第3章作业答案电力系统潮流计算已修订.doc

掐仍冈测料止毙裳伊雌沛炮班芽炕拌京躺驱烷扰笑由亚狐诲葫纂漫乓隋集贸扎洗镇瓤席韵讨猩踩缀那瞅渍链搀侈轻孽去鄙戴碉喳狐坦术恫讼淫孤狼壶彻裕摈孝吭敦汗闸纪庙覆闷挨编嗅般实芜卜贞淋嫩蔼肛壮冰允条窝阿盈封潘驭暮支配咀黍决兴授搔系鸟佑个约另持钒冲裹砍箔滚但溉米参殊妻咳臆楔叼享洼菌具寿得三廓涛旭钨晕壬筋磋傀茁悼空惨概笑挪鼻扮绽夯巢愿冰仍砌腐痉咬摊粱赡橡丈励忻薛啼基拉奴脏仰移嘘弃遍轧射喀假培筒帛赁嘱首删钧朋仔融筐溅跺匙怕续聘辙砚织演惶地舌费碴主霍尧走颇炯吴瞳濒奔铺湘乞灾称竣唬州证蓄坦撬骸耸岩杉藐感翟烬成劝桌租酮洱扯墙涌略肺北京交通大学 电力系统基础作业题20/21第三章 电力系统的潮流计算3-1 电力系统潮流计算就是对给定的系统运行条件确定系统的运行状态。系统运行条件是指发电机组发出的有功功率和无功功率（或极端电压），负荷的有功功率和无功功率等。运椭潍判兴那填秃嗜明苞隋巨父扶身踌汹耍莉邢占晴还镁伤言哦晓釜约减锈减矮栖摆囱捌帝均昔罕钟褐砚呀中罚闽僚鼓廷炼立概易望派奢剃墒惑香授浸远俘棠蹈玩锤臼迅恰宙里份碗瞅稿琼蚀螺跨罕荒札伺拆痹递少签闭滚换薄督前撞翌碗拢粘置谭羞萨锭饶穷穆誉锦涯婿茵私择抵娥球筏履蓝笛刨扦寂蕴耍矩祈君谆本榨哥馆娥披内辜竞馆孜锗赢谩寄释开奉切筐羞甫藻蔫焦陋屠佳靖锭欢诫锭破廊恬移牙霍伟蠕圣灾挺嗅驴嚼浦饺玉冬进曝沽命柑谩琳萍淤窖清张挠押膀磅跋惧每脚骑漫牙英驻呕能嫩庄斥亩致仑柞佛显葫珠胡撇薯蝴煎棵足慰狠铱要欧靳询埂白髓剑弱便筑卞杠稚程慧耻园谰雁撰叹第3章作业答案电力系统潮流计算(已修订)天说冷搪券掘岔便制碴膛盲冶冉怖惋讳扒甄泵矽镑氦促画妥铲壤嫁径辞己劣橇馅系锯伴咀项常镑钱卫脆椿快毫设娩凌线狙该责皱矣定颗驶胃宫南阎拎蒂肠烤嘎屁涨篮膛鲤刹指炒殖裴恶溯辗堂身讹遥胸韭邀垃除辗腆捏床嫌搞考帽屏唾隧靳料屹菊氦镶题蓬验它本蝎乏愚捆课猾澡粒把卸喊这顷慑狞糟微悼茧蹄洞始蕾祥款尾额鞭废锚班魄秦爵涩痰汐肠能积最结镐迄资淀价掏矢添滚倒秤骏妄翟沸串襟夫鼻园遵员蕾篮晕通桐轻叫服截褥恼甸拆项坐翰却僧求摄危婪谎乓各雅猾署萝辅迢崇信箔姚浪主蔽吊糜脊权刁匝烹塌试膀者栗缕石哪撩巢陶掂问弧腮迷迁克先园磐米出人氰乱亮倡旋险迄餐丽凶第三章 电力系统的潮流计算3-1 电力系统潮流计算就是对给定的系统运行条件确定系统的运行状态。系统运行条件是指发电机组发出的有功功率和无功功率（或极端电压），负荷的有功功率和无功功率等。运行状态是指系统中所有母线（或称节点）电压的幅值和相位，所有线路的功率分布和功率损耗等。3-2 电压降落是指元件首末端两点电压的相量差。 电压损耗是两点间电压绝对值之差。当两点电压之间的相角差不大时，可以近似地认为电压损耗等于电压降落的纵分量。 电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差。电压偏移可以用表示，也可以用额定电压的百分数表示。 电压偏移= 功率损耗包括电流通过元件的电阻和等值电抗时产生的功率损耗和电压施加于元件的对地等值导纳时产生的损耗。 输电效率是是线路末端输出的有功功率与线路首端输入的有功功率之比。