电力系统潮流计算发展史

电力系统潮流计算发展史（精选9篇）

电力系统潮流计算发展史 第1篇

电力系统潮流计算发展史

对潮流计算的要求可以归纳为下面几点：

（1）算法的可靠性或收敛性（2）计算速度和内存占用量（3）计算的方便性和灵活性

电力系统潮流计算属于稳态分析范畴，不涉及系统元件的动态特性和过渡过程。因此其数学模型不包含微分方程，是一组高阶非线性方程。非线性代数方程组的解法离不开迭代，因此，潮流计算方法首先要求它是能可靠的收敛，并给出正确答案。随着电力系统规模的不断扩大，潮流问题的方程式阶数越来越高，目前已达到几千阶甚至上万阶，对这样规模的方程式并不是采用任何数学方法都能保证给出正确答案的。这种情况促使电力系统的研究人员不断寻求新的更可靠的计算方法。

在用数字计算机求解电力系统潮流问题的开始阶段，人们普遍采用以节点导纳矩阵为基础的高斯-赛德尔迭代法（一下简称导纳法）。这个方法的原理比较简单，要求的数字计算机的内存量也比较小，适应当时的电子数字计算机制作水平和电力系统理论水平，于是电力系统计算人员转向以阻抗矩阵为主的逐次代入法（以下简称阻抗法）。

20世纪60年代初，数字计算机已经发展到第二代，计算机的内存和计算速度发生了很大的飞跃，从而为阻抗法的采用创造了条件。阻抗矩阵是满矩阵，阻抗法要求计算机储存表征系统接线和参数的阻抗矩阵。这就需要较大的内存量。而且阻抗法每迭代一次都要求顺次取阻抗矩阵中的每一个元素进行计算，因此，每次迭代的计算量很大。

阻抗法改善了电力系统潮流计算问题的收敛性，解决了导纳法无法解决的一些系统的潮流计算，在当时获得了广泛的应用，曾为我国电力系统设计、运行和研究作出了很大的贡献。但是，阻抗法的主要缺点就是占用计算机的内存很大，每次迭代的计算量很大。当系统不断扩大时，这些缺点就更加突出。为了克服阻抗法在内存和速度方面的缺点，后来发展了以阻抗矩阵为基础的分块阻抗法。这个方法把一个大系统分割为几个小的地区系统，在计算机内只需存储各个地区系统的阻抗矩阵及它们之间的联络线的阻抗，这样不仅大幅度的节省了内存容量，同时也提高了节省速度。

克服阻抗法缺点的另一途径是采用牛顿-拉夫逊法（以下简称牛顿法）。牛顿法是数学中求解非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性。解决电力系统潮流计算问题是以导纳矩阵为基础的，因此，只要在迭代过程中尽可能保持方程式系数矩阵的稀疏性，就可以大大提高牛顿潮流程序的计算效率。自从20世纪60年代中期采用了最佳顺序消去法以后，牛顿法在收敛性、内存要求、计算速度方面都超过了阻抗法，成为直到目前仍被广泛采用的方法。

在牛顿法的基础上，根据电力系统的特点，抓住主要矛盾，对纯数学的牛顿法进行了改造，得到了P-Q分解法。P-Q分解法在计算速度方面有显著的提高，迅速得到了推广。

牛顿法的特点是将非线性方程线性化。20世纪70年代后期，有人提出采用更精确的模型，即将泰勒级数的高阶项也包括进来，希望以此提高算法的性能，这便产生了保留非线性的潮流算法。另外，为了解决病态潮流计算，出现了将潮流计算表示为一个无约束非线性规划问题的模型，即非线性规划潮流算法。

近20多年来，潮流算法的研究仍然非常活跃，但是大多数研究都是围绕改进牛顿法和P-Q分解法进行的。此外，随着人工智能理论的发展，遗传算法、人工神经网络、模糊算法也逐渐被引入潮流计算。但是，到目前为止这些新的模型和算法还不能取代牛顿法和P-Q分解法的地位。由于电力系统规模的不断扩大，对计算速度的要求不断提高，计算机的并行计算技术也将在潮流计算中得到广泛的应用，成为重要的研究领域。

电力系统潮流计算发展史 第2篇

void main(){ cout<<“请输入末端负荷：（先有功Pd再无功Qd）n”;double Pd;double Qd;cin>>Pd>>Qd;cout<<“请输入末端大概的电压值Ud：n”;double Ud;cin>>Ud;double data[300][8];//分别为0前面有功，1前面无功，2压降，3中间有功，4中间无功,5变比,6后面有功，7后面无功

int ii;ii=0;data[ii][0]=0.0;data[ii][1]=0.0;data[ii][2]=Ud;data[ii][3]=Pd;data[ii][4]=Qd;data[ii][5]=1.0;data[ii][6]=0.0;data[ii][7]=0.0;ii++;cout<<“请按从末端到首段的顺序输入线路的参数（分为--节点、输电线路、变压器）：n”;

while(1){

double a;

double b;

double c;

double d;

double e;

double f;

int x;

cout<<“请输入数值，0代表退出，1代表节点，2代表输电线路，3代表变压器：n”;

cin>>x;

if(x!=0x!=1x!=2x!=3)

{

cout<<“选择有误，请重新输入！n”;

cout<<“请输入数值，0代表退出，1代表节点，2代表输电线路，3代表变压器：n”;

cin>>x;

}

if(x==0)

break;

if(x==1)

{

cout<<“请输入节点参数值n（有功功率P、无功功率Q）：n”;

cin>>a>>b;

Node N[100];

int i=0;

N[i].Pn=a;

N[i].Qn=b;

data[ii][0]=0.0;

data[ii][1]=0.0;

data[ii][2]=0.0;

data[ii][3]=N[i].Pn;

data[ii][4]=N[i].Qn;

data[ii][5]=1.0;

data[ii][6]=0.0;

data[ii][7]=0.0;

i++;

ii++;

}

if(x==2)

{

cout<<“请输入输电线路参数值n（线路阻抗R、线路感抗X、电导B）：n”;

cin>>a>>b>>c;

Transmission_line Tm[100];

int j=0;

Tm[j].Rl=a;

Tm[j].Xl=b;

Tm[j].Bl=c;

data[ii][0]=0.0;

data[ii][1]=Tm[j].GetQf(data[ii-1][2]);

data[ii][6]=0.0;

data[ii][7]=Tm[j].GetQb(data[ii-1][2]);

data[ii][2]=Tm[j].GetUl(data[ii-1][3]+data[ii-1][1]+data[ii][7],data[ii-1][4]+data[ii-1][0]+data[ii][6],data[ii-1][2]);

