Question

电力系统中电压降落的横分量和纵分量是怎么定义的

Answer 1

第三章 简单电力网的潮流计算

第一节电力线路和变压器的分析

1. 电力线路 几个名词：

电压降落（相量）——横分量&纵分量

电压损耗——始末两端电压数值差/额定电压

电压偏移——始端、末端电压偏移，始端、末端电压与额定电压的差/额定电压

电压调整——线路末端空载与负载时电压的数值差

解释：为什么高压或超高压线路会出现末端电压大于首端电压的现象？

超高压线路可以认为电抗远大于电阻；在线路轻载时，如果该段线路对地电纳发出感性无功大于电抗消耗的无功功率,那么末端负荷就会以超前的功率因数运行，从规定的符号来看就是。已知末端功率和电压，可以计算首端至末端的阻抗上的电压损耗。从电压降落公式中可以看出，,电压降落的纵分量小于零，于是出现末端电压大于首端电压的现象（电缆线路尤其多）。（分析时加上课本78页相量图）

经济性指标：

输电效率——末端输出有功功率与线路始端输入有功功率的比值；

线损率——线路上损耗的电能与线路始端输入的电能比值

电压降落公式的物理内涵以及（超）高压交流输电网的规律分析：

*交流系统用幅值和相角来描述（频率一致时），二元关系对应于无功功率和有功功率。在超高压电网中，电压降落的纵分量近似与Q相关，电压降落的横分量近似与P相关。而纵分量则约等于电压损耗（两端电压差），横分量代表始末两端电压拉开的角度。于是说，两端电压损耗由传送Q产生（电压差是传送Q的条件），两端电压相角差由传送P产生（相角差是传送P的条件）。

*循环功率产生的原因：两端供电网中，因两侧电势幅值不同而产生的循环功率；单一环网中，出现变压器变比不匹配，循环一周变压器变比乘以不是1的话，也会有循环功率流过。

*循环功率的计算公式以及方向

循环功率的环绕方向与指定的两个端口间电压降落方向一致。

第四节 潮流的调整控制

1.前提：潮流控制仅限于环网，辐射性网络潮流完全取决与各负荷点的负荷，无法控制。

2.原因：有功功率损耗最小时的分布应该按线段的电阻分布而不是阻抗分布（经济功率分布）。

针对一个环网，根据每条线路潮流和每个节点的潮流，可以列出有功功率损耗的式子，然后分别对该支路有功功率无功功率求导，得出最优按电阻分布。

无论是单位长度线路参数相等时的按长度分布或是单位长度线路参数不等时的按阻抗分布功率，其实质都是不加控制的按阻抗的自然分布，自然分布有可能不满足安全优质经济供电的要求。所以要进行潮流的调整和控制。（当电力网各段线路的电抗与电阻比值相等时,称为均一电力网，均一网中自然分布就是经济分布）

3.方法：

*串联电容——以其容抗抵偿线路的感抗，可以起到转移其他重载线路上流通功率的作用（事实上，串联电容未能作为潮流调控的手短出现在电力系统中，只是说由于抵偿了线路的感抗，使得系统的稳定性加强，常应用在高压输电系统为提高稳定性的场合，称“串补”；同时改善线路电压质量应用在中压配电系统中。）并未推广使用的原因是：投切电容器组而频繁地投切开关器件（机械开关）必伴随机械磨损，必将要求经常维修。

*附加串联加压器——产生环流或强制循环功率，使强制循环功率和自然功率分布的叠加达到理想值。改变电压的大小，主要是通过改变网络中无功功率的分布实现；改变他们的相位，主要是通过改变网络中有功功率的分布来实现的（P-Q分解法）。

由电源变压器和串联加压器组成，改变绕组结线方式，可获得角度差别。

*以上均是旧式方法，后来柔性输电装置大放异彩——对串联电容的重新构建和使用，对附加串联加压器的根本性改进和使用，对“综合潮流控制器的”研制。

柔性交流输电装置（TACTS Flexible AC Transmission System）——以晶闸管置换传统交流输电系统中的各种机械式调节器和开关后的新系统。潮流控制措施以及静止无功补偿器（SVC Static Var Compensator）、静止无功发生器(SVG Static Var Generator)、静止同步补偿器（静止补偿器STATCON）等。

Answer 2

所谓电压降落dU是首端电压与末端电压的向量差，即dU=U1-U2.
dU
以U2为参考方向可分解为ΔU+jδU
jδU（与U2垂直）称为电压降落的横分量，
ΔU（与U2同向）称为电压降落的纵分量。