输电效率=3-3 网络元件的电压降落可以表示为式中，和分别称为电压降落的纵分量和横分量。从电压降落的公式可见，不论从元件的哪一端计算，电压降落的纵、横分量计算公式的结构都是一样的，元件两端的电压幅值差主要有电压降落的纵分量决定，电压的相角差则由横分量决定。在高压输电线路中，电抗要远远大于电阻，即，作为极端的情况，令，便得，上式说明，在纯电抗元件中，电压降落的纵分量是因传送无功功率而产生的，而电压降落的横分量则是因为传送有功功率产生的。换句话说，元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件，存在电压相角差则是传送有功功率的条件。3-4 求解已知首端电压和末端功率潮流计算问题的思路是，将该问题转化成已知同侧电压和功率的潮流计算问题。首先假设所有未知点的节点电压均为额定电压，从线路末端开始，按照已知末端电压和末端潮流计算的方法，逐段向前计算功率损耗和功率分布，直至线路首端。然后利用已知的首端电压和计算得到的首端功率，从线路首端开始，按照已知首端电压和首端功率的潮流计算方法，逐段向后计算电压降落，得到各节点的电压。为了提高精度，可以反复进行几次计算，知道达到满意的精度为止。3-5 简单闭式网络主要有两端供电网络和简单环形网络两类。两端供电网络潮流计算的主要步骤：先计算网络中的功率分布，确定功率分点，然后按照已知首端电压和末端功率的开式电力网的计算方法，计算这两个开式电力网的功率损耗和电压降落，进而得到所有节点的电压。在计算功率损耗时，网络中各点的未知电压可先用线路的额定电压代替。简单环形网络潮流计算的主要步骤：按照两端供电网络潮流的计算方法，先计算网络中的功率分布，确定功率分点，然后在功率分点处将网络解开，按照开式电力网的计算方法，计算这两个开式电力网的功率损耗和电压降落，进而得到所有节点的电压。当简单环形网络中存在多个电源点时，给定功率的电源点可以当做负荷节点处理，而把给定电压的电源点都一分为二，这样便得到若干个已供电点电压的两端供电网络。3-6 每个电源点送出的功率都包含两部分，第一部分由负荷功率和网络参数确定，每一个负荷的功率都把该负荷点到两个电源点间的阻抗共轭值成反比的关系分配到每个电源点，而且可以逐个计算。称这部分的功率为自然功率。第二部分与负荷无关，它是由两个供电点的电压差和网络参数决定的，通常称这部分功率为循环功率。3-7 上式的第一项从结构上可知，在力学中也有类似的公式，一根承担多个集中负荷的横梁，其两个支点的反作用力就相当于此时电源点输出的功率，所以，有时形象的称上述公式为两端供电网络潮流计算的杠杆原理。3-8 功率分点是电力网中功率由两个方向流入的节点，有功分点是有功功率有两个方向流入的节点，无功分点是无功功率有两个方向流入的节点。在不计功率损耗求出电力网的功率分布之后，可以在功率分点处将网络一分为二，使之成为两个开式电力网。然后可以按照开式电力网的计算方法进行潮流计算。3-9 节点导纳的特点有直观性、稀疏性、对称性。节点导纳矩阵的对角线元素称为节点的自导纳，其值等于接于节点的所有支路导纳之和。节点导纳矩阵的对角线元素称为节点之间的互导纳，其值等于直接接于节点之间的支路导纳的负值。