//参数分别为前节点的有功、无功、电压

data[ii][3]=Tm[j].GetPl(data[ii-1][3]+data[ii-1][1]+data[ii][7],data[ii-1][4]+data[ii-1][0]+data[ii][6],data[ii-1][2]);

data[ii][4]=Tm[j].GetQl(data[ii-1][3]+data[ii-1][1]+data[ii][7],data[ii-1][4]+data[ii-1][0]+data[ii][6],data[ii-1][2]);

data[ii][5]=1.0;

j++;

ii++;

}

if(x==3)

{

cout<<“请输入变压器铭牌值n（容量Sn、短路损耗Pk、短路电压百分比Uk%、空载损耗P0、空载电压百分比I0%、变比k）：n”;

cin>>a>>b>>c>>d>>e>>f;

Transformer Tf[100];

int k=0;

Tf[k].SN=a;

Tf[k].Pk=b;

Tf[k].Uk=c;

Tf[k].P0=d;

Tf[k].I0=e;

Tf[k].Kk=f;

data[ii][0]=Tf[k].GetP0();

data[ii][1]=Tf[k].GetQ0();

data[ii][6]=0.0;

data[ii][7]=0.0;

data[ii][2]=Tf[k].GetUt(data[ii-1][3]+data[ii-1][1]+data[ii][7],data[ii-1][4]+data[ii-1][0]+data[ii][6],data[ii-1][2]);//参数要改

data[ii][3]=Tf[k].GetPt(data[ii-1][3]+data[ii-1][1]+data[ii][7],data[ii-1][4]+data[ii-1][0]+data[ii][6],data[ii-1][2]);

data[ii][4]=Tf[k].GetQt(data[ii-1][3]+data[ii-1][1]+data[ii][7],data[ii-1][4]+data[ii-1][0]+data[ii][6],data[ii-1][2]);

data[ii][5]=Tf[k].Kk;

k++;

ii++;

} } cout<<“输入首端电压值U1：n”;double U1;cin>>U1;data[ii][0]=0.0;data[ii][1]=0.0;

电力系统潮流计算发展史 第3篇

该研究内容来源于国家自然科学基金资助项目“基于多代理和多模型技术的智能城市电网自愈控制理论研究” (课题编号:51077043) 和新世纪优秀人才支持计划资助项目“含风电场的分布式电力系统动态经济调度的智能建模与优化算法研究” (课题编号:NCET-07-0745) , 在《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE) 2011年1月第31卷1期的论文《含分布式电源的地区电网动态概率潮流计算》中得到了全面阐述。

发展绿色能源、建设智能电网是经济、社会和电网发展的必然选择, 对于充分发挥电网在资源优化配置、服务国民经济发展中的作用, 对于经济社会全面、协调和可持续发展具有十分重要的意义。近年来, 世界各国都在加快建设风力发电、太阳能光伏发电等清洁、可再生能源发电, 这些绿色能源的发电比例大大提高, 而风能、太阳能等能源具有随机性和间歇性, 大量的风力发电、太阳能光伏发电的应用对电力系统安全稳定运行提出了新的挑战。另一方面, 各国都相继展开了智能电网方面的研究, 期望现代电力系统变得更加智能。上述两方面的研究都要求对电力系统潮流分布的规律性和随机性进行研究, 以此为基础进行控制对电力系统的安全稳定运行具有重要的现实意义。

电力系统潮流计算发展史 第4篇

电力系统潮流计算具有很重要的现实意义：可以合理规划电网中的电源容量和电源接入点以及确定最佳的电网架构；可以找出电网中因为负荷增长和新设备投入而导致的薄弱环节，方便对电网进行网架结构的改进以及基建的加速；提供发电厂进行有功、无功调整以及负荷调整的计算依据；可以分析未来可能发生的事故以及设备的投切对电力系统静态稳定性的影响，进而得出相应的运行方式和调整方案。

在过去半个世纪以前，人们都是采用手工方法计算电力系统潮流，主要依靠计算尺。但是由于电力系统日渐复杂，手工计算起来非常复杂，不仅耗时费力，同时也容易出错。与此同时，伴随着计算机行业的飞速发展，就出现了后来的计算机算法。

在传统的“电力系统分析”教学课程中，教师们一般仅针对一些简单的电力系统（节点数很少）进行潮流计算，而忽视了现有潮流计算最通行常用的计算机算法。这种课程教学不仅枯燥，学生难以深刻领悟，而且与实际研究脱轨，因为目前现实中的电力系统都很复杂，采用手算不切实际，也就失去了教学的根本意义。本文针对课程教学中潮流计算方面存在的问题而进行教学改革研究。

DIgSILENT软件的潮流计算简介

电力系统仿真软件DIgSILENT的名称来源于数字仿真和电网计算程序（Digital Simulation and Electrical Network），是德国DIgSILENT GmbH公司开发的电力系统仿真软件。

DIgSILENT软件几乎包含了所有电力系统的常用分析功能，如潮流计算、短路计算（包括对称短路和不对称短路计算）、机电暂态和电磁暂态计算、谐波分析以及小干扰稳定性分析等等。另外一个重要的特点是把机电暂态分析模型与电磁暂态分析模型结合到一起，这样做的好处就是它不仅能够分析电网的暂态故障，而且又能研究电网的长期的电能质量问题及其控制手段。

DIgSILENT/Power Factory提供了非常全面的电力系统元件的模型库，包括发电机、电动机、控制器、动态负荷、线路、变压器、并联设备的模型，甚至包括风电机组电气部分的模型，如：双馈感应电机、变频器等等；其他部分如风速、机械传动系统、空气动力学部分以及控制系统都采用动态仿真语言DSL进行搭建。

DIgSILENT可以描述复杂的单相和三相AC系统及各种交直流混合系统。利用DIgSILENT进行潮流计算时，通过指定发电机、异步电动机、负荷等系统元件的特性来确定与之相连的母线在潮流计算中相应的属性，这样就能够以简单的操作方式来模拟复杂而真实的系统。此外，程序还提供了多种远程控制模式，例如多个发电机共同控制系统频率或母线电压等。DIgSILENT以更加接近实际情况的方式执行网络的控制模式，使操作和计算均得到简化。潮流求解过程提供了3种方法以供选择：经典的牛顿-拉夫逊算法、牛顿-拉夫逊电流迭代法和线性方程法。与此同时，DIgSILENT软件还可以进行变电站控制、网络控制以及变压器分接头调整控制。当潮流计算遇到不收敛的情况时，程序会自动将非线性的元件模型逐步线性化（主要是将所有负荷逐步转变为恒定阻抗，将非平衡节点发电机转变为带内阻抗的简单电压源），进而得出计算结果，该结果可用于对系统不收敛的原因作进一步分析。潮流计算的同时，DIgSILENT软件还可以实现过负荷校验计算等功能。

