pq分解法潮流計算報告

2023-06-26

根據工作的內容與性質，報告劃分為不同的寫作格式，加上報告的內容較多，很多人不知道怎么寫報告。以下是小編整理的關于《pq分解法潮流計算報告》，僅供參考，大家一起來看看吧。

第一篇：pq分解法潮流計算報告

電力系統分析計算機算法PSDBPA潮流計算實驗報告

電力系統分析的計算機算法

實驗報告

學生姓名課程電力系統分析的計算機算法學號

專業電氣工程及其自動化指導教師邱曉燕

二Ο一四年六月二日

實驗一

潮流計算

一、實驗目的

1.了解并掌握電力系統計算機算法的相關原理。

2.了解和掌握PSD-BPA電力系統分析程序穩態分析方法(即潮流計算)。 3.了解并掌握PSD-BPA電力系統分析程序單線圖和地理接線圖的使用。

二、實驗背景

隨著科學技術的飛速發展，電力系統也在不斷地發展，電網通過互聯變得越來越復雜，同時也使系統穩定問題越來越突出。無論是電力系統規劃、設計還是運行，對其安全穩定進行分析都是極其重要的。

PSD-BPA軟件包主要由潮流和暫穩程序構成，具有計算規模大、計算速度快、數值穩定性好、功能強等特點，已在我國電力系統規劃、調度、生產運行及科研部門得到了廣泛應用。

本實驗課程基于PSD-BPA平臺，結合《電力系統分析計算機算法》課程，旨在引導學生將理論知識和實際工程相結合，掌握電力系統穩態、暫態分析的原理、分析步驟以及結論分析。清晰認知電力系統分析的意義。

三、原理和說明

1. 程序算法

PSD-BPA電力系統分析程序穩態分析主要是潮流計算，軟件中潮流程序的計算方法有P_Q分解法，牛頓_拉夫遜法，改進的牛頓-拉夫遜算法。采用什么算法以及迭代的最大步數可以由用戶指定。

注：采用P-Q分解法和牛頓-拉夫遜法相結合，以提高潮流計算的收斂性能，程序通常先采用P-Q分解法進行初始迭代，然后再轉入牛頓-拉夫遜法求解潮流。

2. 程序主要功能

可進行交流系統潮流計算，也可進行包括雙端和多端直流系統的交直流混合潮流計算。除了潮流計算功能外，該軟件還具有自動電壓控制、聯絡線功率控制、系統事故分析(N-1開斷模擬)、網絡等值、靈敏度分析、節點P-V、Q-V和P-Q曲線、確定系統極限輸送水平、負荷靜特性模型、靈活多樣的分析報告、詳細的檢錯功能等功能。

3. 輸入、輸出相關文件 *.dat

潮流計算數據文件

*.bse

潮流計算二進制結果文件(可用于潮流計算的輸入或穩定計算) *.pfo

潮流計算結果文件

*.map 供單線圖格式潮流圖及地理接線圖格式潮流圖程序使用的二進制結果文件

*.pff，*.pfd 中間文件(正常計算結束后將自動刪除。不正常時，將留在硬盤上，可隨時刪除)

pwrflo.dis 儲存一個潮流作業計算時屏幕顯示的信息。 pfcard.def 定義潮流程序卡片格式文件，用戶可更改及調整該文件。該文件安裝時放在與潮流程序相同的目錄中。打開TextEdit應用程序時先讀入該文件。

2 4. 程序常用控制語句

常用的控制語句主要包括：

(1) 指定潮流文件開始的一級控制語句“(POWERFLOW, CASEID=方式名, PROJECT=工程名)”

(2) 指定計算方法和最大迭代次數的控制語句“/SOL_ITER, DECOUPLED=PQ法次數, NEWTON=牛拉法次數”;

(3) 指定計算結果輸出的控制語句“/P_OUTPUT_LIST, „”; (4) 指定計算結果輸出順序的控制語句“/RPT_SORT= „”;