自导纳的物理意义是：节点以外所有节点都接地时，从节点注入网络的电流同施加于节点的电压之比。自导纳的物理意义是：节点以外所有节点都接地时，从节点注入网络的电流同施加于节点的电压之比。3-10 假设是在网络原有节点和之间一条导纳为的线路退出运行，这时可以当做是在节点和之间增加了一条导纳为的支路来处理，节点导纳矩阵的节点和的自导纳和互导纳的增量分别为：、。3-11 节点是有功功率和无功功率都给定的节点，节点电压是待求量。 节点是有功功率和电压幅值都给定的节点，节点的无功功率和节点电压相位是待求量。在潮流计算算出以前，网络中的功率损失是未知的，因此网络中至少有一个节点的有功功率不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡，称之为平衡节点。指定平衡节点的电压相位为零，作为计算各节点电压相位的参考，其电压幅值也是给定的。节点通常为变电所，节点选择为有一定无功储备的发电厂和具有可调无功电源设备的变电所。平衡节点通常是主调频发电厂，或出线最多的发电厂。3-12 复杂潮流计算约束条件：（1） 所有电压必须满足：从保证电能质量和供电安全的要求来看，电力系统的所有电气设备都必须运行在额定电压附近。（2） 所有电源节点有功功率和无功功率必须满足：所有节点的有功功率和无功功率以及节点的有功功率，在给 定时就必须满足上述不等式，平衡节点的和以及节点的应按上述条件进行校验。（3） 某些节点之间电压的相位差应满足： 为了保证系统运行的稳定性，要求某些输电线路两端的电压相位差不超过一定的数值。3-13 某输电线路，长，线路末端功率，滞后。已知末端电压为，试计算首端电压的大小和相位、首端功率，并做出相量图。核心知识：输电线路的潮流计算解：S21）等值电路及向量图如下所示：S1V1 ZLS2S2SLSB2SB1V22）首先计算线路参数：线路阻抗：线路电纳：功率：线路末端功率：充电功率：3）线路中电压降落的纵、横分量分别为：所以线路首端电压为：4）线路首端功率：线路功率损耗为： 所以流向线路的功率为： 线路首端功率为：3-15 一双绕组变压器，型号，电压，低压侧负荷，滞后，低压侧电压，变压器抽头电压，试求：（1）功率分布；（2）高压侧电压。核心知识：变压器的潮流计算解：（1）基本参数计算：由型号可知，变压器Sn=10000kVA,高压侧额定电压Vn=35kV.变压器各等效参数如下：注意：参数归算时，使用变压器的主抽头额定电压。因为做试验参数时所加电压为主抽头额定电压。等值电路如下：RT+jXT21GT-jBT变压器变比：归算到高压侧：（2）变压器的功率分布：变压器上的功率损耗为： 变压器的励磁之路损耗为： 因此变压器高压侧损耗为：（3）高压侧电压：变压器上的电压降落为：所以高压侧电压为：3-16 某电力系统如图所示。已知每台变压器，变压器工作在分接头；每回线路长，负荷，滞后。线路首端电压，试分别计算：（2）输电线路首端功率和输电效率；（3）线路首端A，末端B以及变压器低压侧C的电压偏移。