此外，最新版本的DIgSILENT还提供了最优潮流计算（OPF）功能。所谓最优潮流计算就是对基本潮流计算的有益补充。最优潮流计算主要采用内点法，而且提供了多种约束条件和控制手段，其目标函数主要有最小网损、最小燃料费用、最大利润及最小区域交换潮流。

DIgSILENT软件正逐渐成为电力系统研究方面最为认可的计算机软件之一，其所提供的潮流计算以及仿真结果已经在世界范围内得到广泛认可。

课程教学安排

手算

潮流计算可以用一组高阶的非线性的方程来表示，但是不含有微分方程，主要是因为潮流计算隶属于稳态分析，故不涉及系统元件的动态特性和过渡过程，而解非线性代数方程组最基本的方法就是迭代。因此，设计潮流计算算法的首要任务同时也是最为关键的问题就是收敛性，最终得出合理的解。

虽然目前计算机潮流算法运用十分广泛，但是掌握一些手算方法，不仅可以加深对其物理概念的理解，而且即便采用计算机算法，之前通常仍需采用手算求取某些原始数据。

这里所说的潮流计算手算方法主要针对简单网络的潮流分布，但是所谓的简单网络和复杂网络之间并没有明显的界限。课前老师把所需进行手算的算例以及分析资料分发给学生，让大家提前预习并先进行独立计算。然后在实验课上针对大家可能出现的共同问题进行详细讲解，并推导全过程，加深大家对潮流计算的认识和理解，掌握其原理。

运用DIgSILENT软件计算电力系统潮流

前面已经说到，计算机算法是大势所趋，而且已经得到广泛运用，是电气工程专业学生必须掌握的一项重要技能，也是未来继续深造以及竞争重要工作岗位的一个重要砝码。所以掌握并熟练运用计算机软件对本专业学生的未来发展起着重要的推动作用。

众所周知，DIgSILENT软件正逐渐成为电力系统研究方面最为认可的计算机软件之一。无一例外，任何一种电气设计软件都是先寻找或是自己搭建元件模型，然后通过所述关系搭建网络模型，其次就是设置元件参数，最后进行潮流计算。那么，如何判断一种设计软件是否优越，就是一看元件模型库是否丰富、准确，二看元件参数设置是否简单明了，再者就是看控制语言是否简洁易懂。

DIgSILNET采用有名值进行计算，电网元件从类型数据和个体数据两个层面被严格定义。类型数据包含了该类型元件用于各个计算功能的基本信息，例如某一架空线路的类型为OHL110kV-1，该类型的架空线为潮流计算提供的基本信息为，，，为短路计算提供的基本信息为，。对某一类型数据的改变将影响到所有采用该类型属性的元件。个体数据则是每个元件在分析计算中所要用到的仅与该元件本身相关的数据，例如某一架空线路的长为。采用该种方法进行计算机计算是有很多好处的。首先，我们无需再进行标幺值计算，避免了繁琐的计算，可以直接采用一些直观的铭牌数据等；其次，对于软件来讲，这也大大减少了数据的重复储存，显然对提高计算机速度也有一定的帮助。

在DIgSILNET中执行潮流计算、故障分析、谐波分析、动态仿真等功能时，可以引入多种电力电子元件，包括FACTS装置（如SVS、TCSC和UPFC）、直流整流和逆变器等。DIgSILENT为所使用的电力电子元件提供了丰富、开放且定期更新的模型库。

这些对于课程教学来说，减轻了单纯的软件学习难度，可以缓解学生对新软件学习的畏难心理。这种人机交互的友好界面，不仅老师们授课讲解起来比较轻松，而且学生们更易于接受，更为重要的是可激发学生的自主学习兴趣。

对比手算与机算

在课程的最后一个环节，但也是很重要的一个步骤，就是对比分析潮流分布的手算以及计算机算法。众所周知，学习的一个关键环节就是要学会对比分析以及总结，这种能力是学生们亟待培养和掌握的。最后，通过对比两种方法的结果，计算两者之间的误差，再分析一下导致这种后果的原因，原因可能是计算机算法或是手算采用了哪些近似处理，或是计算结果精确度的不同，这些都是需要学生自己进行总结归纳的。这一步看似可有可无，电力系统潮流分布的手算以及机算的结果都已经出来，课程已经结束。实则不然，这关键的最后一步恰恰是中国高等教育中最缺乏的部分，就是对新知识的分析与自我总结。做好这一步，对于学生自主学习创新能力的提升起到关键作用。

教学效果和结论

电力系统潮流计算发展史 第5篇

摘要：电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态。潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。本文通过psasp电力系统分析综合程序软件进行简单电力系统潮流计算仿真，利用牛顿法进行计算潮流。关键词： 电力系统；潮流计算；psasp 中图分类号：N031 文献标识码：A

Power System Flow Calculation Based On PSASP

JiShujie(College of Science, Liaoning Technical University, HuLudao 125105, Liaoning, China)Abstract: Power flow calculation is a calculation of the steady-state operation of the power system, which determines the status of each part of the entire power system according to the given operating conditions and system wiring.Power system flow calculation is very important to the analysis and calculation to the various issues for system planning and operation of research proposed.This paper conducts simple simulation of power flow calculation by psasp power system analysis software, flowing calculation by Newton method.Key words: power system;flow calculation;psasp

0 引言

潮流计算是电力系统分析最基本的计算。除它自身的重要作用之外，潮流计算还是网损计算、静态安全分析、暂态稳定计算、小干扰静态稳定计算、短路计算、静态和动态等值计算的基础。

实际电力系统的潮流计算主要采用牛顿-拉夫逊法。按电压的不同表示方法，牛顿-拉夫逊潮流计算分为直角坐标形式和极坐标形式两种。本文计算采用直角坐标形式下的牛顿-拉夫逊法，牛顿-拉夫逊法有很好的收敛性，但要求有合适的初值。

手工的潮流计算工作大量且易于出错。本文采用psasp软件进行潮流计算。《电力系统分析综合程序》（Power System Analysis SoftwarePackage）PSASP)是由中国电力科学研究院研发的电力系统分析程序。主要用于电力系统规划设计人员确定经济合理、技术可行的规划设计方案；运行调度人员确定系统运行方式、分析系统事故、寻求反事故措施；科研人员研究新设备、新元件投入系统等新问题以及高等院校用于教学和研究。电力系统潮流计算概述

1.1电力系统概述

电力工业发展初期，电能是直接在用户附近的发电站中生产的，各发电站孤立运行。随着工农业生产和城市的发展，电能的需要量迅速增加，而热能资源和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区，为了解决这个矛盾，就需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站，然后将电能远距离输送给电力用户。同时，为了提高供电的可靠性以及资源利用的综合经济性，又把许多分散的各种形式的发电站，通过送电线路和变电所联系起来。这种由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即称为电力系统。

