甘先锐
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摘要：在电力学中，潮流计算指的是根据电网系统中发电机运行状态、电网负载参数以及电网结构等因素，为了弄清电网稳定运行状态参数所进行的计算。本文介绍了变电站仿真培训系统的结构与电力系统潮流计算，分析了基于电力系统潮流计算的仿真培训系统，讨论了智能决策接口在变电站仿真潮流计算中的应用。
关键词：智能决策；变电站；仿真潮流计算；电力系统
引言
在现代电力系统中，潮流计算是一种基础性较强同时也是一项相当重要的计算。PSASP中将电力系统潮流计算列为网损计算、暂态稳定计算、短路计算、小干扰静态稳定计算、静态安全计算以及动态等值计算等参数计算的必要工作。潮流计算的目标主要为了得到母线节点电压幅值与相角、支路功率分布以及电网功率损耗等参数。
1电力系统的潮流计算的相关概念与计算模型
1.1 电力系统潮流计算的相关概念
电力学概念中，潮流计算是为了确定电力系统稳定运行状态参数所进行的计算，主要受元件瞬时功率、系统功率损耗以及母线电压等既定条件与系统接线情况因素的影响。通过潮流计算可以验证电力系统供电方案的可靠性、科学性与性价比，其还是电力系统动态（静态）稳定计算的重要准备工作，因而在电力系统规划中具有较为广泛的应用。
具体来说，潮流计算主要是为了求得节点电压与相应的功率分布，以此确定某个元件的运行负载是否超过允许值，节点电压是否符合系统要求以及系统内部功率分布的合理性与功率是否存在异常损耗等。总的来说，电力系统潮流计算可以起到辅助验证电力规划方案合理性，检验电网潮流分布与运行稳定性以及为电力系统的运行调度提供支持等作用。
1.2 电力系统潮流计算模型
潮流计算是电网在既定运行条件与接线情况下进行的，主要工作是为了求解母线电压与电力系统中元件功率与功率损耗，从而验证电力系统的运行安全性与经济性。同时，确定电力系统最佳运行状态或者分析电网静态（动态）稳定性时，也需要进行潮流计算。潮流计算的数学模型如公式（1）所示。
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程，计算修正方程常数项向量→代入节点初始值，计算Jacobi矩阵元素→计算修正方程和修正向量→计算节点电压新值→确定电压新值是否收敛→求解PV节点无功功率、支路功率和平衡点主用功率等。
需要注意的是，若发现节点电压新值未收敛，则需要将计算得到的节点电压新值作为初始值进行狭义次迭代计算。
2 基于潮流计算的仿真培训系统分析
2.1 电力仿真培训系统
电网中的仿真主要有研究仿真和培训仿真。本文探讨的培训仿真主要是针对电厂机组运维管理人员的培训仿真、变电站运维管理人员的培训仿真以及电力系统能量管理系统调度员的培训仿真。该系统是基于MATLAB架构创建的，其培训功能的实现是通过模块化的功能单元来实现的。此外，仿真培训系统中的潮流计算也是通过C++结合模块化编程来完成的，工作人员只需要调用潮流计算中的作图功能块就能得到需要的潮流拓扑图，对潮流拓扑图进行分析后设置相应的图形参数即可完成潮流计算，因而在计算速度方面具有较为明显的优势。
2.2 仿真系统潮流计算的特点
相对来说，仿真电网的结构较普通电网的结构更加复杂，在实际应用中存在多种连接方式，仿真系统中各组成部分的相互影响较大。节点负载、变压器变比等输入性参数会对潮流计算产生较大的影响，如果这些输入性参数的处理不够妥当容易造成潮流计算结果不收敛，因此参数的选择对相关人员的经验积累与专业技术水平要求较高。需要注意的是，基于潮流计算建立仿真系统时要注意保持系统具有良好的通用性与可扩展性，以便后期能够根据实际需要进行适当的修改。
3 智能决策接口在变电站潮流计算中的应用
变电站仿真培训系统时用于工作人员技能培训的，因此在应用过程中需要不断变换电路的连接方式，以便弄清不同连接方式下电力系统异常工况的处理方式。而改变电网的连接方式时电网运行方式会发生相应的改变，节点负载与变压器变比等输入性参数也会随之改变，智能决策接口的引入就是为了当电网连接方式改变时通过科学的推理，快速确定潮流计算所需的输入性参数。
3.1 子模块的功能
智能决策接口的组成包括线路开关、输入数据处理器、推理机、结果数据处理器以及数据库与知识库等子模块。其中，线路开关通过硬中断来控制电路的通断；输入数据处理器负责定义电网结构、采集电网运行数据，对数据进行预处理后转存到实时数据库内备用；推理机主要用来判断知识库内产生式规则的条件，按照该规则执行相应的动作；结果数据处理器主要用于分析推理结果数据，然后根据潮流计算的需求进行相应的转换并存入结果数据库中。
3.2 数据的组织
智能决策接口中，数据的组织主要包括静态数据库、动态数据库以及知识库等。其中，静态数据库通常用来存储电网结构数据和输电设备参数；动态数据库可以分为实时数据库与结果数据库，电路开关状态发生改变时这两个数据库中的数据也会随之变化；知识库主要用来存放推理所需要的规则集。
4 结语
综上所述，变电站的运行状态对于电力系统的可靠性与稳定性具有较大的影响，变电站仿真培训系统的开发与应用能够有效提高变电站运行维护管理水平，从而保障电力系统的运行稳定性。使用仿真培训系统进行潮流计算时需要不断的改变电路的接线方式，通过引入智能决策接口可以快速确定节点负载与变压器变比等重要参数，因而能够为潮流计算提供支持。
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