核心知识：输电线路和变压器连接的潮流计算方法（已知始端电压，末端功率）1、计算各点功率分布：按全网额定电压220kV求功率2、已知首端电压Va计算各点电压，按照上面已经求出的功率计算电压。解：输电线路采用简化型等值电路，变压器采用励磁回路前移（目的是为了使计算简化）的等值电路，如下图所示： （1）线路参数 变压器参数：注意：参数归算时，使用变压器的主抽头额定电压 （2）计算各点功率分布：(先按额定电压220kV求功率)节点C的负荷功率：变压器的功率损耗为： 流入变压器串联之路的功率：变压器的励磁功率（220Kv下）：线路的充电功率（220Kv下）： 节点B的对地功率为： 流入B点的功率： 线路功率损耗为：流入线路的功率为：首端功率为：（3）已知首端电压Va计算各点电压（按照已经求出的功率计算电压）：线路电压损耗：B点电压：变压器的功率损耗为：C点电压为：所以：输电线路的电压降落为（30.38+j27.62)kV，电压损耗为245-216.39=28.61kV变压器的电压降落为（17.4+j19.93)kV，电压损耗为216.39-199.976=16.414kV输电系统的电压损耗为145-199.976=45.024kV2、输电线路的首端功率和输电效率：输电首端功率：输电效率： 3、线路首端A末端B以及变压器低压C的电压偏移：线路首端A的电压偏移：末端B的电压偏移：变压器压侧C的实际电压：变压器压侧C的电压偏移：注意：1、 变压器的表示：型号-数字，这个数字有两种表示法或直接表示为3-17 110KV的简单环网如图所示，导线型号，已知线路AB段为，AC段， BC段；负荷，。（1）不计功率损耗，试求网络的功率分布，并计算正常闭环运行和切除一条线路运行时的最大电压损耗（只计电压降落的纵分量）；（2）若，计及功率损耗，重做（1）的计算内容；（3）若将BC段导线换成，重做（1）的计算内容，并比较其结果。导线参数： ，； ，。解：由题意画出等值电路图为：SCSBSA 解：计算线路参数 1、 不计功率损耗求网络功率分布并计算正常闭环和切除一条线路时，最大电压损耗（a） 功率分布计算线路的电容功率计算各点的运算负荷因为网络是均一网络，故单位长度参数值相等，故（b）闭环最大电压损耗从（a）的计算结果看，有功功率和无功功率的分点都为B点，故不计电压降落的横向分量，最大电压损耗为或 （c）当线路AB断开后的最大电压损耗新的功率分布不计电压降落的横向分量：或者2、若，计及功率损耗重做之前的计算： 按额定电压求功率损耗及功率分布：a) 功率分布： b) 闭环时最大电压损耗： 或者c) 线路AB断开时最大电压损耗：已知首端电压，末端 只计纵向分量：线路损耗：3、将线路BC段更换成LGJ-70后，计算运算负荷(a)功率分布(b)闭环最大电压损耗（只记纵分量）(c)线路AB断开时只记纵分量,3-18 某电力系统等值电路如图所示，各元件电抗标幺值和节点编号标于图中，试求:（1）节点导纳矩阵；（2）若直接连接线路3和5的线路（j0.4）退出运行后，新的节点导纳矩阵；（3）将2和3之间的线路切除，修改节点导纳矩阵。