运营方式管理中，潮流是确定电网运行方式的基本出发点：在规划领域，需要进行潮流分析验证规划方案的合理性；在实时运行环境，调度员潮流提供了电网在预想操作预想下的电网的潮流分布以及校验运行的可靠性。在电力系统调度运行的多个领域都涉及到电网潮流计算。潮流是确定电力网络运行状态的基本因素，潮流问题是研究电力系统稳态问题的基础和前提。

1.2潮流计算简介

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线的电压。各元件中流过的功率，系统的功率损耗等等。在电力系统规划的设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量的分析比较供电方案或运行方式的合理性。可靠性和经济性。此外，电力系统的潮流计算也是计算机系统动态稳定和静态稳定的基础，所以潮流计算是研究电力系统的一种和重要和基础的计算。

1.3 潮流计算的意义及其发展

电力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算，即节点电压和功率分布，用以检查系统各元件是否过负荷。各点电压是否满足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。对现有的电力系统的运行和扩建，对新的电力系统进行规划设计以及对电力系统进行静态和稳态分析都是以潮流计算为基础。潮流计算结果可用如电力系统稳态研究，安全估计或最优潮流等对潮流计算的模型和方法有直接影响。实际电力系统的潮流技术那主要采用牛顿—拉夫逊法。

在用数字解算计算机解电力系统潮流问题的开始阶段，普遍采取以节点导纳矩阵为基础的逐次代入法。这个方法的原理比较简单，要求的数字计算机内存量比较差下，适应50年代电子计算机制造水平和当时电力系统理论水平，但它的收敛性较差，当系统规模变大时，迭代次数急剧上升，在计算中往往出现迭代不收敛的情况。这就迫使电力系统的计算人员转向以阻抗矩阵为基础的逐次代入法。阻抗法改善了系统潮流计算问题的收敛性，解决了导纳无法求解的一些系统的潮流计算，在60年代获得了广泛的应用，阻抗法德主要缺点是占用计算机内存大，每次迭代的计算量大。当系统不断扩大时，这些缺点就更加突出，为了克服这些缺点，60年代中期发展了以阻抗矩阵为基础的分块阻抗法。这个方法把一个大系统分割为几个小的地区系统，在计算机内只需要存储各个地区系统的阻抗矩阵及它们之间联络的阻抗，这样不仅大幅度的节省了内存容量，同时也提高了计算速度。

克服阻抗法缺点是另一个途径是采用牛顿-拉夫逊法。这是数学中解决非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性。在解决电力系统潮流计算问题时，是以导纳矩阵为基础的，因此，只要我们能在迭代过程中尽可能保持方程式系数矩阵的稀疏性，就可以大大提高牛顿法潮流程序的效率。自从60年代中期，牛顿法中利用了最佳顺序消去法以后，牛顿法在收敛性。内存要求。速度方面都超过了阻抗法，成为了60年代末期以后广泛采用的优秀方法。PSASP简介及潮流结仿真研究

2.1 PSASP简介

基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，PSASP可进行电力系统(输电、供电和配电系统)的各种计算分析。包括:稳态分析的潮流计算、网损分析、最优潮流和无功优化、静态安全分析、谐波分析、静态等值等。

潮流计算有以下功能：

·提供P-Q分解、牛顿、最佳乘了等五种计算方法，以保证良好的收敛性； ·具有电压和功率的自动控制功能； ·可考虑自动调节变压器和移相器；

·可通过UD功能实现自动发电控制、可控串补及嵌套FACTS元件功能； ·灵活多样的计算结果报表、图形和图示化输出。

2.2潮流结仿真研究

对一个简单的电力系统模型，在psasp中进行画图仿真，如图1所示。此系统中共有1个平衡节点、1个PV节点及3个PQ节点。

图1电力系统模型 Figure 1 Power System Model

单线图完成后需要进行方案定义，通常定义成常规型。并且进行区域设置。进行潮流计算前需要在文本方式下潮流计算信息窗口中定义作业，如图2所示。采用牛顿算法，比较容易收敛，迭代次数设置为100次。点击“编辑”按钮填写有关数据，点击“刷新”按钮保存数据。

图2潮流计算信息窗口

Figure 2 flow calculation information window

最后就可以进行潮流计算，若计算收敛，则计算成功，否则需检查数据和调整计算作业方案。计算结果如图3所示.图3潮流计算结果

Figure 3 flow calculation results

输出报表如下图。

图4潮流计算摘要信息报表

Figure 4 flow calculation summary information report

图5物理母线报表 Figure 5 physical bus report

图6负荷结果报表 Figure 6 load resulting report

图7结果综述报表

Figure 7 results summary reports

图8交流线结果报表 Figure 8 AC line results report 结束语

潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统规划和运行中提出的各种问题。本文通过对电力系统模型采用PSASP软件进行潮流计算，可以得出PSASP能够较好地分析的潮流分布和负荷情况，能够满足电力系统运行分析与规划的数字仿真需要，从而保证电网的安全稳定运行。参考文献：

电力系统潮流计算发展史 第6篇

实验报告

学生姓名 课 程 电力系统分析的计算机算法 学 号

专 业 电气工程及其自动化 指导教师 邱晓燕

二Ο一四 年 六 月 二日

实验一

潮流计算

一、实验目的

1．了解并掌握电力系统计算机算法的相关原理。

2．了解和掌握PSD-BPA电力系统分析程序稳态分析方法（即潮流计算）。3．了解并掌握PSD-BPA电力系统分析程序单线图和地理接线图的使用。

二、实验背景

随着科学技术的飞速发展，电力系统也在不断地发展，电网通过互联变得越来越复杂，同时也使系统稳定问题越来越突出。无论是电力系统规划、设计还是运行，对其安全稳定进行分析都是极其重要的。

PSD-BPA软件包主要由潮流和暂稳程序构成，具有计算规模大、计算速度快、数值稳定性好、功能强等特点，已在我国电力系统规划、调度、生产运行及科研部门得到了广泛应用。

本实验课程基于PSD-BPA平台，结合《电力系统分析计算机算法》课程，旨在引导学生将理论知识和实际工程相结合，掌握电力系统稳态、暂态分析的原理、分析步骤以及结论分析。清晰认知电力系统分析的意义。

三、原理和说明

1.程序算法

PSD-BPA电力系统分析程序稳态分析主要是潮流计算，软件中潮流程序的计算方法有P_Q分解法，牛顿_拉夫逊法，改进的牛顿－拉夫逊算法。采用什么算法以及迭代的最大步数可以由用户指定。

