電流系統穩態控制潮流分析

張恪楊迎旗張志輝（.河海大學能源與電氣學院，江蘇南京 00；.國網遼寧省電力有限公司阜新供電公司，遼寧阜新 000；.大唐新能源山東公司，山東濟南 50000）

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電流系統穩態控制潮流分析

張恪1楊迎旗2張志輝3
（1.河海大學能源與電氣學院，江蘇南京 211100；2.國網遼寧省電力有限公司阜新供電公司，遼寧阜新 123000；3.大唐新能源山東公司，山東濟南 250000）

【摘要】在電力系統中，電流系統穩態控制潮流算法是最基本的但也是最重要的一種計算，該算法是關于電力系統的運行和規劃的基礎，也是電力系統能夠進行安全可靠性分析的基礎，本文簡單分析了電力系統的運行狀況，對電力系統穩態控制潮流做了簡要的概述并簡單介紹了下電力系統穩態控制潮流算法。

【關鍵詞】電流系統 穩態控制潮流 電力系統

1 前言

電力系統的發展在電力工業中擔任著重要角色，隨著電力系統規模的不斷擴大，對比較大型的電力系統進行分析和計算時的難度也在不斷的加大，電力系統在運行和規劃時，都要考慮到其穩態運行的情況，從而可以確定其穩態運行的狀態。而通過對電流系統進行潮流計算可以確定電力系統的穩態運行狀態。

2 電力系統運行狀況

電力系統在實際運行中，發電廠產生的電能與在同一時刻進行的電能的輸送和消費的電能以及在分配電能時產生的損耗都是相同的，即在電力系統運行中同一時刻產生的功率都是平衡的，對電力系統運行狀況的分析主要包括對發電機有功功率與頻率之間的關系、對發電機的頻率一次調節、對發電機的無功功率和端電壓的控制以及負荷的靜態特性進行分析。

系統的負荷發生變化之后，本身具有調節容量的發電機組均會按照有功-頻率的調節特性進行頻率的一次調節，發電機組調節順序是不分先后的并且是同時進行的調節。在進行調節的過程中，頻率的偏差如果超過系統中調頻器的動作值，那么此時的調頻器將要開始動作，從而進行第二次的頻率調節，此時的二次頻率的調節只是由發電機組進行承擔，并且調節的容量要足夠和調節速度要快。系統的頻率如果發生變化，發電機的轉速也會發生變化，如果該發電機的轉速變化超出了發電機組所規定的的不靈敏區，那么發電機的調速就會發生動作，如果要保證原動機功率的平衡，那么就要改變原動機的閥門位置。當系統的頻率下降將造成發電機的進水閥門或者是蒸汽閥門開度變大，那么就要提高原動機的功率來維持功率的平衡，當系統的頻率上升將造成發電機的進水閥門或者是蒸汽閥門開度變小，那么就要減少原動機的功率來維持功率的平衡，所有的發電機在投入運行之前都是要進行試驗的，要確保符合頻率的一次調節的技術，試驗時應當采用模擬頻率偏移的方法進行試驗，并且是在超出調速系統的不靈敏區進行的，為了保證頻率一次調節的技術條件，要滿足實際的特性參數和設定的參數要一致。

控制電壓最重要的手段是發電機的勵磁調節器，在發電機組中有勵磁系統和自動調速時，在發電機組出力的范圍內，改變的情況可以分為兩種，一是當需要對發電機的出力進行調節時，一般是通過改變有功-頻率特性的空載運行的頻率和無功電壓特性的空載運行的電壓。二是若系統的變化，反映到機端的時候，在自動調節允許的范圍內，機組的出力是隨著有功-頻率的特性曲線和無功-電壓的特性曲線進行變化的。在進行電力系統運行的分析時，要保證勵磁系統的調節和發電機的調速系統的有差特性，不是假象的誤差特性。負荷功率會隨著系統的頻率的不同而變化，這種規律成為負荷特性，所謂的負荷靜態特性是指當電壓或者頻率變化之后進入穩態時，負荷功率和頻率或者是電壓之間的關系。

3 電力系統穩態控制潮流概述

電力系統潮流計算做為研究電力系統穩態運行的一種基本電氣計算，是整個電力系統穩定計算和對故障進行分析的基礎，它的主要任務就是根據給定的運行條件以及給出的網絡結構來分析整個系統的運行狀態，比如母線上的電壓幅值以及相角，還有網絡中的各功率分布以及功率損耗等，發電機、附設的調速、原動機和勵磁系統組成的機組是電力系統穩態運行的重要特征，在輸電網中，各電氣量之間是相互影響的，為了滿足負荷的需要，可以對根據運行狀況的變化，自行的調節其功率，這一特征是產生電能、輸送電能和消費電能過程中的一個基本物理現象。在這種基本物理現象中的電力系統穩態運行中的潮流分布是電力系統通過控制影響后的潮流，這種潮流成為控制潮流，在電力系統的負荷確定條件下，控制潮流主要討論的是通過機組控制調節的作用使電力穩態系統進行的潮流分布，另外還有針對其運行點的變化率進行特征分析。除了可以采用粗略的、簡化計算的運行方式和由于某些運行條件而造成的估計不準確外，對未來運行方式進行安排、對歷史現象進行考察和對當前運行方式進行分析的電力系統穩定分析都不能忽略控制潮流客觀存在的重要特征。

4 電力系統穩態控制潮流算法

常規的潮流計算算法一般是給定了控制變量，這樣就不容易反映出發電機出力的調節與負荷擾動相適應的情況，可以對相互獨立的發電機提出控制它的調差系數GK和它的δK系數，從而達到負荷的要求，通過發電機組靜態有差的輸出特性建立電力系統穩態控制潮流的數學模型，通過迭代計算的計算方法進行求解，并且在計算的過程中采用分塊求逆的求解方式，這樣可以減少潮流計算在進行求解時的計算量，從而可以解決在自行調節發生故障后的階段內的控制潮流的計算，采用此種計算方法的特點是減少了常規潮流中的平衡節點，這樣不會造成由于平衡節點選取的不同而造成的不同的潮流計算結果，這樣的算法更適合于按照設定情況來進行調節的實際情況。另外采用的分塊求逆的方法和其具有規律性和稀疏性，減少了控制潮流在進行求解時的計算量。這種控制潮流的計算算法為穩態控制潮流的數學模型找到了完全獨立的控制變量，這也為將來的對多遠函數進行分析奠定了一定的基礎。

5 結語

電流系統穩態控制潮流的計算方法電力系統穩定運行的基礎，經過國內外學者的探討和摸索，電力系統的潮流計算算法得到了較好的發展，電力系統在實際運行中受到外界多方面的干擾，各種不同的故障和隨機的因素都會影響電力系統的穩定正常的運行，通過本文對電力系統的運行簡單的分析，結合電力系統穩態控制潮流的概述，簡單介紹了幾種電力系統穩態控制潮流的算法，希望可以為電力系統穩態控制潮流的研究提供一些具有參考價值的內容。

參考文獻：

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