【文章內(nèi)容簡介】 率損耗和電壓降落，變壓器的功率損耗和電壓降落的計算與電力線路的不同之處在于：①變壓器以G形等值電路表示，電力線路以P形等值電路表示； ②變壓器的導(dǎo)納支路為電感性，電力線路的導(dǎo)納支路為電容性；③近似計算中，取U1187。U2187。UN，可將變壓器的導(dǎo)納用不變的負(fù)荷代替，即DSyT=DPyT+jDQ~yT=PU1000U0212N+I0%SNU1100UN22187。P01000+jI0%100SN6電力系統(tǒng)分析課程總結(jié)三是電力網(wǎng)絡(luò)的電能損耗，四是運算負(fù)荷和運算功率。一、簡單開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計算，其計算的步驟和內(nèi)容如下：計算網(wǎng)絡(luò)的元件參數(shù)潮流計算。二、變電所較多的開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布當(dāng)已知末端電壓時，可以用已知末端電壓及末端功率的方法逐段推算至始端，從而算出各支中功率及各點電壓。當(dāng)已知始端電壓時，就相當(dāng)于已知始端電壓和末端負(fù)荷的情況：開始由末端向始端推算時，設(shè)全網(wǎng)電壓都為網(wǎng)絡(luò)的額定電壓，僅計算各元件中的功率損耗而不用計算電壓，從而求出全網(wǎng)的功率分布；然后由始端電壓及計算所得的始端功率向末端逐段推算出電壓降落，從而求出各點電壓。此時不必重新計算功率損耗與功率分布。本節(jié)主要講解了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的潮流分布、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流計算、網(wǎng)絡(luò)變換法、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的經(jīng)濟(jì)功率分布。為了降低網(wǎng)絡(luò)的功率損耗，可采用的調(diào)整控制潮流的手段主要有三種：（1）串聯(lián)電阻。其作用是以其容抗抵償線路的感抗。將其串聯(lián)在環(huán)式網(wǎng)絡(luò)中阻抗相對過大的線段上，可起轉(zhuǎn)移其他重載線段上流通功率的作用。（2）串聯(lián)電抗。其作用與串聯(lián)電容相反，主要是限流。將其串聯(lián)在重載線段上可避免該線段過載。但由于其對電壓質(zhì)量和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性有不良影響，這一手段未曾推廣。（3）附加串聯(lián)加壓器。其作用在于不但可以調(diào)電壓大小，還可調(diào)電壓的相位角，使環(huán)網(wǎng)產(chǎn)生一環(huán)流功率，可使強制循環(huán)功率與自然分布功率的疊加達(dá)到理想值。4電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法第三章討論簡單電力網(wǎng)絡(luò)的潮流分布計算，理解了與之相關(guān)的各種物理現(xiàn)象。對于復(fù)雜電力網(wǎng)絡(luò)的潮流計算，一般必須借助電子計算機(jī)進(jìn)行。運用電子計算機(jī)，一般要完成以下步驟：建立電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型確定解算方法電力系統(tǒng)分析課程總結(jié)制定計算流程和編制計算程序本章將著重討論前兩項，主要闡述在電力系統(tǒng)潮流的實際計算中常用的、基本的方法。實際電力系統(tǒng)的潮流計算主要采用牛頓拉夫遜法。按電壓的不同表示方法，牛頓拉夫遜法潮流計算分為直角坐標(biāo)形式和極坐標(biāo)形式兩種。牛頓拉夫遜法有很好的收斂性，但要求有合適的初值。PQ分解法是極坐標(biāo)形式的牛頓拉夫遜法潮流計算的一種簡化算法。電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型指的是將網(wǎng)絡(luò)有關(guān)參數(shù)及其相互關(guān)系歸納起來，組成可以反映網(wǎng)絡(luò)性能的數(shù)學(xué)方程式組。也就是對電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)、變量和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)之間相互關(guān)系的一種數(shù)學(xué)描述。