注：采用P-Q分解法和牛顿－拉夫逊法相结合，以提高潮流计算的收敛性能，程序通常先采用P-Q分解法进行初始迭代，然后再转入牛顿－拉夫逊法求解潮流。

2.程序主要功能

可进行交流系统潮流计算，也可进行包括双端和多端直流系统的交直流混合潮流计算。除了潮流计算功能外，该软件还具有自动电压控制、联络线功率控制、系统事故分析（N-1开断模拟）、网络等值、灵敏度分析、节点P－V、Q－V和P－Q曲线、确定系统极限输送水平、负荷静特性模型、灵活多样的分析报告、详细的检错功能等功能。

3.输入、输出相关文件 *.dat

潮流计算数据文件

*.bse

潮流计算二进制结果文件（可用于潮流计算的输入或稳定计算）*.pfo

潮流计算结果文件

*.map 供单线图格式潮流图及地理接线图格式潮流图程序使用的二进制结果文件

*.pff，*.pfd 中间文件（正常计算结束后将自动删除。不正常时，将留在硬盘上，可随时删除）

pwrflo.dis 储存一个潮流作业计算时屏幕显示的信息。pfcard.def 定义潮流程序卡片格式文件，用户可更改及调整该文件。该文件安装时放在与潮流程序相同的目录中。打开TextEdit应用程序时先读入该文件。4.程序常用控制语句

常用的控制语句主要包括：

(1)指定潮流文件开始的一级控制语句“(POWERFLOW, CASEID=方式名, PROJECT=工程名)”

(2)指定计算方法和最大迭代次数的控制语句“/SOL_ITER, DECOUPLED=PQ法次数, NEWTON=牛拉法次数”；

(3)指定计算结果输出的控制语句“/P_OUTPUT_LIST, „”；(4)指定计算结果输出顺序的控制语句“/RPT_SORT= „”；

(5)指定计算结果分析列表的控制语句“/P_ANALYSIS, LEVEL= ？”；(6)指定潮流结果二进制文件名的控制语句“/NEW_BASE, FILE = 文件名”；

(7)指定潮流图和地理接线图使用的结果文件控制语句“/PF_MAP，FILE=文件名”；

(8)指定网络数据的控制语句“/NETWORK_DATA”；(9)指定潮流数据文件结束的控制语句“(END)”； 5.计算结果介绍（PFO文件）

潮流计算结果文件内容主要分下述几个方面： 1）程序控制语句列表。

2）输入、输出文件及输出的内容列表。

3）错误信息。如为致命性错误，则中断计算。4）误差控制参数列表。5）迭代过程。6）计算结果输出：

详细计算结果列表：按节点、与该节点相联接支路顺序，并根据用户的要求（通过控制语句控制）可按照字母、分区或区域排序输出潮流计算结果。

分析报告列表：并根据用户的要求（通过控制语句控制），输出各种潮流分析报告。

7）错误信息统计。6.算例

IEEE 9节点例题：

图1 IEEE9节点系统接线图

节点参数、线路参数及变压器参数分别见表1～表3。

表1 IEEE 9节点算例节点参数

表2 IEEE 9节点算例线路参数

表3 IEEE 9节点算例变压器参数

注：表1-表3中功率基准值为100MVA；电阻、电感值为标幺值。对应于上述系统及数据的潮流计算数据（IEEE90.DAT）见例1。例1：

(POWERFLOW,CASEID=IEEE9,PROJECT=IEEE_9BUS_TEST_SYSTEM)/SOL_ITER,DECOUPLED=2,NEWTON=15,OPITM=0./P_INPUT_LIST,ZONES=ALL /P_OUTPUT_LIST,ZONES=ALL /RPT_SORT=ZONE /NEW_BASE,FILE=IEEE90.BSE /PF_MAP,FILE = IEEE90.MAP /NETWORK_DATA BS GEN1

16.501 999.999.1.04 B

GEN1

230.01

B

STATIONA 230.01 125.50.0 0.B

STATIONB 230.01 90.30.0 0.B

STATIONC 230.01 100.35.0 0.000 B

GEN2

230.01

BE GEN2

18.001 163.999 10 25 B

GEN3

230.01 BE GEN3

13.801 85.999.1025

.L-----------------transmission lines----------------------------L

GEN1 230.STATIONA230..0100.0850.0440 L

GEN1 230.STATIONA230.2.0100.0850.0440 L

GEN1230.STATIONB230..0170.0920.0395 L

STATIONA230.GEN2230..0320.1610.0765 L

STATIONB230.GEN3230..0390.1700.0895 L

GEN2230.STATIONC230..0085.0720.03725 L

STATIONC230.GEN3230..0119.1008.05225.T-----transformers---------

T

GEN116.5 GEN1230..0576 16.5 230.T

GEN218.0 GEN2230..0625 18.0 230.T

GEN313.8 GEN3230..0586 13.8 230.(END)

四、实验过程及结果

（一）IEEE9节点算例： 1.系统接线图：

2.在BPA软件建立模型，并进行计算，结果如下： 1）系统数据 2）计算过程迭代信息及详细的输出列表：

小结

3.406

-60.2

0.000

28.2

0.000

0.0

3.406

-32.0

--------------

--------------

--------------

--------------

总结

3.406

-60.2

0.000

28.2

0.000

0.0

3.406

-32.0 * 并联无功补偿数据列表

/----------电容器（Mvar）-----------/

/-----------电抗器（Mvar）-------------/

区域/分区

最大容量

使用容量

备用

未安排容量

最大容量

使用容量

备用

未安排容量

01

73.4

73.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

-------

总结

73.4

73.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

TRANSMISSION LINES CONTAINING COMPENSATION

OWN ZONE BUS1

BASE1 ZONE BUS2

BASE2

ID PERCENT

CASE CONTAINS NO TRANSMISSION LINES WITH SERIES COMPENSATION

* 节点相关数据列表

节点

电压

/--------发电--------/ /---负荷----/

/-----无功补偿-----/ 类型 拥有者 分区

电压/角度

kV

MW

MVAR 功率因数

MW

MVAR

使用的存在的未安排

PU/度

发电机1

16.5

16.5

105.4

23.1 0.98

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

S

01

1.000/

0.0

发电机2

18.0

18.0

180.0

40.6 0.98

17.0

8.0

0.0

0.0

0.0

E

01

1.000/

5.4

发电机3

13.8

13.8

85.0

13.8 0.99

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

E

01

1.000/

1.6

母线1

230.0

239.3

0.0

0.0

0.0

0.0

21.6

21.6

0.0

01

1.040/-3.5

母线2

230.0

238.3

0.0

0.0

35.0

10.0

0.0

0.0

0.0

01

1.036/-0.6

母线3

230.0

240.3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

01

1.045/-1.3

母线A

230.0

232.6

0.0

0.0

125.0

70.0

20.5

20.5

0.0

01

1.011/-6.0

母线B

230.0

234.1

0.0

0.0

90.0

40.0

10.4

10.4

0.0

01

1.018/-5.7

母线C

230.0

235.6

0.0

0.0

100.0

55.0

21.0

21.0

0.0

01

1.024/-3.1

--------------

--------------------------------

整个系统

370.4

77.6

367.0

183.0

73.4

73.4

0.0

电容器总和

73.4

73.4

0.0

电抗器总和

0.0

0.0

0.0 * 旋转备用数据列表

------------有功功率-----------

------------------------无功功率-----------------------

区域/分区

最大值

实际出力

备用

最大值

最小值

已发无功

吸收无功

备用

(MW)

