【正文】 計算。兩種方法各有優(yōu)缺點。后者從數(shù)學上看可歸結為用數(shù)值方法解非線性代數(shù)方程，數(shù)學邏輯簡單完整，借助計算機可快速精確地完成計算，但其缺點是物理概念不明顯，物理規(guī)律被埋沒在循環(huán)往復的數(shù)值求解過程中。在以下的敘述中稱前者為一般潮流計算，后者為計算機潮流計算。）2. ６ 一般潮流計算 1．阻抗上的電壓降落和功率損耗、導納上的功率損耗電力網(wǎng)絡等值電路最基本的構成單元是阻抗和導納，故需熟練掌握阻抗上的電壓降落和功率損耗的計算，導納上的功率損耗的計算。先將各公式列于下：阻抗上的電壓降落 (2 2)阻抗的始端電壓 (2 3)阻抗的末端電壓 (2 4)阻抗上的功率損耗 (2 5)線路對地支路的功率損耗 (2 6)變壓器并聯(lián)支路的功率損耗 (2 7)使用以上各公式注意事項：（1）復數(shù)功率定義為 ，即感性無功為正，容性無功為負。簡單網(wǎng)絡的手算用有名值即可。（3）在阻抗的電壓降落和功率損耗公式中，需用同一點的功率和電壓。（4）功率正方向從始端到末端，始端電壓領先末端電壓時，功角為正。（電壓降落是元件始末端電壓的相量差；電壓損耗是元件始末端電壓的有效值之差）。由阻抗元件功率損耗的公式（式2－5）可知，不但有功功率的傳輸要消耗能量，無功功率的傳輸也要消耗能量。 注意：若假設變壓器為額定電壓，變壓器的負載功率損耗和空載功率損耗也可用下列公式計算 3．簡單輻射形網(wǎng)絡的潮流計算此部分內容可總結為“兩類過程”和“一般步驟”。簡單輻射形網(wǎng)絡的潮流計算有兩類基本過程：1） 已知同一端的功率和電壓，求另一端功率和電壓；2） 已知始端電壓、末端功率，求始端功率、末端電壓（以此居多）；或已知末段電壓、始端功率，求末端功率、始端電壓。 過程2）：總結為“一來、二去”共兩步來逼近需求解的網(wǎng)絡功率和電壓分布。在計算中，上述過程一般只需做一次。（2） 一般步驟。以如圖25所示的電力系統(tǒng)接線為例：其中變壓站b為降壓站，變壓站c為升壓站。由步驟2）得等值簡化電路圖中的負荷功率。 經(jīng)過步驟1）2）的簡化，得功率用運算負荷（或運算功率）表示的只含有主干網(wǎng)阻抗的簡化等值電路后，就可據(jù)已知條件是同一端的功率和電壓，選擇運用“兩類過程”之一進行主干網(wǎng)功率和電壓分布計算了。 4．簡單閉式網(wǎng)絡的潮流計算 閉式網(wǎng)絡包括環(huán)網(wǎng)和兩端供電網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)在電源點分裂，即可等效為兩端供電網(wǎng)，故下面針對兩端供電網(wǎng)論述。 步驟1)、2)與簡單輻射網(wǎng)絡潮流計算中的步驟1)、2)相同。 4)據(jù)初步功率分布，確定功率分點(即電壓最低點)；在功率分點將兩端供電網(wǎng)拆開成兩個開式網(wǎng)。 5)在兩個開式網(wǎng)上，分別根據(jù)已知條件的具體情況，選用“兩類過程”之一，計算網(wǎng)絡的功率和電壓分布。 步驟3)中的初步功率分布，由基本功率分布和循環(huán)功率疊加構成。由基本功率分布和循環(huán)功率疊加成初步功率分布時，可選初步功率正方向與基本功率正方向相同，循環(huán)功率與基本功率正方向一致時基本功率加循環(huán)功率得初步功率；相反時基本功率減循環(huán)功率得初步功率。