(5) 指定計算結果分析列表的控制語句“/P_ANALYSIS, LEVEL= ?”; (6) 指定潮流結果二進制文件名的控制語句“/NEW_BASE, FILE = 文件名”;

(7) 指定潮流圖和地理接線圖使用的結果文件控制語句“/PF_MAP，FILE=文件名”;

(8) 指定網絡數據的控制語句“/NETWORK_DATA”; (9) 指定潮流數據文件結束的控制語句“(END)”; 5. 計算結果介紹(PFO文件)

潮流計算結果文件內容主要分下述幾個方面： 1) 程序控制語句列表。

2) 輸入、輸出文件及輸出的內容列表。

3) 錯誤信息。如為致命性錯誤，則中斷計算。 4) 誤差控制參數列表。 5) 迭代過程。 6) 計算結果輸出：

詳細計算結果列表：按節點、與該節點相聯接支路順序，并根據用戶的要求(通過控制語句控制)可按照字母、分區或區域排序輸出潮流計算結果。

分析報告列表：并根據用戶的要求(通過控制語句控制)，輸出各種潮流分析報告。

7) 錯誤信息統計。 6. 算例

IEEE 9節點例題：

圖1 IEEE9節點系統接線圖

節點參數、線路參數及變壓器參數分別見表1～表3。

表1 IEEE 9節點算例節點參數

表2 IEEE 9節點算例線路參數

表3 IEEE 9節點算例變壓器參數

注：表1-表3中功率基準值為100MVA;電阻、電感值為標幺值。

4 對應于上述系統及數據的潮流計算數據(IEEE90.DAT)見例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

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 ---------

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、實驗過程及結果

(一)IEEE9節點算例： 1.系統接線圖：

2.在BPA軟件建立模型，并進行計算，結果如下： 1)系統數據

6 2)計算過程迭代信息及詳細的輸出列表：

小結

3.406

-60.2

0.000

28.2

0.000

0.0

3.406

-32.0

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

總結

3.406

-60.2

0.000

28.2

0.000

0.0

3.406

-32.0 * 并聯無功補償數據列表

/---------- 電容器(Mvar) -----------/

/----------- 電抗器(Mvar) -------------/

區域/分區

最大容量

使用容量

備用

未安排容量

最大容量

使用容量

備用

未安排容量

73.4

0.0

-------

總結

73.4

0.0

TRANSMISSION LINES CONTAINING COMPENSATION

OWN ZONE BUS1

BASE1 ZONE BUS2

BASE2

ID PERCENT

CASE CONTAINS NO TRANSMISSION LINES WITH SERIES COMPENSATION

* 節點相關數據列表

節點

電壓

/-------- 發電 --------/ /--- 負荷 ----/

/----- 無功補償 -----/ 類型擁有者分區

電壓/角度

MVAR 功率因數

MVAR

使用的

存在的

未安排

PU/度

發電機1

16.5

105.4

23.1 0.98

0.0

1.000/

0.0

發電機2

18.0

180.0

40.6 0.98

17.0

8.0

0.0

1.000/

5.4

發電機3

13.8

85.0

13.8 0.99

0.0

1.000/

1.6

母線1

230.0

239.3

0.0

21.6

0.0

1.040/ -3.5

母線2

230.0

238.3

0.0

35.0

10.0

0.0

1.036/ -0.6

母線3

230.0

240.3

0.0

1.045/ -1.3

母線A

230.0

232.6

0.0

125.0

70.0

20.5

0.0

1.011/ -6.0

母線B

230.0

234.1

0.0

90.0

40.0

10.4

0.0

1.018/ -5.7

母線C

230.0

235.6

0.0

100.0

55.0

21.0

0.0

1.024/ -3.1

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

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

整個系統

370.4

77.6

367.0

183.0

73.4

0.0

電容器總和

73.4

0.0

電抗器總和

0.0

9 * 旋轉備用數據列表

------------ 有功功率 -----------

------------------------ 無功功率 -----------------------

區域/分區

最大值

實際出力

備用

最大值

最小值

已發無功

吸收無功

備用

(MW)

