电力系统分析基础课程学习指导(4)

第七章 电力系统潮流计算的计算机算法

一、潮流计算的数学模型

对系统各个元件建立适当的数学模型：

1）将同步发电机等效为一个给定电动势的恒定阻抗支路，用输出功率和端电压表示。 2）输电线路用?型等效电路表示。

3）电力负荷表示为接在负荷点的与大地连接的阻抗支路，用负荷功率和端电压表示。 4）变压器采用?型电路。

对于节点，注入电流或功率为正，输出为负。

二、网络方程

对任意一个网络列写节点电压方程。如下图所示：

U1?1y12y13y232U2?I13y10y30?I2U3y20??

列写节点电压方程为：

????I1??Y11?????I2???Y21????Y?I3??31??

Y12Y22Y32???U1?Y13??????Y23??U2????Y33???U3???三、导纳矩阵的形成和修改

自导纳：节点i的自导纳Yii在数值上等于与该节点相连的所有支路的导纳之和。 互导纳：节点i、j之间的互导纳Yij在数值上等于与这两个节点相连支路导纳的负值。如果两个节点i，j之间没有互导纳相连接，则 Yij?0。

节点导纳矩阵的修改分为以下几种情况：

1、原有网络增加一条新的支路，并且增加一个新的节点时，则独立节点数增加一个，故节电导纳矩阵只需增加一行一列。

2、在原有网络的节点i,j之间增加一条阻抗支路Zij，则：

1）纳矩阵的阶数不变； 2）自导纳修改为：

3）互导纳修改为： 4）其他元素不变。

当新增支路为变压器时： 1)节点导纳矩阵阶数不变。 2）自导纳修改为：

3）互导纳修改为：

4）其余元素不变。

即在公式中改变添加增量的符号即可。

4、在原网络节点i,j之间支路参数由yij变为yij。这种情况相当于切除原支路yij，然后在原节点i,j只之间增加一条新支路yij。

''Yii?Yii(0)?yij(0)Yjj?Yjj?yijYij?Yji?Yij(0)?yijYii?Yii(0)?yT(0)Yjj?Yjj?1yijk21yTkYij?Yji?Yij(0)?3、在原网络中切除节点i,j之间的阻抗为Zij的一条支路。则相当于增加一条?Zij的支路。

三、节点的分类

根据电力系统的实际运行条件，按给定变量的不同，一般将节点分为以下三类： （1）PQ节点。节点的有功功率和无功功率已知，需要求出电压幅值和相角。 （2）PU节点。节点的有功功率和电压已知，需要求出无功功率和电压的相角。 （3）平衡节点。节点电压的大小和相角已知，需要求出有功功率和无功功率。该节点承担系统的有功平衡。

四、潮流计算的约束条件

通常对计算出来的变量，要进行检验，看是否满足技术上和经济上的要求。常用约束条件有：

节点电压约束条件：Uimin?Ui?Uimax。即各个节点电压必须在一定范围内。 所有电源节点的有功和无功功率必须满足：

PGimin?PGi?PGimaxQGimin?QGi?QGimax 某些节点的相位差满足：

?i??j??i??j

max五、潮流计算的数学方法

牛顿法潮流计算。

习题

一、简答题

1.进行潮流计算时，对节点是如何分类的?

2.简述用牛顿－拉夫逊法进行潮流计算的步骤。 3.潮流计算的约束条件是什么?