在此方法中，將簡化的等值電路和其上的運算負荷或運算功率類比作力學中的杠桿系統(tǒng)，杠桿各段的長度為各對應段阻抗的共軛，杠桿各節(jié)點上的作用力為等值電路對應點上的運算負荷或運算功率。功率分點實際上是功率的匯聚點，也是該環(huán)路上電壓最低的點。功率分點的總運算負荷或運算功率應根據(jù)初步功率分布計算結果一分為二，分別掛在兩個開式網(wǎng)的末端。 (2)注意1)當環(huán)網(wǎng)中含幾個電壓等級時，循環(huán)功率的正方向和開口電壓的正方向關系如圖2—7所示，即端口開路電壓差正方向與循環(huán)功率在通過此端口時正方向一致。 3)假想端口開路電壓差的值會因端口具體位置的不同而有所變化，但這種變化不會影響到開路電壓差的正負性質。復習題：一、填空題電力網(wǎng)絡等值電路最基本的構成單元是（阻抗）和（導納）。二、判斷題當架空線路運行電壓小于電暈臨界電壓時，全線路會發(fā)生電暈。（對）降壓變電所計算負荷實際上就是低壓母線上的等值負荷。②忽略不計各元件阻抗參數(shù)中的電阻，以及對地的導納支路。其特點是：有統(tǒng)一的基準值，但眾多參數(shù)的歸算較繁。 2)在確定了基本級的基準值之后，按變壓器的實際變比歸算，求出對應于各電壓級的基準值，然后再將未經(jīng)歸算的各元件有名值參數(shù)除以自身電壓級的基準值。計算結果化成有名值時只要將標幺值乘以自身電壓級的基準值即可。解：⑴ 發(fā)電機和變壓器各繞組的額定電壓： ⑵ 變壓器實際變比： T1：：220/121/ T3：110/ T4：35/ T5： ⑶電力線路平均額定電壓： 230kV 115kV 37kV 五、計算題某35kV變電所有二臺變壓器并聯(lián)運行，其參數(shù)分別為：T1：； T2：。變壓器低壓側通過的總功率為。試計算歸算到高壓側的變壓器參數(shù)。各參數(shù)如下：第三章 電力系統(tǒng)有功功率平衡及頻率調整3. 1 電力系統(tǒng)有功功率的平衡 頻率是衡量電能質量的重要指標。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，是保證頻率質量的前題。在電力系統(tǒng)運行中，所有有功功率電源發(fā)出的功率必須與電力系統(tǒng)的發(fā)電負荷相平衡，即 (31)式中 為系統(tǒng)中所有有功功率電源發(fā)出的功率； 為系統(tǒng)中所有負荷消耗的有功功率； 為系統(tǒng)中各元件總的有功功率損耗。由于各發(fā)電設備并不都是按額定容量運行，所以系統(tǒng)調度部門必須隨時準確掌握可投入的各發(fā)電設備的可發(fā)功率——系統(tǒng)電源容量。 備用容量按發(fā)電設備的運行狀態(tài)可分為熱備用和冷備用。 備用容量按發(fā)電設備的用途分為負荷備用、事故備用、檢修備用和國民經(jīng)濟備用。 上述四種備用是以熱備用和冷備用的形式存在著的。 2．有功功率負荷的變動及其調整 電力系統(tǒng)的總負荷根據(jù)變化規(guī)律可分為以下三種：第一種是變化幅度很小、變化周期很短的負荷；第二種是變化幅度較大、變化周期較長的負荷；第三種是變化幅度很大，變化周期很長的負荷。又根據(jù)發(fā)電機的轉子運動方程 (32) 可知，發(fā)電機電磁功率 變化，而機械功率 由于機組慣性不能馬上變化，功率平衡破壞，發(fā)電機轉速 發(fā)生變化(偏離額定轉速( )，即系統(tǒng)頻率發(fā)生變化。3. 2 電力系統(tǒng)的頻率特性 電力系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運行時，系統(tǒng)有功功率隨頻率變化的特性稱為電力系統(tǒng)的有功功頻率靜態(tài)特性。