ppt
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
19
(1)节点间相位差很大的重负荷系统 (2)包含有负电抗支路(如某些三绕组变压器或线路串联电容
等)的系统. (3)具有较长的辐射性线路的系统. (4)长线路与短线路接在同一节点上,而且长短线路的比值又
很大的系统. 此外,平衡节点的不同选择也会影响到收敛性能.一般取
•
Ui 10o
整理ppt
f
x1
f 1(Χ )
f Χ
f x2
f
(梯 度 ), F (Χ)
f
2
(
Χ
)
f
fn( Χ )
xn
整理ppt
12
f 1 f 1
f
T 1
x1
x2
F
f
T 2
f 2 x1
f 2 x2
fnT
fn
fn
x1 x2
f 1
xn
f 2 xn
fi xj
j1
高斯－赛德尓迭代的算法的计算性能和特点
优点:原理简单,程序设计容易占用内存少.每次计算量也很 少,一般电力系统每个节点平均和2～4个节点相连,相应导 纳矩阵具有对称性和高度稀疏性.
整理ppt
18
缺点:收敛速度很慢.根据迭代公式,各节点在数学上是 松散耦合的,每次迭代,每个节电电压值只能影响与之 相关的几个节点,所以收敛速度很慢.且,算法所需迭代 次数和节点数目有密切关系,将随其数目的增加而急剧 增加.此算法另外一个重要限制是对于如下的病态条件 的系统,往往会收敛困难.
第三章简单电力系统的潮流计算共53页PPT资料
U 1U 2(R jX )I
又：S~2
U2
I
P2jQ2
I
P2
jQ2
代 入
U2
得：U 1U 2(RjX)P2jQ2 P2RQ2XjP2XQ2R
U2
U2
U2
1. 若已知末端电压 U 2U 2ej0U 2 0及末端功率
P 2、Q 2 ，求首端电压 U 1
线路较短时两端电压相角差一般不大，可近 似认为：
U 2U 2 U 2 U 1U 1 U 1
即可忽略电压降落的横分量。
对于高压输电网，X>>R，
UPRQXQX UU
UPXQRPX
UU
交流线路功率传输与线路端电压的关系
§3-1 基本概念
三. 电压损耗、电压偏移（衡量电压质量的指标） 1. 电压损耗
3 U j I 3 U cI o jss i n P jQ
若负荷为容性，结果会怎样？
S~PjQ
二. 电压降落
U 1
Z I U 2
ZRjX----一相阻抗
① S~1
S~2 ②
U ----相电压 S~LD S~ ----单相功率
电压降落：网络元件首末两端电压的相量差。
U 1 S~1 ① S~1 S~2
I1
I1 Z
B j
S~Y1
2
S~2 ②
I 2
B j
2
~ S2
U 2
S~Y 2
求导纳中的功 率损耗 S~Y 1，S~Y 2；
末端：S~Y2
U2(j B 2U2)
j
B 2
U22
~
首端：SY1
简单电力网络潮流的分析与计算幻灯片PPT
《电力系统分析》
2021年5月25日星期二
预备知识
单相S 功 率U 的 I *计 算U U e j I I e j
S U I e j( ) U I e j U I c o s j U I s i n
P j Q
三相功率的计算
S 3 S 3 U I c o s j 3 U I s i n P j Q
为 S 2 S 2 S y 2 ( P 2 j Q 2 ) ( P y 2 j Q y 2 ) P 2 j Q 2
而流入电力线路阻抗始端的功率为 S 1 S 2 S Z ( P 2 j Q 2 ) ( P Z j Q Z ) P 1 j Q 1
负荷代替，即
S y T P y T j Q y T 1 0 P 0 0 U 0 U 1 2 N 2 jI0 1 % 0 0 S U N U N 2 1 2 1 0 P 0 00j1 I0 0 % 0SN(M V A )
《电力系统分析》
2021年5月25日星期二
➢讨论：
1. 由电压损耗纵分量 可知降低电压损耗的方法有： 提高电压等级；增大导线截面积；减小线路中流 过的无功功率。
由上式可得电力线路全年电能损耗为
W Z 8 7 6 0 P m a x G
(3-23)
（2）利用最大负荷损耗时间 m ax求全年的电能损耗。
另一种常用的方法是根据用户负荷的最负荷小时数 T m ax 和
负荷的功率因数 cos，从手册中查得最大负荷损耗时间 max
定义：
《电力系统分析》
max
WZ Pmax
P1X Q1R
U 1
取 U 1 与实轴重合， 相量如图3-3所示。
tg1 U
U1U
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
.
A
BT
C
.
解：
A S1
S1
(21.6 j3.3)
S2 B S 2
Qyl1
Qyl 2
.
C (4.93 j63.5)
S3
(15 j11.25)MVA
.
.
.
于是线路的损耗为
.
.
.
