第三章  电力系统稳态分析与计算 第三章  电力系统稳态分析与计算 第一节 功率损耗与电压计算 第二节 开式网的潮流计算 第三节 潮流计算的计算机算法 第四节 有功功率平衡与频率调整 第五节 无功功率平衡与电压调整 本节内容 基本概念回顾（阻抗、导纳、复功率） 负荷的表示方法 输电线路的功率损耗 变压器的功率损耗 电压的计算 教材P.193-197 阻抗的概念 元件的阻抗 阻抗三角形 导纳的概念 元件的导纳 阻抗、导纳之间的关系 阻抗、导纳之间的关系 关于复功率的概念 关于复功率的概念 关于功率因数的概念 RLC元件消耗的功率 关于正弦电路中的功率 瞬时功率是时间的函数，它说明正弦电流电路中能量并非单方向传送。 复功率是功率分析中的辅助计算量，可以将有功功率、无功功率、视在功率及功率因数角联系起来。 复功率的实部称为有功功率（平均功率），表示二端网络实际消耗的功率，可用功率表测量。 复功率的虚部称为无功功率，它反映电源和单口网络内储能元件之间的能量交换情况，为与平均功率相区别，单位为乏(var)，可用无功功率表测量。 复功率的模称为视在功率，它表示一个电气设备的容量，既是平均功率的最大值，也是无功功率的最大值。为与其它功率相区别，用伏安(VA)为单位。例如某个发电机的容量为100kVA，而不说其容量为100kW。 复功率守恒定理：对于工作于正弦稳态的电路来说，由每个独立电源发出的复功率的总和等于电路中其它电路元件所吸收复功率的总和，由此可以导出一个正弦稳态电路的有功功率和无功功率也是守恒的结论。 功率三角形-相量图 负荷的表示方法 负荷的表示方法  负荷的表示方法 负荷的表示方法 负荷的表示方法 阻抗、导纳的功率损耗计算 输电线路的功率损耗 输电线路的功率损耗 输电线路的功率损耗 输电线路的功率损耗 输电线路的功率损耗 输电线路的功率损耗 变压器的功率损耗 变压器的功率损耗 变压器的功率损耗 变压器的功率损耗 变压器的功率损耗 变压器的功率损耗 变压器的功率损耗 输电线路的电压降落 输电线路的电压降落(知末端求首端) 输电线路的电压降落(知首端求末端) 输电线路的电压降落(知首端求末端) 电压降落的计算通式 电压降落的近似计算 空载运行的“电压降落” 空载时线路电压的相量图 空载时线路末端的电压升高问题 仅传输感性无功功率时的电压降落 仅传输感性无功功率时的相量图 仅传输感性无功时线路末端电压降低 仅传输有功功率时的电压降落 仅传输有功功率时线路末端电压降低 衡量电压质量的指标 衡量电压质量的指标 线路电能损耗的指标 线路电能损耗的指标 本节内容 电网的结构分类 潮流计算的内容 潮流计算的种类 迭代与简化计算 教材P197-203 电力网的结构 开式网   只能从1个方向获取电能。 闭式网   能从2个及以上方向获取电能。 开 式 网 闭 式 网 开式网潮流计算的内容 根据已知条件进行： 功率分布的计算 电压分布的计算 功率分布的计算 电压分布的计算 潮流计算的内容 潮流的计算 潮流的迭代计算法 潮流的迭代计算法 潮流的简化计算法 例 题 例 题 例 题 例 题 例 题 例 题 开式网潮流计算小结 电网的结构：开式、闭式 功率分布的计算：给定功率、功率损耗 电压分布的计算：给定电压、电压降落 潮流计算的内容：电压、功率 潮流计算的方法：迭代法、简化法 本节内容 计算机求解潮流的意义和步骤 网络方程的种类 电路拓扑图与网络方程的选取 潮流计算的功率方程 节点分类和约束条件 牛顿-拉夫逊法 3.1计算机求解潮流的意义与步骤 利用计算机求解潮流的意义 计算量 计算速度 计算的准确性 不同网络潮流计算的通用方法 PSD电力系统在线安全稳定评估和预警系统 　“PSD电力系统在线安全稳定评估和预警系统”以EMS/WAMS在线运行数据为数据源，构建于在线并行分布式计算平台，实现暂态、动态在线安全稳定分析及决策支持功能。