有：節(jié)點電壓方程回路電流方程割集電壓方程等節(jié)點電壓方程又分為以節(jié)點導(dǎo)納矩陣表示的節(jié)點電壓方程和以節(jié)點阻抗矩陣表示的節(jié)點電壓方程。一、變壓器為非標(biāo)準(zhǔn)變比時的修正無論采用有名制或標(biāo)么制，凡涉及多電壓級網(wǎng)絡(luò)的計算，在精確計算時都必須將網(wǎng)絡(luò)中所有參數(shù)和變量按市價變比歸算到同一電壓等級。實際上，在電力系統(tǒng)計算中總是有些變壓器的實際變比不等于變壓器兩側(cè)所選電壓基準(zhǔn)值之比，也就是不等于標(biāo)準(zhǔn)變比，而且變壓器的變比在運行中是可以改變的。這將使每改變一次變比都要從新計算元件參數(shù)，很不方便。下面將介紹另一種可等值地體現(xiàn)變壓器電壓變換功能的模型。二、等值變壓器模型三、等值變壓器模型的應(yīng)用 一、節(jié)點導(dǎo)納矩陣的形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣的計算歸納總結(jié)如下：節(jié)點導(dǎo)納矩陣的階數(shù)等于電力網(wǎng)絡(luò)中除參考點（一般為大地）以外的節(jié)點數(shù)。節(jié)點導(dǎo)納矩陣是稀疏矩陣，其各行非對角非零元素的個數(shù)等于對應(yīng)節(jié)點所連的不接地支路數(shù)。節(jié)點導(dǎo)納矩陣的對角元素，即各節(jié)點的自導(dǎo)納等于相應(yīng)節(jié)點所連支路的導(dǎo)納之電力系統(tǒng)分析課程總結(jié)和，即分。對網(wǎng)絡(luò)中的變壓器，采用計及非標(biāo)準(zhǔn)變比時以導(dǎo)納表示的等值電路，并將之接入網(wǎng)絡(luò)中。然后按此等值電路用前述方法很方便地形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣。在實際程序中，往往直接計算變壓器支路對節(jié)點導(dǎo)納矩陣的影響。二、第二部分介紹節(jié)點導(dǎo)納矩陣的修改。該節(jié)主要介紹了功率方程、變量的分類和節(jié)點的分類。實際計算時，對非線性節(jié)點方程要用迭代法解算。本節(jié)將以最簡單的網(wǎng)絡(luò)列出系統(tǒng)的功率方程，進(jìn)而對電力系統(tǒng)的變量和節(jié)點進(jìn)行分類，為電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法打下基礎(chǔ)。對具有數(shù)百個節(jié)點的大電力系統(tǒng)，求解潮流的方程通常是非線性代數(shù)方程。利用電子計算機(jī)計算潮流已出現(xiàn)了很多解算方法，多是以迭代計算為基礎(chǔ)，本節(jié)介紹高斯塞德爾迭代法。本節(jié)主要講解了高斯塞德爾迭代法迭代格式、對網(wǎng)絡(luò)中PV節(jié)點的考慮、功率及功率損耗的計算。牛頓拉夫遜法是目前廣泛應(yīng)用的解非線性方程式組的迭代方法，也是目前廣泛采用的電力系統(tǒng)潮流的計算機(jī)算法，其收斂性好，但該法對初始值要求比較嚴(yán)格。PQ分解法是從簡化以極坐標(biāo)表示的牛頓拉夫遜法潮流修正方程基礎(chǔ)上派生出來的，是考慮到電力系統(tǒng)本身特點的。Yii=229。yiij206。i節(jié)點導(dǎo)納矩陣的非對角元素 等于節(jié)點 和 間支路導(dǎo)納的負(fù)值，即Yij=Yji=yij=1zij節(jié)點導(dǎo)納矩陣是對稱方陣，因此一般只需要求取這個矩陣的上三角或下三角部電力系統(tǒng)分析課程總結(jié)5電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調(diào)整頻率是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。實現(xiàn)電力系統(tǒng)在額定頻率下的有功功率平衡，并留有必要的備用容量，是保證頻率質(zhì)量的基本前提。要了解有功功率平衡的基本內(nèi)容及各種備用容量的作用。負(fù)荷變化將引起頻率偏移，系統(tǒng)中凡裝有調(diào)速器，又尚有可調(diào)容量的發(fā)電機(jī)組都自動參與頻率調(diào)整，這就是頻率的一次調(diào)整，只能做到有差調(diào)節(jié)。