电力系统运行中潮流稳定计算新思路分析张博

电力系统运行中潮流稳定计算新思路分析张博

张博

国网青海省电力公司经济技术研究院青海西宁810000

摘要：电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行的基础电算。其任务是根据给定的运行条件和网络结构，确定整个系统的运行状态，如总线上的电压（幅度和相位角）、网络中的配电和功率损耗。潮流计算结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础，也是现代电力系统分析、运行和规划的基础。

关键词：电力系统运行，潮流稳定计算，分析

一、前言

随着科学技术的发展和电力系统的不断升级，通信技术、计算机技术、电力电子技术和控制技术在电力系统中得到了广泛的应用。同时，也给电力系统的稳定运行带来了许多实际问题。潮流计算是研究电力系统稳定性最基本、最重要的计算之一，电力系统运行时潮流稳定性的计算具有重要意义。过去计算模型相对固定，精度和方便性有待进一步提高。潮流计算是研究电力系统稳态运行的一种计算方法。根据给定的运行条件和系统接线条件，确定整个电力系统各部分的运行状态，如母线电压、流经各部件的功率、系统的功率损耗等。潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本、最重要的电气操作。系统规划设计采用离线潮流计算，电力系统运行实时监测采用在线潮流计算。潮流计算是计算电力系统动静态稳定的基础。在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式研究中，需要进行潮流计算，定量比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。在电网规划阶段，通过潮流计算，合理规划电力容量和接入点，合理规划网络结构，选择无功补偿方案，以满足大、小电网潮流交换控制、调峰、调相和调压的要求。计划级别的ES。编制日常运行方式、指导电厂启动方式、有功和无功功率调整方案、负荷调整方案，满足线路和变压器的热稳定要求和电压质量要求。

二、电力系统运行中稳定性的检查方案

（一）电力系统安全距离的检查与维护

当电力系统设备通过大电流时，金属导体之间会产生很大的机械应力。如果导体材料和设备本身的支架不够坚固，或设备与其他相邻物体与地面的安全距离不够，可能导致坍塌或放电击穿。因此，根据负荷特点，定期检查和确认电力系统输电线路不同部位之间的安全距离，保证足够的安全距离裕度，以保证电力系统的安全运行是非常重要的。

（二）电力系统状态的实时检测

因为在电力系统发生故障的情况下，电流、电压等电量会显示出不同类型的暂态分量，但根据不同的输电距离、不同的线路分布、不同的故障类型和不同的特性，这些差异通常是通过不同的软件计算，以便快速识别和准确确定故障类型和位置。常用的方法有三种：基于卡尔曼滤波理论的故障检测算法、基于傅立叶变换的故障检测算法和基于小波信号奇异性检测的故障检测算法。前两种方法有局限性。例如，卡尔曼滤波算法不能消除故障噪声中直流分量对计算结果的影响，容易导致误判。例如，傅立叶算法在精度和速度上都存在不足。第三种基于小波信号奇异性检测的方法弥补了上述两种方法的不足，能够得到快速、准确的结果。计算正确有效。

三、电力系统运行中潮流稳定计算中的新型方法

（一）人工智能

遗传算法是20世纪80年代出现的一种新的优化算法，近年来发展迅速。其机制来源于自然界生物进化的选择和遗传。通过选择、交叉、变异等核心操作，达到适者生存的目的。近年来，人工智能作为一种新的计算方法，在潮流计算中得到了越来越广泛的应用。这种方法不像传统方法那样依赖于精确的数学模型。它只能从自然和人类活动之间的有效类比中得到启发。人工智能（AI）是一种新的方法，它不像传统方法那样依赖于精确的数学模型。典型方法包括遗传算法、模拟退火、粒子群优化等，人工智能具有许多优点。例如，人工智能方法是独立于导数的。工程中许多优化问题的目标函数是不可推导的。如果采用前一种方法，则只能进行假设和近似，这明显影响了解的真实性。此外，人工智能是随机的，容易跳出局部极值点。它们是一种全局优化算法。其操作对象是一套可行的解决方案，其内在并行性的发展在一定程度上可以克服其性能缺陷。但人工智能性能不稳定，算法在同一问题的不同情况下会产生不同的效果，导致计算结果的可靠性较低。按概率运算不能保证100%最优解。算法中的一些控制参数需要通过经验人工给出，需要一定的实验或专家经验。

（二）电力系统内部理论潮流计算的方法

模糊潮流计算可以解决配电网中的大量不确定性问题。本文提出了一种改进的配电网模糊潮流支路正反向替换方法。充分考虑了负荷模糊性对潮流计算的影响，使该算法适用于复杂的实际配电系统。用梯形模糊隶属度函数表示节点电压、有功功率和无功功率的参数。计算结果也用梯形模糊隶属度函数表示，能更准确地反映负荷模糊度对各节点电压和功率的影响。该算法具有较强的可扩展性和良好的收敛性。基于l1范数内点理论的潮流计算方法的关键在于基于内点非线性规划的潮流计算模型和算法。基于l1范数内点理论的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。该潮流计算方法具有计算简单、直观、易于实现的优点。收敛性、快速性和准确性。L1范数内点理论潮流计算方法的优点是病态电力系统的收敛性。L1范数内点理论潮流计算方法普遍适用于病态潮流计算，是潮流计算不可缺少的重要方法。双向迭代并行潮流算法通过基于集中网格的前向简化/后向后退法求解潮流。前向简化技术从计算节点开始，对每个计算节点的牛顿法线性校正方程进行变换，得到与计算节点与主网格界面方程相对应的校正线性增量方程。然后，利用线性关系消除牛顿法线性校正方程中虚电流的相关项。在此过程中，通过对主电网雅可比矩阵的修正，通过接口变量增量的线性关系，将整个潮流状态和子网拓扑关系引入主电网方程。在对所有计算节点进行校正后，得到了可求解的线性方程，并用高斯消元法得到了该迭代中主电网上所有母线电压的校正。向后替换从主网格开始到每个计算节点。将电网侧分界母线的电压校正传递到计算节点侧相应的分界母线上，然后根据前向简化P得到的变量线性关系，得到计算节点内部潮流变量的迭代校正。直到计算出集中网格中每个节点的变量增量为止。上述过程是牛顿法求解潮流方程的迭代过程，采用双向迭代的方法对一次潮流变量进行修正。重复双向迭代过程，直到潮流方程的不平衡量剩余满足精度要求，潮流收敛。

四、结束语

潮流稳定分析系统采用先进的数据库技术，既保证了电力管理的准确性和效率，又能完成数据文件的自动生成，简化了电力系统的相关数据工作。它还利用多窗口技术完成了各部门之间的交互，使系统的操作更加灵活。也更有利于员工的操作，是目前较好的电力管理体制。

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