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1、第四章 计算电力系统的趋势 第四章 计算电力系统的趋势l电力网络等值电路l简单电力系统潮流的分析方法l电力系统潮流的计算机算法 4.1.1 电压等级系统规定了一定数量的标准电压指线电压，而不是相电压l发电机的额定电压在同一电压等级下，比网络额定电压高5%l在同一电压等级下，变压器的额定电压等于网络的额定电压 在相同的电压等级下，二次侧比网络额定电压高10% 4.1.1 电压等级 电网中的电压分布 4.1.2 标幺值l一.l标瑶值的定义是相对值，是某种物理量的有名值与选定的有名值相同单位的基准值之比，是无量纲的量 选择基准值。
2.每相阻抗、导纳电压和电流的基准值为线电压和线电流 功率的基准值为三相功率(单位与名值相同) 有名值标瑶值 l 1.著名的基本概念系统：在计算电力系统时，采用单位阻抗、导纳、电压、电流和功率。标瑶制：在计算电力系统时，采用无单位阻抗、导纳、电压、电流、功率等。基准值：相对值的相对基准。三者之间的关系单位的基准值有名值标准值 4.1.2 标幺值 l 4)基本级:将参数和变量归类为同一电压级。网络中最高电压级一般为基本级。n标瑶制的优点：线电压等于相电压，三相功率等于单相功率。n选择基准值的条件：v单位的基准值。
3.阻抗、导纳、电压、电流和功率基准值也应与有名值的单位相同。.1.2 标幺值 功率基准值=100MVA 电压的基准值=额定电压BB BBB BBB YZ ZIU IUS /1 33 BBB BBB BBB USI USY SUZ 3/ 22 223 BBBB BBSZ Z UUY Y S UI I S 先选择5个基准值SB和UB，然后根据电路的基本关系，找出每相阻抗、导纳和线电流的基准值4.1.2 标幺值 (1)功率基准值SB B B BP jQ P QS j P jQS S S (2)电压基准值UB(一般取线电压)(3)电流基。
4、准值UB(4)阻抗基准值ZB B B B BZ R jX R XZ j R jXZ Z Z Z (5)导纳基准值YB B B B BY G jB G BY j G jBY Y Y Y 2.计算各参数或变量标最小值4.1.2 标幺值 l以标准值表示的公式l在正序条件下，当阻抗Z中的电压降落用有名值表示时，L在正序情况下表示阻抗Z中的电压降落。ZIUU 321 BBBBBB ZZIIZI ZIUUUU 3321 *2*1 ZIUU * *2*1 ZUSUU 4.1.2 标瑶值(6)标瑶值也应符合电路的基本关系 l标准值表示公式，同样，l功率表达式l接地导纳l中的功率：l阻抗中的。
5、l功率损耗*3 IUSIUS *2*22 33 YUSYUYUS YY ZU QP ZUSZISZ 2 22 22 333 ZU QPSZ 2 22 4.1.2 标幺值 三相对称系统中使用名值和标值表示公式对照表4.1.2 标瑶值名称有名值标瑶值功率表达式阻抗压降接地导纳中的功率阻抗 IUS 3 ZIUU 321 *2 YUSY ZU QPSZ 2 22 IUS * *21 ZUSZIUU *Y YUS 2* *2* 2*2*S ZU QPZ 二、基准值变化时，标准值转换l电力系统元件一般以标准值或百分比的形式给出，其基准值为相应元件本身的额容量SN和额定电压UN。阻抗基准值为。
6、l阻抗有名值l取容量和电压的基准值为SB和UB。NNN SUZ 2 NNNNN SUZZZjXRZ 2* 22*22*2* BNNBNBBNNNBBB UUSSZUSSUZSUZZZZ 4.1.2 标幺值 l其他量的标么值换算将ZN*或YN*通过基准值SN和UN先还原成名值Z或Y，再求统一SB和UB标准值为基准值Z*或Y*BNN UUUU * 22* NBBNN UUSSYY NBBNN UUSSII * BNNN SSjQPjQPS * 4.1.2 标幺值 4.1.3 电力网络的等值等值电路 l多级电压电力系统等值电路由于变压器的存在，各部件参数、节点电压、支路电流均应归还。