頻率的二次調(diào)整由主調(diào)頻廠承擔(dān)，調(diào)頻機(jī)組通過調(diào)頻器移動機(jī)組的功率頻率靜特性，改變機(jī)組的有功輸出以承擔(dān)系統(tǒng)的負(fù)荷變化，可以做到無差調(diào)節(jié)。主調(diào)頻廠應(yīng)有足夠的調(diào)整容量，具有能適應(yīng)負(fù)荷變化的調(diào)整速度，調(diào)整功率時還應(yīng)符合安全與經(jīng)濟(jì)原則。利用負(fù)荷和機(jī)組的功率頻率靜特性可以分析頻率的調(diào)整過程和調(diào)整結(jié)果。全系統(tǒng)的頻率是統(tǒng)一的，調(diào)頻問題涉及整個系統(tǒng)，當(dāng)線路有功功率不超出容許范圍時，有功電源的分布不會妨礙頻率的調(diào)整。而無功功率平衡和調(diào)壓問題則宜于接地區(qū)解決。在進(jìn)行各類電廠的負(fù)荷分配時，應(yīng)根據(jù)各類電廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點，力求做到合理利用國家動力能源，盡量降低發(fā)電能耗和發(fā)電成本。一、頻率變化對用戶和發(fā)電廠及系統(tǒng)本身的影響系統(tǒng)頻率的變化將引起工業(yè)用戶的電動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，這將影響產(chǎn)品的質(zhì)量。當(dāng)頻率降低，使電動機(jī)有功功率降低，將影響所有的轉(zhuǎn)動機(jī)械的出力。頻率的不穩(wěn)定，將會影響電子設(shè)備的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)頻率的變化，對發(fā)電機(jī)及電力系統(tǒng)本身也十分有害。發(fā)電廠的廠用機(jī)械多使用異步電動機(jī)帶動，系統(tǒng)頻率降低使電動機(jī)出力降低，若頻率降低過多，將使電動機(jī)停止運轉(zhuǎn)，會引起嚴(yán)重后果。二、電力系統(tǒng)中有功功率的平衡和備用容量頻率的一次調(diào)整（或稱為一次調(diào)頻）指由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器進(jìn)行的，是對一次負(fù)荷變動引起的頻率偏移作調(diào)整。頻率的二次調(diào)整（或稱為二次調(diào)頻）指由發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻器進(jìn)行的，是對二次負(fù)荷變動引起的頻率偏移作調(diào)整。頻率的三次調(diào)整（或稱為三次調(diào)頻）是對三次負(fù)荷變動引起的頻率偏移作調(diào)整。將在有功功率平衡的基礎(chǔ)上，按照最優(yōu)化的原則在各發(fā)電廠之間進(jìn)行分配。三、各類發(fā)電廠的特點及合理組合四、有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配電力系統(tǒng)分析課程總結(jié)一、電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率——頻率靜態(tài)特性當(dāng)頻率變化時，電力系統(tǒng)中的有功功率負(fù)荷也將發(fā)生變化。當(dāng)電力系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運行時，系統(tǒng)中有功負(fù)荷隨頻率的變化特性稱為負(fù)荷的有功功率頻率靜態(tài)特性。二、頻率的一次調(diào)整由于負(fù)荷突增，發(fā)電機(jī)組功率不能及時變動而使機(jī)組減速，系統(tǒng)頻率下降，同時，發(fā)電機(jī)組功率由于調(diào)速器的一次調(diào)整作用而增大，負(fù)荷功率因其本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少，經(jīng)過一個衰減的振蕩過程，達(dá)到新的平衡。三、頻率的二次調(diào)整當(dāng)負(fù)荷變動幅度較大（%~%），周期較長（幾分鐘），僅靠一次調(diào)頻作用不能使頻率的變化保持在允許范圍內(nèi)，這時需要籍調(diào)速系統(tǒng)中的調(diào)頻器動作，以使發(fā)電機(jī)組的功頻特性平行移動，從而改變發(fā)電機(jī)的有功功率以保持系統(tǒng)頻率不變或在允許范圍內(nèi)。