电流系统稳态控制潮流分析

张恪杨迎旗张志辉（.河海大学能源与电气学院，江苏南京 00；.国网辽宁省电力有限公司阜新供电公司，辽宁阜新 000；.大唐新能源山东公司，山东济南 50000）



电流系统稳态控制潮流分析

张恪1杨迎旗2张志辉3
（1.河海大学能源与电气学院，江苏南京 211100；2.国网辽宁省电力有限公司阜新供电公司，辽宁阜新 123000；3.大唐新能源山东公司，山东济南 250000）

【摘要】在电力系统中，电流系统稳态控制潮流算法是最基本的但也是最重要的一种计算，该算法是关于电力系统的运行和规划的基础，也是电力系统能够进行安全可靠性分析的基础，本文简单分析了电力系统的运行状况，对电力系统稳态控制潮流做了简要的概述并简单介绍了下电力系统稳态控制潮流算法。

【关键词】电流系统 稳态控制潮流 电力系统

1 前言

电力系统的发展在电力工业中担任着重要角色，随着电力系统规模的不断扩大，对比较大型的电力系统进行分析和计算时的难度也在不断的加大，电力系统在运行和规划时，都要考虑到其稳态运行的情况，从而可以确定其稳态运行的状态。而通过对电流系统进行潮流计算可以确定电力系统的稳态运行状态。

2 电力系统运行状况

电力系统在实际运行中，发电厂产生的电能与在同一时刻进行的电能的输送和消费的电能以及在分配电能时产生的损耗都是相同的，即在电力系统运行中同一时刻产生的功率都是平衡的，对电力系统运行状况的分析主要包括对发电机有功功率与频率之间的关系、对发电机的频率一次调节、对发电机的无功功率和端电压的控制以及负荷的静态特性进行分析。

系统的负荷发生变化之后，本身具有调节容量的发电机组均会按照有功-频率的调节特性进行频率的一次调节，发电机组调节顺序是不分先后的并且是同时进行的调节。在进行调节的过程中，频率的偏差如果超过系统中调频器的动作值，那么此时的调频器将要开始动作，从而进行第二次的频率调节，此时的二次频率的调节只是由发电机组进行承担，并且调节的容量要足够和调节速度要快。系统的频率如果发生变化，发电机的转速也会发生变化，如果该发电机的转速变化超出了发电机组所规定的的不灵敏区，那么发电机的调速就会发生动作，如果要保证原动机功率的平衡，那么就要改变原动机的阀门位置。当系统的频率下降将造成发电机的进水阀门或者是蒸汽阀门开度变大，那么就要提高原动机的功率来维持功率的平衡，当系统的频率上升将造成发电机的进水阀门或者是蒸汽阀门开度变小，那么就要减少原动机的功率来维持功率的平衡，所有的发电机在投入运行之前都是要进行试验的，要确保符合频率的一次调节的技术，试验时应当采用模拟频率偏移的方法进行试验，并且是在超出调速系统的不灵敏区进行的，为了保证频率一次调节的技术条件，要满足实际的特性参数和设定的参数要一致。

控制电压最重要的手段是发电机的励磁调节器，在发电机组中有励磁系统和自动调速时，在发电机组出力的范围内，改变的情况可以分为两种，一是当需要对发电机的出力进行调节时，一般是通过改变有功-频率特性的空载运行的频率和无功电压特性的空载运行的电压。二是若系统的变化，反映到机端的时候，在自动调节允许的范围内，机组的出力是随着有功-频率的特性曲线和无功-电压的特性曲线进行变化的。在进行电力系统运行的分析时，要保证励磁系统的调节和发电机的调速系统的有差特性，不是假象的误差特性。负荷功率会随着系统的频率的不同而变化，这种规律成为负荷特性，所谓的负荷静态特性是指当电压或者频率变化之后进入稳态时，负荷功率和频率或者是电压之间的关系。

3 电力系统稳态控制潮流概述

电力系统潮流计算做为研究电力系统稳态运行的一种基本电气计算，是整个电力系统稳定计算和对故障进行分析的基础，它的主要任务就是根据给定的运行条件以及给出的网络结构来分析整个系统的运行状态，比如母线上的电压幅值以及相角，还有网络中的各功率分布以及功率损耗等，发电机、附设的调速、原动机和励磁系统组成的机组是电力系统稳态运行的重要特征，在输电网中，各电气量之间是相互影响的，为了满足负荷的需要，可以对根据运行状况的变化，自行的调节其功率，这一特征是产生电能、输送电能和消费电能过程中的一个基本物理现象。在这种基本物理现象中的电力系统稳态运行中的潮流分布是电力系统通过控制影响后的潮流，这种潮流成为控制潮流，在电力系统的负荷确定条件下，控制潮流主要讨论的是通过机组控制调节的作用使电力稳态系统进行的潮流分布，另外还有针对其运行点的变化率进行特征分析。除了可以采用粗略的、简化计算的运行方式和由于某些运行条件而造成的估计不准确外，对未来运行方式进行安排、对历史现象进行考察和对当前运行方式进行分析的电力系统稳定分析都不能忽略控制潮流客观存在的重要特征。

4 电力系统稳态控制潮流算法

常规的潮流计算算法一般是给定了控制变量，这样就不容易反映出发电机出力的调节与负荷扰动相适应的情况，可以对相互独立的发电机提出控制它的调差系数GK和它的δK系数，从而达到负荷的要求，通过发电机组静态有差的输出特性建立电力系统稳态控制潮流的数学模型，通过迭代计算的计算方法进行求解，并且在计算的过程中采用分块求逆的求解方式，这样可以减少潮流计算在进行求解时的计算量，从而可以解决在自行调节发生故障后的阶段内的控制潮流的计算，采用此种计算方法的特点是减少了常规潮流中的平衡节点，这样不会造成由于平衡节点选取的不同而造成的不同的潮流计算结果，这样的算法更适合于按照设定情况来进行调节的实际情况。另外采用的分块求逆的方法和其具有规律性和稀疏性，减少了控制潮流在进行求解时的计算量。这种控制潮流的计算算法为稳态控制潮流的数学模型找到了完全独立的控制变量，这也为将来的对多远函数进行分析奠定了一定的基础。

5 结语

电流系统稳态控制潮流的计算方法电力系统稳定运行的基础，经过国内外学者的探讨和摸索，电力系统的潮流计算算法得到了较好的发展，电力系统在实际运行中受到外界多方面的干扰，各种不同的故障和随机的因素都会影响电力系统的稳定正常的运行，通过本文对电力系统的运行简单的分析，结合电力系统稳态控制潮流的概述，简单介绍了几种电力系统稳态控制潮流的算法，希望可以为电力系统稳态控制潮流的研究提供一些具有参考价值的内容。

参考文献：

［1］川诸俊伟 主编.电力系统分析［M］.北京：中国电力出版社，1995.

［2］包黎听，段献忠，何仰赞，宋志东.考虑发电机约束条件的潮流计算方法［J］.中国电机工程学报，1998（18）：413-415.

［3］王继来，王江，柳悼.电力系统潮流算法的几点改进［J］.中国电机工程学报，2001（21）：88-93.