7.计算电压级，即基本级或基准级l 1.单电压等级电力网的标准值等值电路 取相同的基准容量SB和基准电压UB，两者原则上是任何值，一般以网络额定电压为基准电压。 l 2.多电压等级电力网标准值等值电路l a、有名值的电压级计算 对于多电压级网络，无论是标么制还是有名制，都需将参数或变量归算至同一电压级基本级。l b、有两种归算方法可以使用标瑶值)( )( )( 21 221 221 kkUU kkXX kkRR )1( )1( )1( 21 221 221 kkII kkGG kkBB 4.1.3 电力网络的等值等值电路 参数归算法：以网络中各点的电压和电流而闻名。
8.值计入基本级，然后除以与基本级对应的阻抗、导纳、电压和电流的基准值。 BBB BBB SUYYYY USZZZZ 2 2 B BBB SUIIII UUU 3 4.1.3 电力网络的等值等值电路 变比分子是基本级一侧的电压，分母是计算级一侧的电压。220K V 10K V35K V110K V500K V500K V242:525 35:11110:38.5500:121T-4 T-3 T-2T-多电压级网络 如需将10K V侧的参数和变量归算至500K V侧，则变压器T-1、T-2、T-3、的变比k1、k2、k3应分别取35/11、110/38.5、500/1214.1.3 电力。
9.网络等值电路的等值 基本级算法： 未计算的元件阻抗、导电、网络中各点电压、电流的名值，除以电压级的阻抗、导电、电压、电流的基准值。在实际操作中，只需计算基准电压，即基准电压从基本级计算到这些数量的电压级。 BBB BBB SUYYYY USZZZZ 2 2 B BBB SUIIII UUU 3 4.1.3 电力网络的等值等值电路 变比分子为待归级一侧的电压，分母为基本级一侧的电压。220K V 10K V35K V110K V500K V500K V242:525 35:11110:38.5500:121T-4 T-3 T-2T-多电压级网络 同样取50。
10、0K V如果侧面是基本级，则需要500K V侧的基准值计入其他电压等级侧，如10K V等级，变压器T-1、T-2、T-3、的变比k1、k2、k分别取11/35和38.由于变压器分接头位置的变化，5/110、121/500变化，重新计算参数4.1.3 电力网络的等值等值电路 4.1.3 电力网络的等值等值电路一、变压器的形标幺值等值电路l建立电力网络标幺值等值电路的关键是建立变压器标幺值等值电路l带理想变压器的双绕组变压器等值电路理想变压器：只反映变比关系而没有励磁电流且漏阻抗等于零的变压器 将漏阻和励磁导纳入一次侧 理想变压器，二次侧的电压和电流直接引入 1I1U TZTY 2。
11、I 2U 1I1U TZTY 2I 2U 2U2I2N1N :UU 4.1.3 电力网络等值电路l带理想变压器的三绕组变压器等值电路将泄漏阻抗和励磁导向分为三个侧 理想变压器，一次侧和二次侧的电压和电流直接引入 1I1U T3Z 2I2U 3I 3UTY 1I 1U T3Z 2I2U 3I 3UTYT1Z T2Z T1ZT2Z3N1N :UU 3N2N :UU 4.1.3 以理想变压器为界的电力网络等值电路l，两侧各取网络电压为基准电压，将两侧参数转化为标准值双绕组变压器，理想变压器左侧参数标准值 B1B1*11B1*1 B21BT*T21。
12、BBT*T 3SUII,UUU SUYY,USZZ B2B2*22B2*2 3SUII,UUU 4.1.3 电力网络等值电路理想变压器变比的标值 即 kUU:UU :12B2N1B1N 1B1N2B2N UUUUk *1I*1U T*ZT*Y *2U*2I*:1 k 4.1.3 电力网络等值电路l双绕组变压器等值电路l kII kIZUU 12 1T12 12T2T212 21T1TT 211 1 UUkZ1UZk k1kII UUkZ1UkZkkZ UUkI 1I1U TZ 2U2Ik:1 1I1U Z 2U2I1Y 2Y T2 2 T 1 T 1 1Zk kY k。
13、ZkY kZZ 4.1.3 电力网络等值电路l三绕组变压器等值电路3B3N 2B2N233B3N 1B1N13 /UU /UUk/UU /UUk 1U T3Z 2I2U 3I 3UTYT113ZkT223Zk T11313 1Zkk T1213 131 Zk k T22323 1Zkk T2223 231 Zk k 4.1.3 电力网络等值等值电路l2. 变压器形等值电路中的参数与k有关，表明该模型确实反映了变压器改变电压的功能。变压器形等值用于多电压等级电网，因为不同电压等级的参数和变量不需要归类为同一电压等级。