負荷和發(fā)電機組的功一頻率靜態(tài)特性可用來分析的調整過程和調整結果。整個系統(tǒng)的有功功率負荷與頻率的關系可寫成 (33)式中 為頻率等于f時系統(tǒng)的有功負荷； 為頻率等于額定頻率 時系統(tǒng)的有功負荷：系數(shù) 為與頻率的i次方成正比的負荷在 中所占的份額，且有。圖中直線的斜率為 （35） 稱為負荷的頻率調節(jié)效應系數(shù)，也稱負荷的單位調節(jié)功率，它的標幺值是 （36） 負荷的頻率調節(jié)效應系數(shù)表征負荷的頻率調節(jié)特性，即隨著頻率的升高和降低，負荷消耗的功率增加或減少的多少。在實際系統(tǒng)中， 取1—3。 2．電力系統(tǒng)的有功功率一頻率靜態(tài)特性當電力系統(tǒng)負荷發(fā)生變化引起頻率變化時，頻率的調整是由負荷和發(fā)電機組兩者的調節(jié)效應共同承擔的，其調整過程正是頻率的一次調整。圖中，原始運行點為A點，即當系統(tǒng)負荷為 時，負荷的功一頻靜特性為 ，與發(fā)電機的功一頻靜特性 相交于A點，此時系統(tǒng)頻率為 。這時，一方面發(fā)電機組的輸入輸出功率平衡被打破，轉速變化引起頻率下降，調速器動作，發(fā)電機出力增加 ；另一方面由于轉速變化引起頻率下降又使負荷所需的有功功率按自身的調節(jié)效應減少 ， 與 重新相交于B點， 即在發(fā)電機和負荷調節(jié)效應共同作用下，運行點由A至B，運行頻率由 下降至 ，即有也即 （312）或 （313）其中 稱為電力系統(tǒng)的單位調節(jié)功率，它的標幺值為 或 （314） 式中 Kr ——備用系數(shù)，表示發(fā)電機組額定容量與系統(tǒng)在額定頻率時的總有功負荷之比。 電力系統(tǒng)的單位調節(jié)功率表征系統(tǒng)的頻率調節(jié)特性，即系統(tǒng)負荷增加或減少時，在發(fā)電機和負荷調節(jié)效應共同作用下系統(tǒng)頻率下降或上升的多少。越大， K越大，負荷增減引起的頻率變化越小，系統(tǒng)頻率也就越穩(wěn)定。這就要求發(fā)電機出力不僅應滿足額定頻率下系統(tǒng)對有功功率的要求，而且應設有一定的備用容量。一次調整的調節(jié)特性方程式即為式(3—12)或式(3—13)。由此也可見，參加并列的未滿載機組越多，系統(tǒng)的單位調節(jié)功率K越大。但受調速機構穩(wěn)定性的影響，發(fā)電機的單位調節(jié)功率不可整定得過大(或調差系數(shù)整定得過小)。 (3)根據(jù)“(2)”的結論可知，頻率的一次調整是有差調整，即調整后的頻率不可能回 到原來的值。(4)具有一次調整的各機組間負荷的分配，按其單位調節(jié)功率或調差系數(shù)自然分配。 2．互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調整 對由n個分系統(tǒng)組成的大型電力系統(tǒng)，如果某一分系統(tǒng)因負荷變化進行頻率調整時，將會伴隨著與其他系統(tǒng)交換功率的變化，此時需要注意系統(tǒng)聯(lián)絡線上交換功率的控制問題。圖中分別為A、B兩系統(tǒng)的負荷增量，為A、B兩系統(tǒng)二次調整增發(fā)的功率，為A、B兩系統(tǒng)的單位調節(jié)功率 為A、B兩系統(tǒng)聯(lián)絡線上交換的功率，且在圖中的參考方向下(由A流向B時為正值)，對A系統(tǒng)而言， 相當于負荷，對B系統(tǒng)而言， 相當于電源。