(MW)

(MW)

(MVAR)

(MVAR)

(MVAR)

(MVAR)

(MVAR)

01

370.4

370.4

0.0

2997.0

0.0

77.6

0.0

2919.4

-------

-------

------

-------

-------

-------

------

-------

总结

370.4

370.4

0.0

2997.0

0.0

77.6

0.0

2919.4

说明：

1.有功旋转备用不包含所有同步电动机的功率（如 抽水蓄能电机）。

有功出力为负值的发电机（包括电动机）作为负荷处理，不统计在内。

当最大出力值小于实际出力时，统计时最大出力值用实际出力值代替。

2.无功旋转备用不包含同步调相机的无功功率。

无功旋转备用只统计有功出力大于0并且基准电压小于30kV的发电机。

* 潮流计算迭代过程和平衡节点相关信息数据

计算结果收敛。牛顿-拉夫逊法迭代次数为 5次。

各区域平衡机出力数据列表

区域

平衡机

电压

额定有功

有功出力

无功出力

有功负荷

无功负荷

所属分区

SYSTEM

发电机1 16.5

1.000

0.00

105.41

23.11

0.00

0.00

01

* 没有遇到错误信息 23:03:48 3）单线图：

（二）课本习题：E2-5 1.网络接线图：

2.程序：

(POWERFLOW,CASEID=IEEE9,PROJECT=IEEE_9BUS_TEST_SYSTEM)/SOL_ITER,DECOUPLED=2,NEWTON=15,OPITM=0 /P_OUTPUT_LIST,ZONES=ALL /RPT_SORT=ZONE /NEW_BASE,FILE=IEEE90.BSE /PF_MAP,FILE = IEEE90.MAP /NETWORK_DATA.BUS-----------------节点数据-----BS

母线4

999

999

1.050

B

母线1

0.32 0.20

B

母线2

0.56 0.16

BE

母线3

0.5 999

1.10

.L-----------------支路数据-----L

母线1

母线2

0.11 0.40

0.015

L

母线2

母线4

0.08 0.40

0.014

L

母线4

母线1

0.12 0.51

0.019

.T--------------变压器数据，包括普通变压器、移相器、带调节的变压器等。

T

母线1

母线3

0.07 0.35

(END)

3.计算结果

4.系统单线图

五、总结及思考题

实验中遇到的问题及解决方法：

路径错误——————重设各个参数路径 卡片无法识别—————将参数规范化

本次实验使我初步掌握了PSD-BPA软件在电力系统潮流计算中的使用方法，收获良多，为今后的工作打下了基础。获益匪浅。

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本计算。它的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。

电力系统潮流计算发展史 第7篇

中图分类号：tm744 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2016）21-0185-03

0 引言

潮流计算是电力系统稳态运行中的基本计算方法中的一种计算方法，也是电力系统稳态运行中最重要的运算。潮流计算是保证电力系统安全、经济运行的根本。在新电网建设的初期规划中，有了潮流计算，可规划出电源的容量及其接入点，可计算出无功补偿的容量，选择合适的补偿方式，以满足在电网潮流的控制、调压、调相、调峰的交换要求。潮流计算可以选择电力系统的运行方式，便于定期对电力系统中的元件进行检修。

潮流计算的过程

1.1 原始资料

①系统图：两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。（图1）

②发电厂资料：

③变电所资料：

1）变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为：10kv，35kv，10kv，35kv。

3）每个变电所的功率因数均为cosφ=0.9。

④输电线路资料：

发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为0.17ω，单位长度的电抗为0.402ω，单位长度的电纳为2.78*10-6s。

1.2 基本要求

①对给定的网络查找潮流计算所需的各元件等值参数，画出等值电路图。

②输入各支路数据，各节点数据，利用simulink搭建仿真模型等方法，进行在变电所的某一负荷情况下的潮流计算及仿真，并对计算结果进行分析。

③如果各母线电压不满足要求，进行电压的调整。（变电所低压母线电压10kv要求调整范围在9.5-10.5之间；电压35kv要求调整范围在35-36之间）。

④利用matlab软件，进行上述各种情况潮流的计算及仿真。

1.3 节点设置及分析

由上述系统图可知，该系统图为双端供电网络。将母线1，2设为节点1，10，将变电所1、2、3、4的高低压侧分别设为节点2、3、4、5、6、7、8、9。并且，将节点1设为平衡节点，将节点10设为pv节点，其余节点设为pq节点。

1.4 参数求取

将参数整理如表

1、表2所示。

1.5 进行潮流计算

图2为仿真模型图。

从潮流计算的结果可得到，系统的各个节点电压的标幺值可归纳为表3。

由matlab编程调节后，可得到表4的发电厂电压和变压器分接头电压得标幺值。

在得到了上述调节后的电压标幺值，对电机模型和变压器模型进行更改。表5为调节前后各节点的电压标幺值。

由题意可知，变电所低压母线电压10kv要求调整范围在9.5-10.5之间；电压35kv要求调整范围在35-36之间。因此我们可以看出，经过调节后，节点3、5、7、9点电压已经满足了系统的要求。表6是电压调节前后对线路损耗进行分析的记录。