四、調(diào)頻廠的選擇 調(diào)頻廠須滿足的條件：調(diào)整的容量應(yīng)足夠大；調(diào)整的速度應(yīng)足夠快；調(diào)整范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性能應(yīng)該好；注意系統(tǒng)內(nèi)及互聯(lián)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題。通過分析各種電廠的特點，調(diào)頻廠的選擇原則為：系統(tǒng)中有水電廠時，選擇水電廠做調(diào)頻廠；當(dāng)水電廠不能做調(diào)頻廠時，選擇中溫中壓火電廠做調(diào)頻廠。6電力系統(tǒng)的無功功率平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)的運行電壓水平同無功功率平衡密切相關(guān)。為了確保系統(tǒng)的運行電壓具有正常水平，系統(tǒng)擁有的無功功率電源必須滿足正常電壓水平下的無功需求，并留有必要的備用容量?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)在不同的運行方式下可能分別出現(xiàn)無功不足和無功過剩的情況，都應(yīng)有相應(yīng)的解決措施。從改善電壓質(zhì)量和減少網(wǎng)損考慮，必須盡量做到無功功率的就地平衡，盡量減少無功功率的長距離的和跨電壓級的傳送，這是實現(xiàn)有效的電壓調(diào)整的基本條件。要掌握各種調(diào)壓手段的基本原理，具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，適用條件，以及與別種措電力系統(tǒng)分析課程總結(jié)施的配合應(yīng)用等問題。電壓質(zhì)量問題可以分地區(qū)解決。將中樞點電壓控制在合理的范圍內(nèi)，在輔以各種分散安排的調(diào)壓措施，就可以將各用戶處的電壓保持在容許的偏移范圍內(nèi)?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)中的電壓和無功功率控制應(yīng)以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運行為目標(biāo)。本章主要是從保證電壓質(zhì)量方面討論了無功功率平衡和電壓調(diào)整的問題。必須指出，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，系統(tǒng)運行條件日趨復(fù)雜。對電力系統(tǒng)的無功平衡和電壓質(zhì)量問題也要有新的認(rèn)識。在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)工況下，不僅要做好供求關(guān)系緊張條件下的無功功率平衡，也要妥善解決無功功率供過于求時的平衡問題。隨著超高壓輸電線路的發(fā)展和城市電網(wǎng)中電纜線路的增多，無功功率過剩的問題將會日顯突出。在電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程中，充分利用無功動態(tài)補償提供電壓支持，是改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要手段。對新型無功補償裝置的合理控制還能阻尼系統(tǒng)的功率振蕩。在改善電壓質(zhì)量方面，無功補償不能只限于減小系統(tǒng)的電壓偏移，還能更全面的提高電壓質(zhì)量。一、無功功率負(fù)荷和無功功率損耗無功功率負(fù)荷無功功率負(fù)荷是以滯后功率因數(shù)運行的用電設(shè)備（主要是異步電動機(jī)）所吸收的無功功率。電力系統(tǒng)的無功損耗二、無功功率電源電力系統(tǒng)的無功功率電源包括同步發(fā)電機(jī)、同期調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器和靜止補償器等。三、無功功率的平衡電力系統(tǒng)無功功率平衡的基本要求：系統(tǒng)中的無功電源可以發(fā)出的無功功率應(yīng)該大于或至少等于負(fù)荷所需的無功功率和網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗。一、中樞點電壓管理電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)壓得目的，就是要采取各種措施，使用戶處的電壓偏移保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。