| 母线 | 电压 [pu] | 相角 [°] | P注入 [pu] | Q注入 [pu] | 状态 |
|---|
有功电力:$P_{ij}= \dfrac{V_i V_j \sin(\delta_i - \delta_j)}{X_{ij}}$
无功电力:$Q_{ij}= \dfrac{V_i^2 - V_i V_j \cos(\delta_i - \delta_j)}{X_{ij}}$
自由改变3母线电力系统的发电机出力、负荷、送电线参数,实时计算母线电压、相角、电力潮流、损失。交互式学习电力工程基础。
| 母线 | 电压 [pu] | 相角 [°] | P注入 [pu] | Q注入 [pu] | 状态 |
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有功电力:$P_{ij}= \dfrac{V_i V_j \sin(\delta_i - \delta_j)}{X_{ij}}$
无功电力:$Q_{ij}= \dfrac{V_i^2 - V_i V_j \cos(\delta_i - \delta_j)}{X_{ij}}$
电网运行计划:电力公司根据次日的需求预测,决定每个电厂的发电出力。在此过程中,要用潮流计算来检查:某条送电线是否会过负荷?某个母线电压是否会超出范围?本模拟器就像简化版的这类专业工具。
新增发电设备接网:当大型光伏电站或工厂接入电网时,必须用潮流计算预评估其影响。例如,会不会导致附近线路过载?会不会使某个母线电压太低?
电压支持措施的设计:电压偏低的地区可以安装无功补偿设备(如静止无功补偿器SVC)来改善。在决定安装位置和容量时,要反复运行潮流计算来优化。
新能源并网的挑战:光伏和风电的出力不稳定,会导致潮流方向和大小频繁变化。设计未来的智能电网时,要用潮流计算工具来验证各种算法的有效性。
首先,「减小送电线电抗就一定能提高送电能力」是误区。确实,小电抗能在相同电压差下传更多功率。但实际中,当电抗太小时,线路的静电容量(充电电流)影响变大。特别是长距离送电,轻负荷时会出现「费朗蒂效应」——受电端电压反而比送电端高,这会导致电压控制困难。你可以在模拟器中试试:把「线路1-3 电抗X」设得很小,负荷也减小,就能观察到母线3的电压可能会超过母线1。
其次,母线电压「1.0 pu总是最优的」是误解。实际运行中,会采用「分级电压」策略:送电端1.05、中间1.02、受电端0.98等。这样做是为了最小化无功潮流,降低传输损耗。你可以在模拟器中对比:全部电压固定1.0 vs 分级设置,会发现无功流和损耗的差异。
最后,潮流计算结果是「静态的快照」。它求的是某一时刻的稳态平衡,比如下午2点的峰值。但真实系统中,光伏出力突变、电动机启动等「动态过程」时刻在发生。潮流计算说电压正常,不代表瞬间电压不会大幅下降(压降sag)。要分析这类动态现象,需要用「暂态稳定性分析」专门工具。
345kV系统中,发电机2出力Pg2=1.0 pu(500MW),母线电压Vg2=1.02 pu,负荷Pl2=0.8 pu(400MW)、Ql2=0.3 pu(150Mvar)时,送电损耗约0.035 pu(17.5MW),最低电压0.98 pu。在X=0.15 pu的条件下,相角差δ≈15°,平衡发电机输出约1.15 pu来维持系统平衡。