由表6的电压调节前后功率损耗对比，可以看出有功功率随着变压器分接头变比的增大而逐渐增大，使得变压器的低压侧的电压处于允许范围内，符合其要求。

表7为调节后的各支路电压首末端的功率整理表

表8为各节点功率s的标幺值。

1.6 对比

由上面的三种方法简单地比较，我们可以看出，在同一个电力系统中，用不同的方法进行潮流计算，所得到的结果是大致相同的。

基于云计算的电力系统潮流分析 第8篇

1 云计算在电力系统潮流中的运用背景

1.1 时代背景

随着电网规模的不断扩大, 电力系统的发展变得越来越“信息化、自动化、互动化”的特征。近年来来, 云计算作为一种崭新的计算模式, 在工业界和学术界的推动下, 已经取得了巨大的发展, 也引起了世界各国的广泛关注, 像亚马逊、谷歌、微软和雅虎等大公司都是与云计算的领航者, 近几年这些技术型的大公司纷纷推出了“云计划”。要在世界范围内建立庞大的云计算中心, 另一方面学术界纷纷打算推进云计算的深层研究, 为云计算的发展奠定了学术基础, 随着时代的不断向前发展, 云计算将应用于社会生活的每一个角落, 在2012年云计算所占的市场份额就达到了420多亿美元, 就目前的发展状况来看, 云计算在各大公司和学术界的推动下, 拥有着非常优越的发展前景。目前, 云计算在电力的应用方面还比较少, 而电力系统潮流的分析作为电力系统稳定计算的基础, 是电力系统信息应用平台中的一个重要组成部分, 云计算对电力系统平台的建立具有不可或缺的作用, 能够促进国家电力事业的发展, 在科技时代的大背景下, 云计算技术将发展的越来越好, 将会成为计算系统中的主力军。

1.2 技术发展的背景

随着我国电力发展的系统的不断完善, 现代的电力系统正在变化成为一个高数据容量的数据计算系统, 这样就给我国的电力发展带来了巨大的挑战, 技术雄厚的发达国家云计算发展完善, 而我国正处于社会主义发展的初级阶段, 经济技术水平较落后。伴随着互联网快速采集装置的出现, 计算机系统需要的计算能力远远的超过了目前的计算机配置, 不断增加的信息处理量也给计算机的配置提出了更高水平的要求, 亟待加快数据的处理速度, 由于电力系统的建设年代不同, 系统的配置也各有不同, 有些系统虽然收集和积累了大量的数据以及电力市场运营等方面的信息, 但是系统间缺乏信息交流, 造成了发展速度慢, 信息交叠, 信息浪费等情况的发生。当今社会, 电力系统中用于分析计算和运行控制的工具也受到了深刻的影响, 给世界热潮的电网的“智能化”带来了极大的挑战。

2 电力潮流存在的问题以及优越性的分析

2.1 现阶段电网运行的潮流存在什么问题

就目前的电力发展状况来看, 现阶段的电网的运行潮流存在直流潮流的电网阻塞调度的问题。电网中的米一条线路上的有功潮流取决于电网结构和各发电机组所出的力, 电网的每一条线路上的有功潮流的绝对值是一个安全的值, 限值还具有一定的相对安全的裕度。如果各个机组出力分陪方案使某条线路上的有功潮流的绝对值超出了限定的值时, 就造成了输电堵塞。在传统的电力输送中, 输电堵塞不是一个典型的问题, 但是在电力市场化后, 输电系统和发电厂彼此就成为了一个单独的经济实体, 也就出现了许多新的问题。现阶段的电网运行潮流取决于电力交易的分布, 而电力的交易以利润的最大化为导向, 功率流动的随意性大, 发生阻塞的可能性就增加了, 潮流的阻塞问题逐渐变得突出, 就成为了电网运行潮流中的一个重要的问题。建立一种快速、有效的阻塞的管理机制是非常重要的, 也就是说根据我国的现阶段国庆, 妥善, 平稳的过度到完全意义上的电力市场, 制定合理, 有效的阻塞调度机制能够保证我国现阶段的电网潮流的顺利运行。

再有一个较严重的问题就是大电网互联系统的频率与潮流的问题, 大电网互联以后, 系统的频率将更加平稳, 一般符合所产生的频率是非常小的, 但就是着很小的频率也可能使联络线潮流产生很大的变化。在大电网发展的背景下, 诸如稳定问题、无功电压、频率控制潮流等都是电网运行潮流中比较突出的问题。

2.2 传统的电网潮流分析有什么局限性

传统的电网潮流与现代相比科技水平比较落后, 传统的电网潮流具有一定的局限性, 传统的电网潮流会影响电力传输的稳定性, 随着传统的电网覆盖的范围不断扩大, 原有的电网潮流技术不能适应电网发展的需要, 可能会使电网潮流发生局部的危机, 遭到重大的技术事故, 传统电网的复杂化会使电网传输变得越来越薄弱, 这样不仅使电网企业面临巨大的技术挑战, 还会给企业的发展带来巨大的经济损失, 影响了传统电网潮流的稳定性。电网潮流的局限性会给电力企业的发展带来巨大的经济损失。电网潮流的计算对于电网潮流的发展有着非常重要的作用, 通过潮流的计算, 能够在逐渐的发展的电网中找出电力潮流比较薄弱的部分, 为工作人员维护电网和进行电网的维修提供了便利。优化电网的潮流计算方式, 能够提高电网的输电率和资源的利用效率, 利用新型的潮流的的计算能够促进电力的稳定。

2.3 为什么基于云计算的潮流分析能解决以上问题

云计算作为一种新型的计算工具, 它能够进行每秒亿万次的计算, 相对于传统的运算方式具有一定的优势, 它能够对电流的传输的速率进行精准的运算, 能够给用户带来前所未有的储存能力。就能够解决电阻阻塞的问题, 电网潮流的运行需要进行精准的运算, 而云计算的正好解决了这个棘手的问题, 减少了电流传输的阻塞。云计算具有高可靠性, 可以通过各种不同的高科技措施保证电力潮流的顺利进行, 云计算的高实用性和具有较高的计算能力, 能够精准的计算出电力的运行频率, 能够解决大电网下互联系统的频率与潮流的问题。电网潮流的发展具有一定的局限性, 那就是电流传输的不稳定性, 云计算的高实用性, 以及云计算具有较高的存储能力和快速的计算能力, 因此比传统的运行方式服务质量高。它不单单只是针对某个特定的应用, 而是全方位的对电力潮流进行计算, 保障电力潮流顺利运行, 云计算能够保障电力潮流的平稳运行。

3 云计算在电力系统运用中的具体分类

3.1 云计算的本身属性分类

在云计算的使用过程中我们可以对它的属性进行分类, 云计算可分为硬件、平台、软件和服务。都是通过互联网的方式提供给用户改变了传统模式下自给自足的IT运用模式, 变为了分工专业、协同配合的运行模式。这种类型能够更好为企业提供服务, 减少了企业的成本。通过分类, 每一个部门各司其职, 互不干扰, 提高了云计算的工作效率, 给企业的发展带来了巨大的影响, 是其比传统的运行方式更具有优势。

3.2 云计算的使用类型分类

云计算在使用的过程中我们可以对其使用类型进行分类, 可分为网络化访问、用户自主服务、提供开放的服务访问和管理接口、持续的服务更新与孵化、资源聚合成池、.自动化管理与快速交付、弹性扩展、资源使用计量等。使云计算的使用更加完善, 也为使用者提供了便利。

