浅谈电力潮流计算方法

张 敏

（四川省电力公司广安电业局，四川 广安 638000）

1 潮流计算的概念及意义

潮流算法通常是在无功功率和有功功率、复合点吸取、但离网络的参数和结构已知的条件下，计算出全网相位角和各个节点电压幅值，最后可以得出各个支路的网络损耗以及功率分布。规划工作和电力系统的运行都是建立在电力系统潮流计算方法和其分析上，我们可以通过潮流计算来预知各个元件负荷的情况，从而能够根据情况来对系统的安全制定、研究相应的安全措施。网络中母线的电压是否保持在允许范围，网络结构是否会随着各种负荷和电源的变化而发生改变，这些都是潮流计算要研究的问题。潮流计算保障了网络规划方案的安全稳定运行，也为满足未来供电负荷增长需求的制定，它可以对网络规划方案是否满足各种运行方式来进行检验。

2 潮流计算的原理

3 传统潮流算法

普遍采用的潮流计算方法是以节点电压法为基础，作为电力网络的数学模型，节点导入矩阵。①直流法，它不存在收敛的问题，也不需要迭代的过程，它属于线性方程直接解法。它虽然拥有足够的计算精度、所需内存小、计算快，但是只能对有功潮流进行分部计算。②牛顿拉伏逊算法，这种算法的计算量大，每次需要迭代计算时，必须重新生成雅可比矩阵，但是这种方法的收敛性较好。③PQ 分解法，该方法基于极坐标形式的牛顿法行政方程，并加以简化而获得。我们可以利用网络物理的特性来对其进行简化。这种方法的特点是计算的速度快、所需要的内存少。

4 新型潮流计算方法

4.1 配电网模糊潮流计算法

该算法将无功功率、有功功率、节点电压等参量针对配电系统总存在的诸多不确定隐私，采用了提醒模糊隶属函数表示，而且，其计算获得的结果的表示也采用了提醒模糊隶属函数。该算法的收敛性好，实现了有效的扩展性。这种算法能够在复杂的实际配电系统中得以应用。

4.2 双向迭代并行潮流计算法

该方法以浓缩网络过程为基础，来进行潮流求解。前向简化技术线性变换了每一个节点的潮流牛顿线性修正方程，以得出主网格接口方程与计算节点相对应的修正线性方程。通过接口的变量增量的线性关系，子网络的整个拓扑关系和潮流状态对所有计算节点进行修正后，得出能够进行求解的线性方程。计算出节点内部潮流变量迭代修正量后，完成浓缩网格的每个节点的增量变量计算。

4.3 人工智能方法

在先今的电力系统潮流计算中，人工智能这种新兴的方法被人们越来越多的应用。该方法以基于人类活动和自然界的有效类比，它不会对精确的数学模型过于依赖，其本身具有的算法有粒子群优化算法、模拟退火法、遗传法等，这些都是具有代表性的算法。人们通过对群鸟扑食行为的分析、研究，得出了粒子群优化算法，该算法容易实现、鲁棒性好，而且具备了并行处理的特征。它属于迭代随机搜索算法，处理电力系统中各种复杂的优化问题的应用方面已经做的比较完善，它计算效率高，可以使问题得到最佳的解决。模拟退火算法是一种有效的通用启发随机搜索的方法，也是一种进化优化方法。它以热力学原理为基础，并建立的随机搜索算法。人们根据固体退火的原理研究出本算法思想。算法对修正了常规迭代寻优算法，其原理较为简单。

4.4 基于现代内点理论的电力系统潮流算法

迭代的计算方法进行求解时，会相应的存在一些病态潮流计算问题。病态表现为算法往往会出现不收敛和振荡的现象。研究人员针对以上缺陷，开发出以非线性规划模型为基础的算法。在运行条件下，如果潮流问题无解，目标值就是一个非零的正值；如果潮流问题有解，那么目标值则为零。基于L1 范数的计算原理提出了潮流计算算法以及其模型。求解时可结合现代内点算法来进行。该模型与传统的模型相比较，具有便于编程、直观、间接等特点，对解决各种病态系统均可以起到良好的收敛作用，其计算的结果可靠、准确。以L1 范数的数学规划模型为基础，更加简便地实现了对系统在运行中的每个部位的控制，能够方便的对潮流计算进行调整，它是最优潮流的计算模型。

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