(MVAR)

370.4

0.0

2997.0

0.0

77.6

0.0

2919.4

-------

------

-------

------

-------

總結

370.4

0.0

2997.0

0.0

77.6

0.0

2919.4

說明：

1. 有功旋轉備用不包含所有同步電動機的功率(如抽水蓄能電機)。

有功出力為負值的發電機(包括電動機)作為負荷處理，不統計在內。

當最大出力值小于實際出力時，統計時最大出力值用實際出力值代替。

2. 無功旋轉備用不包含同步調相機的無功功率。

無功旋轉備用只統計有功出力大于0并且基準電壓小于30kV的發電機。

* 潮流計算迭代過程和平衡節點相關信息數據

計算結果收斂。牛頓-拉夫遜法迭代次數為 5次。

各區域平衡機出力數據列表

區域

平衡機

電壓

額定有功

有功出力

無功出力

有功負荷

無功負荷

所屬分區

SYSTEM

發電機1 16.5

1.000

0.00

105.41

23.11

0.00

* 沒有遇到錯誤信息 23:03:48 3)單線圖：

(二)課本習題：E2-5 1.網絡接線圖：

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----------------- 節點數據 ----- BS

母線4

999

1.050

母線1

0.32 0.20

母線2

0.56 0.16

母線3

0.5 999

1.10

.L ----------------- 支路數據 ----- L

母線1

母線2

0.11 0.40

0.015

母線2

母線4

0.08 0.40

0.014

母線4

母線1

0.12 0.51

0.019

.T ----- ---------變壓器數據，包括普通變壓器、移相器、帶調節的變壓器等。

母線1

母線3

0.07 0.35

(END)

3.計算結果

4.系統單線圖

五、總結及思考題

實驗中遇到的問題及解決方法：

路徑錯誤——————重設各個參數路徑卡片無法識別—————將參數規范化

本次實驗使我初步掌握了PSD-BPA軟件在電力系統潮流計算中的使用方法，收獲良多，為今后的工作打下了基礎。獲益匪淺。

電力系統潮流計算是研究電力系統穩態運行情況的一種基本計算。它的任務是根據給定的運行條件和網路結構確定整個系統的運行狀態，如各母線上的電壓(幅值及相角)、網絡中的功率分布以及功率損耗等。電力系統潮流計算的結果是電力系統穩定計算和故障分析的基礎。

潮流計算的方法有最基本的手算迭代方法，而利用電子計算機進行潮流計算從20世紀50年代中期就已經開始。此后，潮流計算曾采用了各種不同的方法，這些方法的發展主要是圍繞著對潮流計算的一些基本要求進行的。從數學上說，潮流計算是求解一組由潮流方程描述的非線性代數方程組。牛頓-拉夫遜方法是解非線性代數方程組的一種基本方法，在潮流計算中也得到應用。 PSD-BPA仿真軟件中潮流計算模型建模的注意事項?

第二篇：潮流計算畢業論文

科學技術學院

畢業設計(論文)開題報告

題

目：

電力系統潮流分析計算機輔助設計

學科部：

信息學科部

專

業：

電氣工程及其自動化

班

級：

電氣082班

學

號：

7022808070

姓

名：

黃義軍

指導教師：

劉愛國

填表日期：

2011 年

11 月

20 日

一、選題的依據及意義：

電力系統潮流計算是研究電力系統穩態運行情況的一種基本電氣計算。它的任務是根據給定的運行條件和網路結構確定整個系統的運行狀態，如各母線上的電壓(幅值及相角)、網絡中的功率分布以及功率損耗等。電力系統潮流計算的結果是電力系統穩定計算和故障分析的基礎。