聯(lián)立求解上兩個方程，可得 （321） （322） 式中 分別稱為A、B兩系統(tǒng)的功率缺額。 (2)當A、B兩系統(tǒng)都進行二次調整，且兩系統(tǒng)滿足條件 時，聯(lián)絡線上的交換功率 其值達最小。電力系統(tǒng)的備用容量可以分為（熱備用）和（冷備用）（檢修備用容量）是指系統(tǒng)中的發(fā)電設備能定期檢修而設置的備用。（2）能比較迅速的調整出力。電力系統(tǒng)低頻運行時有什么危害？（1）影響用戶，使工農業(yè)用戶的產(chǎn)品產(chǎn)量和質量降低。（4）影響系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。解： ： ： 某電力系統(tǒng)中，一半機組的容量已完全利用；其余25%為火電廠，有10%備用容量，；25%為水電廠，有20%的備用容量，其單位調節(jié)功率為25；系統(tǒng)有功負荷的頻率調節(jié)效應系數(shù)KD*=。解：(一)計算系統(tǒng)的單位調節(jié)功率令系統(tǒng)中發(fā)電機的總額定容量等于1，利用公式(425)可算出全部發(fā)電機組的等值單位調節(jié)功率系統(tǒng)負荷功率 系統(tǒng)備用系數(shù) 于是 (二)系統(tǒng)負荷增加5%時的頻率偏移為一次調整后的穩(wěn)態(tài)頻率為(三)，即△f*=－,系統(tǒng)能夠承擔的負荷增量第四章 電力系統(tǒng)的無功功率平衡和電壓調整4. 1 電力系統(tǒng)無功功率的平衡 電壓是衡量電能質量的另一項重要指標。正如第三章有功功率的平衡和頻率調整一樣，實現(xiàn)電力系統(tǒng)在正常電壓水平下的無功功率平衡，并留有必要的備用容量，則是保證電壓質量的前題。異步電動機的等值電路如圖4—1所示，其消耗的無功功率為 (41) 其中 為勵磁電抗消耗的無功功率，與電壓U近似成二次曲線關系(因為電壓較高時，由于磁飽和使有所下降)，為漏抗消耗的無功功率，隨著電壓的降低而增大(因為電壓降低，負載功率不變的情況下，電流增大)。 圖中， 為電動機的受載系數(shù)(實際負荷與額定負荷之比)。 (二)無功功率損耗 電力系統(tǒng)的無功損耗包括變壓器和線路的無功損耗。線路的無功損耗包括線路串聯(lián)電抗中的無功損耗與線路電容的充電功率 ，即 (43) 對35kV及以下的線路，充電功率甚小，線路消耗無功功率。 (三)無功功率電源 電力系統(tǒng)的無功電源，除發(fā)電機外，還有同步調相機、靜電電容器、靜止無功補償器及近年來發(fā)展起來的靜止無功發(fā)生器。靜止電容器只能發(fā)出感性無功功率(即吸收容性無功功率)，其余幾類補償裝置既可發(fā)出感性無功功率，又能發(fā)出容性無功功率。發(fā)電機在額定狀態(tài)下運行時，可發(fā)出無功功率為 (44)式中 ——發(fā)電機的額定視在功率、額定有功功率和額定功率因數(shù)角。據(jù)此相量圖作出了發(fā)電機的運行極限圖。圖中，以A為圓心，以AC為半徑的圓弧表示定子額定電流的限制；以O為圓心，OC為半徑的圓弧表示轉子額定電流的限制；水平線DC表示原動機出力的限制。發(fā)電機應發(fā)有功功率、無功功率的限額在圖中體現(xiàn)為曲線段AB、BC、CD、DF包圍的面積。發(fā)電機只有在額定電壓、額定電流、額定功