張 敏

（四川省電力公司廣安電業(yè)局，四川 廣安 638000）

1 潮流計(jì)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(fù)合點(diǎn)吸取、但離網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)和結(jié)構(gòu)已知的條件下，計(jì)算出全網(wǎng)相位角和各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓幅值，最后可以得出各個(gè)支路的網(wǎng)絡(luò)損耗以及功率分布。規(guī)劃工作和電力系統(tǒng)的運(yùn)行都是建立在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法和其分析上，我們可以通過潮流計(jì)算來預(yù)知各個(gè)元件負(fù)荷的情況，從而能夠根據(jù)情況來對(duì)系統(tǒng)的安全制定、研究相應(yīng)的安全措施。網(wǎng)絡(luò)中母線的電壓是否保持在允許范圍，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是否會(huì)隨著各種負(fù)荷和電源的變化而發(fā)生改變，這些都是潮流計(jì)算要研究的問題。潮流計(jì)算保障了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也為滿足未來供電負(fù)荷增長(zhǎng)需求的制定，它可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案是否滿足各種運(yùn)行方式來進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 潮流計(jì)算的原理

3 傳統(tǒng)潮流算法

普遍采用的潮流計(jì)算方法是以節(jié)點(diǎn)電壓法為基礎(chǔ)，作為電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型，節(jié)點(diǎn)導(dǎo)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(jì)算精度、所需內(nèi)存小、計(jì)算快，但是只能對(duì)有功潮流進(jìn)行分部計(jì)算。②牛頓拉伏遜算法，這種算法的計(jì)算量大，每次需要迭代計(jì)算時(shí)，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(biāo)形式的牛頓法行政方程，并加以簡(jiǎn)化而獲得。我們可以利用網(wǎng)絡(luò)物理的特性來對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化。這種方法的特點(diǎn)是計(jì)算的速度快、所需要的內(nèi)存少。

4 新型潮流計(jì)算方法

4.1 配電網(wǎng)模糊潮流計(jì)算法

該算法將無功功率、有功功率、節(jié)點(diǎn)電壓等參量針對(duì)配電系統(tǒng)總存在的諸多不確定隱私，采用了提醒模糊隸屬函數(shù)表示，而且，其計(jì)算獲得的結(jié)果的表示也采用了提醒模糊隸屬函數(shù)。該算法的收斂性好，實(shí)現(xiàn)了有效的擴(kuò)展性。這種算法能夠在復(fù)雜的實(shí)際配電系統(tǒng)中得以應(yīng)用。

4.2 雙向迭代并行潮流計(jì)算法

該方法以濃縮網(wǎng)絡(luò)過程為基礎(chǔ)，來進(jìn)行潮流求解。前向簡(jiǎn)化技術(shù)線性變換了每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的潮流牛頓線性修正方程，以得出主網(wǎng)格接口方程與計(jì)算節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的修正線性方程。通過接口的變量增量的線性關(guān)系，子網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)拓?fù)潢P(guān)系和潮流狀態(tài)對(duì)所有計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修正后，得出能夠進(jìn)行求解的線性方程。計(jì)算出節(jié)點(diǎn)內(nèi)部潮流變量迭代修正量后，完成濃縮網(wǎng)格的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的增量變量計(jì)算。

4.3 人工智能方法

在先今的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中，人工智能這種新興的方法被人們?cè)絹碓蕉嗟膽?yīng)用。該方法以基于人類活動(dòng)和自然界的有效類比，它不會(huì)對(duì)精確的數(shù)學(xué)模型過于依賴，其本身具有的算法有粒子群優(yōu)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(duì)群鳥撲食行為的分析、研究，得出了粒子群優(yōu)化算法，該算法容易實(shí)現(xiàn)、魯棒性好，而且具備了并行處理的特征。它屬于迭代隨機(jī)搜索算法，處理電力系統(tǒng)中各種復(fù)雜的優(yōu)化問題的應(yīng)用方面已經(jīng)做的比較完善，它計(jì)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(fā)隨機(jī)搜索的方法，也是一種進(jìn)化優(yōu)化方法。它以熱力學(xué)原理為基礎(chǔ)，并建立的隨機(jī)搜索算法。人們根據(jù)固體退火的原理研究出本算法思想。算法對(duì)修正了常規(guī)迭代尋優(yōu)算法，其原理較為簡(jiǎn)單。

4.4 基于現(xiàn)代內(nèi)點(diǎn)理論的電力系統(tǒng)潮流算法

迭代的計(jì)算方法進(jìn)行求解時(shí)，會(huì)相應(yīng)的存在一些病態(tài)潮流計(jì)算問題。病態(tài)表現(xiàn)為算法往往會(huì)出現(xiàn)不收斂和振蕩的現(xiàn)象。研究人員針對(duì)以上缺陷，開發(fā)出以非線性規(guī)劃模型為基礎(chǔ)的算法。在運(yùn)行條件下，如果潮流問題無解，目標(biāo)值就是一個(gè)非零的正值；如果潮流問題有解，那么目標(biāo)值則為零?；贚1 范數(shù)的計(jì)算原理提出了潮流計(jì)算算法以及其模型。求解時(shí)可結(jié)合現(xiàn)代內(nèi)點(diǎn)算法來進(jìn)行。該模型與傳統(tǒng)的模型相比較，具有便于編程、直觀、間接等特點(diǎn)，對(duì)解決各種病態(tài)系統(tǒng)均可以起到良好的收斂作用，其計(jì)算的結(jié)果可靠、準(zhǔn)確。以L1 范數(shù)的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型為基礎(chǔ)，更加簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)在運(yùn)行中的每個(gè)部位的控制，能夠方便的對(duì)潮流計(jì)算進(jìn)行調(diào)整，它是最優(yōu)潮流的計(jì)算模型。

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