潮流計算經歷了一個由手工, 利用交、直流計算臺到應用數字電子計算機的發展過程?，F在的潮流算法都以計算機的應用為前提。

利用電子計算機進行潮流計算從20世紀50年代中期就已經開始。此后，潮流計算曾采用了各種不同的方法，這些方法的發展主要是圍繞著對潮流計算的一些基本要求進行的。一般要滿足四個基本要求： a) 可靠收斂 b) 計算速度快 c) 使用方便靈活 d) 內存占用量少

它們也是對潮流算法進行評價的主要依據。

在電力系統運行方式和規劃方案的研究中，都需要進行潮流計算以比較運行方式或規劃供電方案的可行性、可靠性和經濟性。同時，為了實時監控電力系統的運行狀態，也需要進行大量而快速的潮流計算。因此，潮流計算是電力系統中應用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運算。在系統規劃設計和安排系統的運行方式時，采用離線潮流計算;在電力系統運行狀態的實時監控中，則采用在線潮流計算。

二、國內外研究現狀及發展趨勢(含文獻綜述)：

在用數字計算機求解電力系統潮流問題的開始階段，人們普遍采用以節點導納矩陣為基礎的高斯-賽德爾迭代法(一下簡稱導納法)。這個方法的原理比較簡單，要求的數字計算機的內存量也比較小，適應當時的電子數字計算機制作水平和電力系統理論水平，于是電力系統計算人員轉向以阻抗矩陣為主的逐次代入法(以下簡稱阻抗法)。

20世紀60年代初，數字計算機已經發展到第二代，計算機的內存和計算速度發生了很大的飛躍，從而為阻抗法的采用創造了條件。阻抗矩陣是滿矩陣，阻抗法要求計算機儲存表征系統接線和參數的阻抗矩陣。這就需要較大的內存量。而且阻抗法每迭代一次都要求順次取阻抗矩陣中的每一個元素進行計算，因此，每次迭代的計算量很大。

阻抗法改善了電力系統潮流計算問題的收斂性，解決了導納法無法解決的一些系統的潮流計算，在當時獲得了廣泛的應用，曾為我國電力系統設計、運行和研究作出了很大的貢獻。但是，阻抗法的主要缺點就是占用計算機的內存很大，

2 每次迭代的計算量很大。當系統不斷擴大時，這些缺點就更加突出。為了克服阻抗法在內存和速度方面的缺點，后來發展了以阻抗矩陣為基礎的分塊阻抗法。這個方法把一個大系統分割為幾個小的地區系統，在計算機內只需存儲各個地區系統的阻抗矩陣及它們之間的聯絡線的阻抗，這樣不僅大幅度的節省了內存容量，同時也提高了計算速度。

克服阻抗法缺點的另一途徑是采用牛頓-拉夫遜法(以下簡稱牛頓法)。牛頓法是數學中求解非線性方程式的典型方法，有較好的收斂性。解決電力系統潮流計算問題是以導納矩陣為基礎的，因此，只要在迭代過程中盡可能保持方程式系數矩陣的稀疏性，就可以大大提高牛頓潮流程序的計算效率。自從20世紀60年代中期采用了最佳順序消去法以后，牛頓法在收斂性、內存要求、計算速度方面都超過了阻抗法，成為直到目前仍被廣泛采用的方法。

在牛頓法的基礎上，根據電力系統的特點，抓住主要矛盾，對純數學的牛頓法進行了改造，得到了P-Q分解法。P-Q分解法在計算速度方面有顯著的提高，迅速得到了推廣。

牛頓法的特點是將非線性方程線性化。20世紀70年代后期，有人提出采用更精確的模型，即將泰勒級數的高階項也包括進來，希望以此提高算法的性能，這便產生了保留非線性的潮流算法。另外，為了解決病態潮流計算，出現了將潮流計算表示為一個無約束非線性規劃問題的模型，即非線性規劃潮流算法。

