淺談電力潮流計算方法

張 敏

（四川省電力公司廣安電業局，四川 廣安 638000）

1 潮流計算的概念及意義

潮流算法通常是在無功功率和有功功率、復合點吸取、但離網絡的參數和結構已知的條件下，計算出全網相位角和各個節點電壓幅值，最后可以得出各個支路的網絡損耗以及功率分布。規劃工作和電力系統的運行都是建立在電力系統潮流計算方法和其分析上，我們可以通過潮流計算來預知各個元件負荷的情況，從而能夠根據情況來對系統的安全制定、研究相應的安全措施。網絡中母線的電壓是否保持在允許范圍，網絡結構是否會隨著各種負荷和電源的變化而發生改變，這些都是潮流計算要研究的問題。潮流計算保障了網絡規劃方案的安全穩定運行，也為滿足未來供電負荷增長需求的制定，它可以對網絡規劃方案是否滿足各種運行方式來進行檢驗。

2 潮流計算的原理

3 傳統潮流算法

普遍采用的潮流計算方法是以節點電壓法為基礎，作為電力網絡的數學模型，節點導入矩陣。①直流法，它不存在收斂的問題，也不需要迭代的過程，它屬于線性方程直接解法。它雖然擁有足夠的計算精度、所需內存小、計算快，但是只能對有功潮流進行分部計算。②牛頓拉伏遜算法，這種算法的計算量大，每次需要迭代計算時，必須重新生成雅可比矩陣，但是這種方法的收斂性較好。③PQ 分解法，該方法基于極坐標形式的牛頓法行政方程，并加以簡化而獲得。我們可以利用網絡物理的特性來對其進行簡化。這種方法的特點是計算的速度快、所需要的內存少。

4 新型潮流計算方法

4.1 配電網模糊潮流計算法

該算法將無功功率、有功功率、節點電壓等參量針對配電系統總存在的諸多不確定隱私，采用了提醒模糊隸屬函數表示，而且，其計算獲得的結果的表示也采用了提醒模糊隸屬函數。該算法的收斂性好，實現了有效的擴展性。這種算法能夠在復雜的實際配電系統中得以應用。

4.2 雙向迭代并行潮流計算法

該方法以濃縮網絡過程為基礎，來進行潮流求解。前向簡化技術線性變換了每一個節點的潮流牛頓線性修正方程，以得出主網格接口方程與計算節點相對應的修正線性方程。通過接口的變量增量的線性關系，子網絡的整個拓撲關系和潮流狀態對所有計算節點進行修正后，得出能夠進行求解的線性方程。計算出節點內部潮流變量迭代修正量后，完成濃縮網格的每個節點的增量變量計算。

4.3 人工智能方法

在先今的電力系統潮流計算中，人工智能這種新興的方法被人們越來越多的應用。該方法以基于人類活動和自然界的有效類比，它不會對精確的數學模型過于依賴，其本身具有的算法有粒子群優化算法、模擬退火法、遺傳法等，這些都是具有代表性的算法。人們通過對群鳥撲食行為的分析、研究，得出了粒子群優化算法，該算法容易實現、魯棒性好，而且具備了并行處理的特征。它屬于迭代隨機搜索算法，處理電力系統中各種復雜的優化問題的應用方面已經做的比較完善，它計算效率高，可以使問題得到最佳的解決。模擬退火算法是一種有效的通用啟發隨機搜索的方法，也是一種進化優化方法。它以熱力學原理為基礎，并建立的隨機搜索算法。人們根據固體退火的原理研究出本算法思想。算法對修正了常規迭代尋優算法，其原理較為簡單。

4.4 基于現代內點理論的電力系統潮流算法

迭代的計算方法進行求解時，會相應的存在一些病態潮流計算問題。病態表現為算法往往會出現不收斂和振蕩的現象。研究人員針對以上缺陷，開發出以非線性規劃模型為基礎的算法。在運行條件下，如果潮流問題無解，目標值就是一個非零的正值；如果潮流問題有解，那么目標值則為零。基于L1 范數的計算原理提出了潮流計算算法以及其模型。求解時可結合現代內點算法來進行。該模型與傳統的模型相比較，具有便于編程、直觀、間接等特點，對解決各種病態系統均可以起到良好的收斂作用，其計算的結果可靠、準確。以L1 范數的數學規劃模型為基礎，更加簡便地實現了對系統在運行中的每個部位的控制，能夠方便的對潮流計算進行調整，它是最優潮流的計算模型。

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