对于下图所示双回路电力系统，其额定电压为110kV， 线路采用LGJ-150型导线，长度为80km，其参数为r0 = 0.21 Ω / km、x0 = 0.416 Ω / km、b0 = 2.74×10-6 S / km。 变电所装有两台三相110kV / 11 kV的变压器，每台容 量为15MVA，其参数为：ΔP0 = 40.5kW，ΔPk = 128kW， Uk% = 10.5，I0% = 3.5。母线A的实际运行电压为 117kV，负荷功率SLDB = 30+j12[MVA]，SLDC = 20+j15[MVA]。当变压器取主抽头运行时，求母线C的
电网潮流计算
.
1、已知末端电压和末端功率，求潮流分布
.
电力线路长80km额定电压为110kV，末端接一个容量为 20MVA、电压比为110kV/38.5 kV降压变压器。变压器 低压侧负荷为（15 + j11.25）MVA正常运行时要求电压 达到36kV。试求电源处母线电压应有的电压和功率。 线路单位长度参数为rl = 0. 27Ω/km，xl = 0. 412Ω/km， gl = 0，bl = 2.76×10-6s/km；折算到110kV侧的变压器参 数为RT = 4.93Ω，XT = 63.5Ω，GT = 4.95×10-6s，BT = 49.5×10- 6s。
.
A
BT
C
.
解：
.
.
.
.
.
.
.
.
2、已知始端电压ห้องสมุดไป่ตู้末端功率，求潮流分布
.
电力线路长80km额定电压为110kV，末端接一个容 量为20MVA、电压比为110kV/38.5 kV降压变压器。 变压器低压侧负荷为（15 + j11.25）MVA正常运行 时，始端电压为 kV。试求电源处母线功率和末端 电压。线路单位长度参数为rl = 0. 27Ω/km，xl = 0. 412Ω/km，gl = 0，bl = 2.76×10-6s/km；折算到 110kV侧的变压器参数为RT = 4.93Ω，XT = 63.5Ω， GT = 4.95×10-6s，BT = 49.5×10- 6s。
电压。
.
A
B
C
SLDB
SLDC
.
解： （1）计算等值电路参数
输电线路的等值电阻、电抗和电纳
.
.
.
.
(2)按电力系统电网额定电压UN=110kV，逆着功率传 输方向计算线路功率损耗和首端功率 变压器的功率损耗
.
.
(3) 利用计算得到的首端功率和已知的首端电压（母线A的实际运行 电压为117kV），顺着功率传输方向，计算各节点电压 线路中的电压降落的纵、横分量分别为
.
.
A
BT
C
.
解：
A S1
S1
(21.6 j3.3)
S2 B S 2
Qyl1
Qyl 2
.
C (4.93 j63.5)
S3
(15 j11.25)MVA
.
.
.
于是线路的损耗为
.
.
.
对于下图所示双回路电力系统，其额定电压为110kV， 线路采用LGJ-150型导线，长度为80km，其参数为r0 = 0.21 Ω / km、x0 = 0.416 Ω / km、b0 = 2.74×10-6 S / km。 变电所装有两台三相110kV / 11 kV的变压器，每台容 量为15MVA，其参数为：ΔP0 = 40.5kW，ΔPk = 128kW， Uk% = 10.5，I0% = 3.5。母线A的实际运行电压为 117kV，负荷功率SLDB = 30+j12[MVA]，SLDC = 20+j15[MVA]。当变压器取主抽头运行时，求母线C的
电网潮流计算
.
1、已知末端电压和末端功率，求潮流分布
.
电力线路长80km额定电压为110kV，末端接一个容量为 20MVA、电压比为110kV/38.5 kV降压变压器。变压器 低压侧负荷为（15 + j11.25）MVA正常运行时要求电压 达到36kV。试求电源处母线电压应有的电压和功率。 线路单位长度参数为rl = 0. 27Ω/km，xl = 0. 412Ω/km， gl = 0，bl = 2.76×10-6s/km；折算到110kV侧的变压器参 数为RT = 4.93Ω，XT = 63.5Ω，GT = 4.95×10-6s，BT = 49.5×10- 6s。
.
A
BT
C
.
解：
.
.
.
.
.
.
.
.
2、已知始端电压ห้องสมุดไป่ตู้末端功率，求潮流分布
.
电力线路长80km额定电压为110kV，末端接一个容 量为20MVA、电压比为110kV/38.5 kV降压变压器。 变压器低压侧负荷为（15 + j11.25）MVA正常运行 时，始端电压为 kV。试求电源处母线功率和末端 电压。线路单位长度参数为rl = 0. 27Ω/km，xl = 0. 412Ω/km，gl = 0，bl = 2.76×10-6s/km；折算到 110kV侧的变压器参数为RT = 4.93Ω，XT = 63.5Ω， GT = 4.95×10-6s，BT = 49.5×10- 6s。
电压。
.
A
B
C
SLDB
SLDC
.
解： （1）计算等值电路参数
输电线路的等值电阻、电抗和电纳
.
.
.
.
(2)按电力系统电网额定电压UN=110kV，逆着功率传 输方向计算线路功率损耗和首端功率 变压器的功率损耗
.
.
(3) 利用计算得到的首端功率和已知的首端电压（母线A的实际运行 电压为117kV），顺着功率传输方向，计算各节点电压 线路中的电压降落的纵、横分量分别为
.
.