主要包括： 在线暂态稳定评估  在线故障的快速筛选  在线短路电流评估  在线小干扰稳定评估  在线电压稳定评估  在线静态N-1热稳定评估  在线稳定裕度评估  在线辅助决策  离线控制策略表校核 利用计算机进行潮流计算的步骤        潮流计算是在已知电力网络参数某些节点电压和节点的注入量的条件下，求解另外节点的电压和功率。        利用计算机进行潮流计算的步骤如下： 建立电力网的数学模型 确定适合计算机求解的算法 编制相应的程序进行计算 3.2网络方程的种类 电力网的模型分为数学模型和物理模型。 电力网的数学模型就是指根据电力网的等值电路和电路定律得到的，由网络参数和变量所组成的数学方程组，称为网络方程。 网络参数：R、X、G、B 变       量：电压、电流、功率 电力网络方程 电力网的方程主要有： 节点电压方程 回路电流方程 割集电压方程* 问题的提出： 选用哪一种网络方程进行计算？ 节点电压方程 节点电压方程的矩阵形式 节点电压方程的矩阵形式 节点导纳矩阵的特点 回路电流方程 回路电流方程的矩阵形式 回路电流方程的矩阵形式 电路的图 电路的图-接线图，等值电路图 电路的拓扑图-基本概念 电路的拓扑图-连通 电路的拓扑图-子图 电路的拓扑图-回路 电路的拓扑图-树 电路的拓扑图-哪个是树？ 电路的拓扑图-树并不唯一 电路的拓扑图-树枝，连枝 电路的拓扑图-树枝的个数 电路的拓扑图-树枝的个数 电路的拓扑图-基本回路 电路的拓扑图-基本回路 3.3网络方程的选取 方程变量的物理意义 节点电压方程中的变量是节点电压，节点电压实际存在，便于测量。 回路电流方程中的变量是回路电流，回路电流为虚拟量，无法测量。 从方程变量的物理意义来说，节点电压方程 更为实际，也便于测量比较。 方程对不同网络的适应能力 具有交叉跨接的非平面网络：此时建立节点电压 方程较建立回路电流方程方便。 并联支路的影响：建立节点电压方程前不必将并联支路合并，并联支路的合并与否并不影响方程的个数，而回路电流方程则不然。 网络结构变化时：节点电压方程的修正较回路电流方程的修正方便。  计算机算法中网络方程的选取 节点电压方程与回路电流方程的比较 方程个数：计算量的大小 物理意义：与实际网络的对应关系 适应能力：对不同网络的适应能力        所以，在计算机潮流计算算法中，一般 采用节点电压方程。 输电线路等值电路选π形等值电路而非T形。 3.4功率方程 功率方程的两种形式 功率方程的极坐标形式 功率方程的极坐标形式 功率方程的直角坐标形式 功率方程的直角坐标形式 功率方程的两种形式 3.5节点分类和约束条件 PQ节点 PV节点 平衡节点 节点分类 约束条件 如何求解功率方程？ 3.6牛顿-拉夫逊法 潮流计算 潮流计算的作用和意义 潮流计算的作用和意义 对利用计算机进行潮流计算的要求 对利用计算机进行潮流计算的方法 潮流算法 单变量非线性方程迭代求解 泰勒级数 单变量非线性方程迭代求解 单变量非线性方程迭代求解 单变量非线性方程迭代求解 单变量非线性方程迭代求解 单变量非线性方程迭代求解 单变量非线性方程迭代求解 多变量非线性方程迭代求解 多变量非线性方程迭代求解 多变量非线性方程迭代求解 多变量非线性方程迭代求解 多变量非线性方程迭代求解 多变量非线性方程迭代求解 牛顿-拉夫逊法的几何意义 3.6牛顿-拉夫逊法-小结 3.6牛顿-拉夫逊法-
电力工程-第三章_20091111.ppt