但由于電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，負(fù)荷較多，如對每個用電設(shè)備電壓都進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整，不僅不經(jīng)濟(jì)而且無必要。因此，電力系統(tǒng)電壓的監(jiān)視和調(diào)整可通過監(jiān)視、調(diào)整電壓中樞點電壓來實現(xiàn)。電壓中樞點是指某些可以反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電所母線。因為電力系統(tǒng)分析課程總結(jié)很多負(fù)荷都由這些中樞點供電，如能控制住住這些電的電壓偏移，也就控制住了系統(tǒng)中大部分負(fù)荷的電壓偏移。于是，電力系統(tǒng)電壓調(diào)整問題也就轉(zhuǎn)變?yōu)楸ＷC各中樞點的電壓偏移不超出給定范圍的問題。二、電壓調(diào)整的基本原理擁有較充足的無功功率電源是保證電纜系統(tǒng)有較好的運行電壓水平的必要條件，但是要使所有用戶的電壓質(zhì)量都符合要求，還必須采用各種調(diào)壓手段。電壓調(diào)整的措施：調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流以改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓VG；改變變壓器的變比kk2；改變功率分布P+jQ（主要是Q），使電壓損耗△V變化；改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)R+jX（主要是X），改變電壓損耗△V。一、改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)壓這種調(diào)壓手段是一種不需要耗費投資，且是最直接的調(diào)壓方法，應(yīng)首先考慮采用。發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整是借助于調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵磁電壓，以改變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的勵磁電流，就可以改變發(fā)電機(jī)定子端電壓。二、改變變壓器變比調(diào)壓三、改變網(wǎng)絡(luò)中無功功率分布調(diào)壓當(dāng)電力系統(tǒng)中無功電源不足時，就不能單靠改變變壓器變比調(diào)壓。而需要在適當(dāng)?shù)攸c對所缺無功進(jìn)行補償，這樣也就改變了電力網(wǎng)中無功功率的分布。電力線路導(dǎo)線的投資在電力線路總投資中所占的比重較大，在一般35~110Kv架空電力線路中，導(dǎo)線投資約占30%左右。正確地選擇電力線路的導(dǎo)線截面，對電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運行，提高電能的質(zhì)量至關(guān)重要。一、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面二、按機(jī)械強度的要求選擇導(dǎo)線最小容許截面二、按機(jī)械強度的要求選擇導(dǎo)線最小容許截面三、按導(dǎo)線的長期發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面四、按電暈臨界電壓選擇導(dǎo)線截面五、按容許電壓損耗選擇導(dǎo)線截面六、選擇導(dǎo)線截面基本方法的應(yīng)用：工廠電力網(wǎng)——持續(xù)容許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度中、低壓配電力網(wǎng)——（長線路）容許電壓損耗（短線路）容許電流損耗電力系統(tǒng)分析課程總結(jié)農(nóng)村電力網(wǎng)——容許電壓損耗 區(qū)域電力網(wǎng)——經(jīng)濟(jì)電流密度7電力系統(tǒng)各元件的序參數(shù)和等值電路對稱分量法是分析電力系統(tǒng)不對稱故障的有效方法。在三相參數(shù)對稱的線性電路中，各序?qū)ΨQ分量具有獨立性。電力系統(tǒng)各元件零序和負(fù)序電抗的計算是本章的重點。某元件的各序電抗是否相同，關(guān)鍵在于