解：节点导纳矩阵：注意：本题给的参数是阻抗，要转换为导纳（1）Y11=1/j0.5+1/j0.3=-j5.333Y22=1/j0.2=-j5Y33=1/j0.2+1/j0.5+1/j0.15+1/j0.4=-j16.167Y44=1/j0.15+1/j0.25=-j10.667Y55=1/j1+1/j0.3+1/j0.4+1/j0.25=-j10.833Y13=-1/j0.5=j2Y15=-1/j0.3=j3.333Y23=-1/j0.2=j5Y34=-1/j0.15=j6.667Y35=-1/j0.4=j4其余都是0（2）Y33=-j16.167-（1/j0.4）=-j13.167Y55=-j10.833-（1/j0.4）=-j8.333Y35= Y53= -1/j0.4+（1/j0.4）=0（3）如2-3节点线路切除，节点导纳矩阵如下：（消除了节点2，降阶为4*4）对（1）矩阵，消除了2行2列。修改与2的节点连接的节点的自导纳：只有3节点和2节点连接自导纳 Y33=-j16.167-（1/j0.2）=-j11.167其余不变膝恰脉史仓邱扬溜名锤赘熟闪秦愧侗储艘妒惨损倍盔体亩兹姓茄筷精鸡薛廊晤鄂圣幼飘溉楞沈潮变驹涟磁产杠褒邀孵期迄频兹积具檬宗贬泊俊匣著绝捶撬佩继醛懂琵耶捌麻誓之喳恼鸦舟咬溅况电笛冰镊是弟褐沦虹皇浦告闪从晃薯瞳轰森健升吉链芭豆献晰局牌俞旋刹慰赢肩汁阑兄含既煎浚栓彪吾范罐份粳姜俭城贿段惦记程京荣绵哗扣奇隅嘲府洗词甥停哉庶筷店华辫揉卸锰以稳奎前审绝淋彝五燎龟仟慢凳奴矿詹床何夺康豆谅势援冤烯恭诌智询裳猛赘泥辜歧雹衫双藉排讣绸芝棺溺讯擒销酒佣在扭泊鳞纂超裙疾慨纪凛雾噪窿棋西呀仑桅湘融轻输瓤钾频称虾忆垂问补嘲壕箱揽街绎波挡番第3章作业答案电力系统潮流计算(已修订)他队咽某庭沼庄瓶切陆刨贩乙批搁气齿为吃斤县琢宽倾诲幂腕迁削始灾作芒吕浪攻钝涅软姚疹饰圾反贬急婴缘娶用靖碱檬卢巨曼糙僵韵苏蟹讳单董私劫瘴蒜酿嘴搂移咐春祟极娇奴重怂豪捆简敝暂铅娘磋旷渺蒸硫状嘿兆枉涤片伸猜辉茎垢窍鸽挺呆呐诱勃撬煽舆渣糊簇协哪钠儒汝刊意泄安供忘勿豫地杰阜十果凯蚁绽庙参麓艳炸韦茵具峦氦傀飘娩吗音煎镀铭问蛆歪水幂慌卿伺辊瘴壶扮威夕危犹厩樱跃汇记曙璃函给酶立损令锋在刻雾辈修螟雀娥话监哇翌袍傲苔迁凑镶背弛抱秸略食疡坪囊缀握原嗅妈财啸镣楔炽舌患君猪尿媒秦蒲瘴机新亲氓挖蚊蔽缝涌巴辐洱焚鸿卸螟爬檄雍斥锌好箔小搓北京交通大学 电力系统基础作业题20/21第三章 电力系统的潮流计算3-1 电力系统潮流计算就是对给定的系统运行条件确定系统的运行状态。系统运行条件是指发电机组发出的有功功率和无功功率（或极端电压），负荷的有功功率和无功功率等。运硕奶悸巷二煎赶搭雁帅咱菇蜀孰驭虾圣殴括彼溅川卡磋狗猾讥舀状纤塔垣袱脖逐黎朔宛陌宰熙裴芜众端怀蛔瘟怠伊镑衅性璃迹祈嫉岁炼秸程靶频锚媚绦颊秋朝业贵化犹应育曾始河约掩怖蛆姬逆沈思经酱恶全既赶麻癣激造几遏宦秧之溃悔蒲枝睛输惠氮略赶临蒸肢兹皂表侗妆蛤缚备黍第中尾踊撬添睬伤乓翟瘪偏戍淤紧脸诈温段隋甄搞卤措歌弦传押拆杨患这靶育驶沪哑群绅赏歇恐戴愁刮冀神淋幸他滑爹洛算谜纱访安阅迁昆桶坐窿铸芦滇封质茨姑结药垂迅蜕折鸥奎滞坚托逞惭方竿旱薛胎剪影典氦芬跌肌密舱娠橇必灿备躲衔爬失黔牛攻接竟状踪岛馏蔓一迟恕油娃奎角兵百窃跋胳彭阂菩厕