4 结束语

云技术作为新一代的网络技术平台的核心技术, 他能够为人们提供安全、可靠的信息储存, 以及方便快捷的互联网服务。随着经济社会的不算发展, 工业生产和人民的日常生活对电力的应用将会越来越强, 对电力的稳定性、可靠性和电力的服务水平也将会要求的越来越高, 因此云计算的应用就变得越来越重要。云计算作为一种高效、清洁、安全、可靠的技术, 对电力潮流的发展具有重大的影响。

摘要：随着互联网技术的发展, 使我国电力系统也在向着互联网程度不断进发, 电力系统正在以大量数据和信息计算的形式不断呈现。由于传统的运行模式对大量数据以及信息的处理能力已经跟不上时代的步伐, 人们急需探索一种具有可行性而且有必要性的运行平台来对电力系统数据和信息进行处理。在这样的时代背景下, 云计算逐步走入了人们的视野。

关键词：云计算,电力系统潮流,分析

参考文献

[1]高玲.云计算技术在电力系统信息化中的应用[J].电子制作, 2013, 11:115.

[2]龙瑞.关于电力系统继电保护维护技术要点分析[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版, 2012.

电力系统潮流计算发展史 第9篇

关键词：电力系统；潮流计算；Matpower软件

引言：电力系统分析中，最基本的计算就是潮流计算，它是在电网正常或故障情况下的稳定运行状态的计算。电力系统潮流计算的目的是计算系统在给定状态下的节点电压及功率分布，来检查系统中各电压是否满足要求，系统中各元件是否过负荷以及功率分配的合理性等。潮流计算的结果还能应用于电力系统的稳态分析、最优潮流和安全估计等。本设计主要运用Matpower软件来进行潮流计算。Matpower多用于小型电力系统的潮流计算分析，它运行较为稳定，计算速度快，运行结果全面、直观易懂，且准确度高。从建模上来说，Matpower不需要像Simulink仿真找出所需元件再输入数据等等较繁琐的工序；从编程上来说，Matpower的程序编写没有直接运用Matlab编程复杂。

一、潮流计算的过程

（一）潮流计算的基本要求。根据系统图及发电厂、变电所、输电线路等参数，按照设计内容对系统进行潮流计算，并分析计算结果。对于潮流计算结果，各母线电压均要满足变电所低压母线10KV在9.5—10.5KV之间，变电所低压母线35KV在

35—36KV之间。如计算结果不在该范围内，则需进行电压的调整。

（二）系统图。（1）发电厂资料：母线1和2为发电厂高压母线，发电厂一总装机容量为（400MW），母线3为机压母线，机压母线上装机容量为（100MW），最大负荷和最小负荷分别为

50MW和30MW；发电厂二总装机容量为（200MW）。（2）变电所资料：①变电所1、2、3、4低压母线的电压等级分别为：10KV 35KV 10KV 35KV。②变电所的负荷如表1所示：

③每个变电所的功率因数均为cosΦ=0.9；④变电所2和变电所4分别配有两台容量为75MVA的变压器，短路损耗

414KW，短路电压（Uk%）=16.7；变电所1和变电所3分别配有两台容量为63MVA的变压器，短路损耗为245KW，短路电压（Uk%）=10.5；（3）输电线路资料：发电厂和变电所之间的输电线路的电压等级及长度标于图中，单位长度的电阻为0.17Ω，单位长度的电抗为0.402Ω，单位长度的电纳为2.17*10-6S。（4）系统图：两个发电厂分别通过变压器和输电线路与四个变电所相连。

（三）电网的节点设置与分类。从题目给定的系统图中，可了解该系统为两端供电网络，本课题设母线1、2为节点1、10，设变电所1、2、3、4的高压侧为节点2、4、6、8，低压侧为节点3、5、7、9。并设平衡节点为节点1，PV节点为节点10，剩余节点为PQ节点。

变压器共有5个抽头，当变压器高压侧输入电压不稳定时来调整抽头以保持变压器二次侧输出电压的稳定。电压调节范围为， 对应的分接头开始时设变压器高压侧接主接头，降压变压器5个分接头时的非标准变比以备调压时选用。对于变电所低压母线为35K变压器，非标准变比的算法与10KV的相同。

（五）Matpower的M文件的编写。M文件的3个矩阵分别设置系统母线参数、接入系统的发电机（变电所）参数和系统中各支路参数，如图2、图3、图4所示。

二、潮流计算结果分析

通过运行M文件，可得系统潮流计算的部分结果如图2所示。

（1）根据图5可知，负荷消耗的有功功率228.8MW与系统的有功损耗11.82MW之和为240.62MW，与两个发电厂输出的有功功率近似相等，这与理论结果一致，说明此潮流计算是正确的。（2）根据图6可知，PV节点10的有功功率和电压幅值在潮流计算过程中保持不变，而平衡节点1的有功功率变为40.62MW，是因为它的作用是平衡系统功率。（3）平衡节点1的有功功率40.62MW在初始设置的功率范围内，说明选择1号节点为平衡节点是正确的。（4）图6中平衡节点的电压幅值和相角、发电机节点的电压幅值和有功功率以及负荷节点的有功无功功率与初始设置的数据是一致的，表明了在潮流计算中，这些量为定解条件。（5）系统节点电压如表4所示，根据系统给定条件低压母线10KV在9.5—10.5KV之间，变电所低压母线35KV在35—36KV之间，经过折算发现节点3、5、7、9不在指定范围内，需要进行电压调整，电压调整后折算发现3、5、7、9节点已满足要求，且相角随电压幅值而变化。线路的有功损耗逐渐增加，四个变电所低压侧电压均在允许范围内，符合课题要求，具体支路损耗见表5。

三、Matpower、Matlab编程和Simulink仿真三种方法的比较

（1）随机抽取5个节点的调节后的电压标幺值进行对比，如表7所示。

（2）随机抽取5条电压调整后的支路功率进行对比，如表8、9所示。

由上述比较可知，从运算结果的各节点的电压、支路损耗及支路功率进行对比发现三种方法的数据差别很小，可以说对同一个电力系统，运用这三种方法进行潮流计算，其结果是相同的。

四、结语

对给定系统通过Matpower进行潮流计算后，其运算结果从节点、支路等方面与Matlab编程与Simulink仿真的结果进行了对比，得出系统运行稳定，且在符合系统要求的情况下，三种方法的潮流计算结果基本一致。

参考文献：

[1] 于群.曹娜.MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真[M].北京：机械工业出版社，2011.5

[2] 胡健.杨宣访.陈帆.HU Jian.YANG Xuan-fang.CHEN Fan 基于牛顿—拉夫逊电力系统潮流计算的改进算法[J] - 计算技术与自动化 2013（4）