电力系统潮流计算应用

发表时间:2020/6/1   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:柳旭阳
[导读] 摘要:电力是国家的重要能源行业,电力的发展离不开科学的规划和系统的设计,有效的电力计算是确保电力开发和设计工作质量的基础,因此,在电力事业加速发展的大潮下更应该做好电力计算的相关工作。
        (晋能大土河热电有限公司  山西吕梁)
        摘要:电力是国家的重要能源行业,电力的发展离不开科学的规划和系统的设计,有效的电力计算是确保电力开发和设计工作质量的基础,因此,在电力事业加速发展的大潮下更应该做好电力计算的相关工作。潮流计算是研究电力运行和电力系统方案的重要技术手段,是电力系统分析中最基础的数学计算。目前常见的电力系统潮流计算有:人工智能潮流计算方法、现代内点理论潮流计算方法、符号分析潮流计算方法和双向迭代并行潮流计算方法,以及针对配电网的模糊潮流计算方法等,上述潮流计算方法各据特点,但都存在一定的优缺点,电力科技人员应该在详细了解各种潮流计算方法的基础上,确定其适用范围,结合实际的电力潮流计算工作,选择有效的潮流计算方式。
        关键词:电力系统;潮流计算;应用
        引言
        电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算。它的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态,如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率分布以及功率损耗等。电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。
        1 潮流计算主要方法及评价
        当今电力兄潮流计算方法多种多样,每个潮流计算方法都有其独具的优势,但是这些算法依据的基本方程式都是一致的。收敛速度快、可对大部分病态条件求解、内存量适中是各种形式牛顿法的共同优点。计算量大、可能不收敛重病态条件、保证初值良好、复杂的编程是其局限性。功率偏差型和电流偏差型算法是的根据就是不同的f(x)f(x)表达式。功率偏差型算法在功率偏差型算法中,雅克比阵随着每次迭代重兴形成,雅克比真是高度稀疏阵,并且不是对称的。电流偏差型算法直角坐标形式,复电流偏差量修正方程式,所有节点和PQ节点零注入,修正方程:
        2潮流计算的推广概念
        (1)状态估计。在一般潮流计算中,未知量数等于已知量和方程式数。未知量数小于已知量和方程式数是状态估计。表征系统实际运行状态的状态量可以在实际测量系统有偏差时利用冗余变量求得,其方法有递推状态估计法等。(2)最优潮流。通过给定系统结构参数及符合,使目标函数潮流分布达到最优,即最优潮流,其主要是通过找到所有指定约束条件都能满足的控制变量的优选完成的。电力系统优化规划和运行的基础即最优潮流计算,是EMS的一个核心应用软件,数学模型如下:通过改变目标函数控制变量和约束条件,可以得到适应各种目的得最优潮流问题。
        3 电力系统内点理论潮流计算的方法
        基于L1范数的内点理论潮流计算方法的关键在于提出了一种基于内点非线性规划的模型和算法进行电力潮流计算,应用L1范数的内点理论潮流计算方程的求解可以转化为求解一个新的非线性规划模型,这种电力潮流的计算方法具有模型简洁、直观,便于实现计算结果的收敛性、快速性和准确,L1范数的内点理论潮流计算方法的特有优点是对电力病态系统具有的收敛性。L1范数的内点理论潮流计算方法一般适用于病态潮流计算问题,是电力系统潮流计算不可或缺的重要计算方法。


        4 电力系统符号分析的潮流计算方法
        符号分析的潮流计算方法运用符号分析方法完成电力潮流的计算,通过建立电力网络的拓扑模型生成拓扑网络的全部树,应用符号表达式的方式克服了传统数值计算的不足,具有计算灵活的优点,避免收敛性、冗余项和浮点运算等一系列问题,符号分析的潮流计算方法在线静态安全分析、灵敏度计算和短路计算等方面具有很高的应用价值。
        5 电力系统双向迭代并行潮流计的算方法
        双向迭代并行潮流计的算方法是通过基于双向迭代过程来求解电力潮流计算结果,在得到计算节点与主网格接口方程对应的修正量线性增量方程后用该线性关系消去主网格牛顿法线性修正方程中虚拟电流的相关项,双向迭代并行潮流计的算方法可以重复进行,在平衡残差消除后,潮流计算结构才收敛。双向迭代并行潮流计的算方法具有精确的优点,但是同时也存在计算量巨大的缺点,双向迭代并行潮流计的算方法一般用于精确的电力潮流计算。
        6 配电网模糊潮流计算的方法
        模糊潮流计算式针对配电系统的有效计算方式,可以有针对性地解决配电网络中存在的大量不确定因素,配电网络模糊计算法提出一种改进的配电网模糊潮流支路前推回代法,充分考虑负荷的模糊性对潮流计算的影响,使算法能应用于复杂的实际配电系统。此算法直接取用支路阻抗参数,将节点电压、有功功率、无功功率等参量应用梯形模糊隶属函数来表示,计算结果也采用梯形模糊隶属函数来表达,能更准确的反映负荷模糊性对于各个节点电压和功率的影响。算法实现可扩展性强、收敛性好。
        7结语
        在电力系统运行方式和规划方案的研究中,都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时,为了实时监控电力系统的运行状态,也需要进行大量而快速的潮流计算。因此,潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时,采用离线潮流计算;在电力系统运行状态的实时监控中,则采用在线潮流计算。
        参考文献
        [1]周晓华,王荔芳,刘胜永,等.PSAT在电力系统潮流计算教学中的应用[J].实验技术与管理,2016(1):118-121.
        [2]中国电力科学研究院.电力系统分析综合程序(PSASP)用户手册[M].北京:中国电力科学研究院,2006.
        [3]阳育德,韦化.基于L1范数和现代内点理论的电力系统潮流计算[J].广西大学学报,2007(06).
        [4]李建华,方万良,杜正春,夏道止.含HVDC和FACTS装置的混合电力系统潮流计算方法[J].电网技术,2005(05).
        [5]孙秋野,张化光,刘兆冰.配电网模糊潮流计算方法及其收敛性研究[J].中国电机工程学报,2008(10).
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