110kV简单环形网络潮流计算

题目2：110kV简单环形网络的潮流计算

（一）基础资料回顾：

• 环形网络节点：A、B、C
• 线路长度：AB段40 km、AC段30 km、BC段30 km
• A点为电源侧，A点母线电压为 115 kV
• B、C为负荷点：
  B点负荷 S_B = (20 + j15) MVA
  C点负荷 S_C = (10 + j10) MVA

（二）设计任务与思路：

1. 在不计功率损耗的理想条件下求环网功率分布和节点电压；
2. 在计及功率损耗及功率因数变化后，再次求得功率分布和节点电压，并将结果与无损耗情况比较。

（三）无功率损耗条件下的分析和结果：

1. 假设线路无有功、无功损耗，线路仅作为无耗输电通道。此时各节点电压基本相同，均保持在115 kV（A为基准点）。
2. B点需求为20 MW有功与15 Mvar无功，C点需求为10 MW有功与10 Mvar无功，总需求为30 MW和25 Mvar。
3. 因为没有损耗，A点提供的功率即等于B、C两处负荷之和：30 MW + j25 Mvar。
4. 功率分布方面：
   • 对B点来说，A-B线直接供给20+j15 MVA，因为从A到B的路径最短且无压降，无需通过其他环路。
   • 对C点来说，A-C线直接供给10+j10 MVA，同理，由于A-C线路直接供电，C点负荷无需经由B点。
   • B、C节点电压与A点相同（115 kV），无功率损耗条件下各支路没有电压差，B、C间的BC线段上没有明显功率流动（接近零）。

无损耗条件结果简述：

• A->B线分担B点全部负荷：20+j15 MVA
• A->C线分担C点全部负荷：10+j10 MVA
• BC线功率流约为0 MVA
• 节点电压：A、B、C均约115 kV

（四）计及功率损耗及功率因数变化后的分析与比较：

1. 若考虑线路参数（包括电阻和电抗），则从A点送出功率要略大于30 MW和25 Mvar，以弥补线路损耗。线路存在有功损耗（使A点出力增加）和无功损耗（导致节点电压降低）。
2. 随着线路中有功和无功电流增加，B、C节点电压会低于A点电压。B、C的电压可能降至略低于115 kV，根据负荷和线路参数，可能在110～114 kV之间。
3. 由于线路存在阻抗，B、C节点不再完全等电位，可能出现通过BC线的环流。当B、C节点电压不再相同，BC支路可能分担部分C点或B点的负荷，出现从B到C或C到B的功率流动。
4. 若负荷功率因数变化，例如C点增加无功需求，那么A点不但需要更多无功出力，还会使C点电压下降更明显。这会改变原先简单的分布，使得BC线路可能通过一定功率来平衡B、C间的电压与无功分配。
5. 与无损耗情况对比，有损耗和功率因数变化后：
   • A点出力 > 30 MW和25 Mvar，以补偿损耗。
   • B、C电压 < 115 kV，不同程度下降。
   • BC线不再为零功率流动，有可能出现若干 MVA 环流用于平衡节点间电压与无功。

有损耗条件结果简述（定性）：

• A点出力：略大于30 MW和25 Mvar
• A-B线：仍主要给B负荷供电，但功率稍增以补偿损耗
• A-C线：主要给C负荷供电，但功率增加同理补偿损耗
• BC线：可能出现一定环流，用于电压与功率平衡
• B、C节点电压：低于115 kV，有一定降幅

（五）对比与总结：

• 无损耗条件下，功率分配简单，各节点电压几乎等于A点电压，BC线上无功率流动。
• 有损耗及功率因数变化后，A点需提供更大有、无功出力，B、C电压下降，线路间出现环流。结果明显复杂化，也更接近实际电网运行情况。

通过无损耗与有损耗两种情景的比较，可深入理解线路特性、负荷分布对潮流分配和节点电压水平的影响。