14.整个网络的等值电路带来了极大的便利 第四章 电力系统趋势计算L电力网络等值电路l简单电力系统趋势分析方法l电力系统趋势计算机算法 基本要求： 加强对电力系统运行趋势的了解，培养计算能力。重点：(1)线路运行相量图的画法；(2)电压损耗、功率损耗有关的定义式；(3)辐射形网络潮流计算 计算电网特性所需的原始数据：l用户变电站的负载功率及其容量l电源的供电电压以及枢纽变电站的母线电压l绘制等值电路所需的元件参数以及相互关联 电力系统趋势l趋势是根植于电路的基本定律：KCL、KVL在电路中，将三个或三个以上元件的连接点称为节点，连接两个节点的分。
15.它被称为支路。电力网络分析遵循上述定义电路计算中通常给定节点的注入电流。趋势计算给定节点的注入功率节点的注入功率与节点电压非线性关系。在数学上，趋势计算是解决非线性方程组 趋势由电力系统的状态决定，简单地说，状态是每个节点的电压 4.2.1 电力线路上的电压降落和功率损耗l线路采用型等值电路l已知终端电压和功率，求始端电压和功率末端导纳支路的功率 阻抗支路的功Y/2Y/21S Z1U 2U1S 2S 2Sy1S y2S y222 SSS Z21 SSS 22y2 2 UUYS * ZUSS 222z 4.2.1 电力线路上的电压降落和功率损失 2U 1UUd UU l已知终端电压。
16.设置端电压的相角为0度ZUSUU * 2221 Y/2Y/21S Z1U 2U1 2S 2Sy1S y2S 2 222 222 2 2221 j jj U RQXPU XQRPU XRU QPUU 2 222 22 U RQXPUU XQRPU 2221 UUUU 4.2.1 电力线路上的电压降落和功率损耗 2U 1UUd UU l线路两端电压幅值差主要由纵分量决定，而电压相角差主要由横分量决定l线路较短时两端电压相角差一般不大，可近似认为l对高压输电网2 2221 U XQRPUU UUU 21RX 222 22 222 22 UXPU RQXPU UXQU XQRPU 4.。
17、2.1 电力线路上的电压降落和功率损耗l始端导纳支路的功率l始端功率l已知始端电压和功率，也可以求出末端电压和功率 Y/2Y/21S Z1U 2U1S 2S 2Sy1S y2S y111 SSS 11y1 2 UUYS * U 1U 2UU UUUd 并作出相量图。，求末端电压及功率，始端电压为为。已知其始端输入功率，为，导线单位长度的参数度为单回架空电力线路，长某kV240MV.A)50120( 1066.242.0108.0r 200kmkV220: kmS61km1km1 j bxex 解：由题意，首先求线路参数并作等效图如图所示。11 jXR 1U 2U21Y1yS 2yS21YjQP。
18、 11 jQP )846.21( 200)42.0108.0(11 jjjXR SjjY )1066.2(2 2001066.22 461 AMVj jUYS y .)3216.15( 2401066.2)2( 242111 AMVjjjSjQPjQP y .)32.65120()3216.15(50120 111 在节点1处导纳产生的无功功率 在节点2处导纳产生的无功功率，则线路末端的电压设 011 UU kV33.948.209 )12.3634.206( )12.366.33(240 1 11111 111112 j j U RQXPjU XQRPUU线路阻抗上消耗的功率AMVjjjXR。
19、U QPSZ .)22.270.7()846.21(240 32.65120)( 2 2221 2121 AMVj jUYSy .)67.11( 48.2091066.2)2( 242212 所以末端功率 AMVj jjj SSjQPS yZ .)77.49113( )67.11()22.270.7(32.65120 2112 4. 2. 1 电力线路上的电压降落和功率损耗无功功率在电力线路中传输也产生有功功率损耗电网无功功率损耗由等值电抗中消耗的无功功率和对地等值电纳消耗的无功功率(充电功率)两部分构成超高压线路在轻载时导致充电功率大于线路的输送无功功率，此时若始端电压保持正常水平，末端电压则高于正常电压水平，可能会引起末端连接的设备绝缘的损坏。