4.对简单开式网络潮流计算的步骤是什么？

二、计算题

1.电力网络如下图所示，各支路阻抗标么值已注明图中，求其节点导纳矩阵。

2.220kV单回架空线路，长度为220kM，电力线路每公里的参数分别为：

r1?0.108?/kM,x1?0.42?/kM,b1?2.66?10?6S/kM，线路空载运行，当线路末端电压为

205kV，求线路始端的电压。

3.有一台三绕组变压器，其归算至高压侧的等值电路如下图所示，其中

~~ZT1?2.47?j65?,ZT2?2.47?j1.5?,ZT3?2.47?j37.8?,S2?5?j4MVA,S3?8?j6MVA,当变压器变比为

110/38.5（1+5%）/6.6kV，U3=6kV时，试计算高压、中压侧的实际电压。

4. 某35kV变电所有二台变压器并联运行，其参数分别为：T1：SN?8MVA,Pk?58MW,Uk%?7.5； T2：SN?2MVA,Pk?24MW,Uk%?6.5。两台变压器均忽略励磁支路。变压器低压侧通过的总功率为S?8.5?j5.3MVA。试求：①当变压器变比为KT1?KT1?35/11kV时，每台变压器通过的功率为多少？②当KT1?34.125/11kV，KT2?35/11kV时，每台变压器通过的功率为多少？ 5.110kV单回架空线路，长度为80kM，导线型号为LGJ-95，导线计算外径为13.7mm，三相导线几何平均距离为5m。已知电力线路末端负荷为15+j10MVA，始端电压为116kV，求末端电压和始端功率。

~第八章 电力系统的无功功率和电压调整

一、电力系统无功功率的平衡

(一)无功功率负荷

大量的异步电动机消耗无功功率。 (二)无功功率损耗

电力系统的无功损耗包括变压器和线路的无功损耗。变压器的无功损耗包括励磁损耗和漏抗中的损耗。线路的无功损耗包括线路串联电抗中的无功损耗与线路电容的充电功率。 (三)无功功率电源

电力系统的无功电源，除发电机外，还有同步调相机、静电电容器、静止无功补偿器及近年来发展起来的静止无功发生器。后四种装置又称无功补偿装置。静止电容器只能发出感性无功功率(即吸收容性无功功率)，其余几类补偿装置既可发出感性无功功率，又能发出容性无功功率。

(四)无功功率平衡

?QGC??Q???QD?0 二、电力系统的电压调整

系统中经常选择一些有代表性的发电厂和变电站母线作为电压监视点，又称电压中枢点。中枢点的调整方式分为三种：逆调压、顺调压、恒调压。

逆调压在最大负荷时将中枢点电压升高至105％ UN， (UN 为线路额定电压)，最小负荷时保持中枢点电压为UN 。供电线路较长，负荷变动较大的中枢点往往采用逆调压方式。

最大负荷时允许中枢点电压降低，最小负荷时允许中枢点电压升高的调压方式称为顺调压。顺调压在最大负荷时允许中枢点电压不低于102．5％UN ，最小负荷时允许不高于107．5％UN 。供电线路不长，负荷变动不大的中枢点通常采用顺调压方式。

在任何负荷情况下都保持中枢点电压为一基本不变的数值，如(102％—105％) UN ，称为恒(常)调压。 (二)电压调整的措施

1．改变发电机机端电压调压 2．改变变压器变比调压 1）降压变压器分接头选择 (1).分接头电压的计算及选择

U1tmax?U1tmin?U1max??UTmaxU2NU2maxU1min??UTminU2NU2min然后取其平均值 U1t?(U1max?U1mi)n/2 再根据计算值，选择一个与它数值最接近的分接头电压。 （2） 分接头电压的校验

根据所选择的分接头电压计算最大、最小负荷下低压母线的实际电压，并校验其是否满

足调压要求 。

U2NU1tUU2min?(U1tmin?UTmin)2NU1tU2max?(U1tmax?U1Tmax)2)升压变压器分接头选择

与降压变压器分接头选择的方法相同，但要注意功率的流向不同。

对于三绕组变压器，同样按上述方法选择分接头电压，但需分两步进行。首先按低压母线的调压要求，由高一低压侧计算高压绕组的分接头电压U1t，然后按中压母线的调压要求，由高一中压侧计算中压绕组的分接头电压U2t。 3．改变无功功率分布调压

改变无功功率分布调压的方法，是在用户处就地补偿(并联补偿)无功功率电源，以减少电网传输的无功功率。调压计算的内容是按调压要求确定应设置的无功功率补偿容量。确定补偿容量时，要结合考虑变压器变比的选择，使之达到既充分发挥变压器的调压作 …… 此处隐藏：2212字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……