近20多年來，潮流算法的研究仍然非?；钴S，但是大多數研究都是圍繞改進牛頓法和P-Q分解法進行的。此外，隨著人工智能理論的發展，遺傳算法、人工神經網絡、模糊算法也逐漸被引入潮流計算。但是，到目前為止這些新的模型和算法還不能取代牛頓法和P-Q分解法的地位。由于電力系統規模的不斷擴大，對計算速度的要求不斷提高，計算機的并行計算技術也將在潮流計算中得到廣泛的應用，成為重要的研究領域。

三、本課題研究內容

1. 熟悉電力系統潮流計算的相關理論。

2. 在綜合分析各種電力系統特點的基礎上，運用所學專業知識，提出一種合理高效的潮流計算算法。

3. 熟練運用程序設計語言如C語言。

4. 通過軟件編程實現所提出的算法，并通過典型系統進行驗證。

四、本課題研究方案

1、確定一種計算方法，如牛頓-拉夫遜法。

2、結合C語言，編寫一套適用的程序完成潮流計算。

3、選取一典型模型進行驗證，試驗程序是否可靠。

五、研究目標、主要特色及工作進度：

研究目標：提出一種合理高效的潮流計算算法，在保證電力系統供電可靠性和電能質量的前提下，盡可能提高潮流計算的效率，降低人力資源消耗。從而提高電力系統運行的經濟性。進度安排：

第1周: 收集相關參考資料和相關文獻。

第2周: 總結整理資料，熟習課題。

第3周: 提出初步設計方案。

第4周: 熟悉電力系統潮流計算的相關理論及計算機語言。

第5周: 實習

第6周: 寫實習報告

第7周: 確定一種計算方法。

第8周: 提出一種合理的程序設計方法。

第9周：畫出設計程序整體流程圖。

第10周: 將整體程序模塊化，并定義出每個模塊的功能。

六、參考文獻：

[1] Tankut Yalcinoz, Onur Ko¨ ksoy . A multiobjective optimization

method to environmental economic diaspatch.2007,29(1):42-50 [2] X.S. Han，H.B. Gooi. Effective economic dispatch model and algorithm. Electrical Power and Energy Systems. 2007, 29(1):113-120 [3] 何仰贊，溫增銀. 電力系統分析. 武漢：華中科技大學出版社，2002 [4] 王錫凡，方萬良，杜正春.現代電力系統分析.北京：科學出版社，2003 [5] 宋文南，李樹鴻，張堯.電力系統潮流計算. 天津：天津大學出版社，

1990 [6] 王晶，翁國慶，張有冰.電力系統的MATLAB6/SIMULINK仿真與應用.西安：西安電子科技大學出版社，2008. [7] 王祖佑.電力系統穩態運行計算機分析.北京:水利電力出版社，1987. [8] 周全仁，張清益.電網計算與程序設計.長沙:湖南科學技術出版社，1983. [9] 許主平，周少武，鄒軍安。電力系統計算機輔助設計。北京：中國電力出版社，2001。

第三篇：潮流計算作業A4范文

電力系統潮流計算綜述

學院：電氣工程學院專業：電力系統及其自動化學號：s13080802015 姓名：張雪

摘要

電力系統潮流計算是電力系統分析中最基本的一項計算。本文對電力系統潮流計算進行了綜述。首先簡單回顧了潮流計算的發展歷史，對當前基于計算機的各種潮流算法的原理及其優缺點，作了簡要介紹和比較，并介紹了它們采用的一些特別技術及程序設計技巧;接著簡要分析了三種新型的潮流計算方法的計算原理及優缺點，它們分別是基于人工智能的潮流計算方法、基于L1范數和現代內點理論的電力系統潮流計算方法、基于符號分析的潮流計算方法等。除此之外還介紹了配電系統潮流計算算法。

關鍵詞：電力系統;潮流計算;綜述;新型潮流計算方法;配電系統 1 概述

電力系統潮流計算是研究電力系統穩態運行的一項基本運算。它根據給定系統的網絡結構及運行條件來確定整個系統的運行狀態：主要是各節點電壓(幅值和相角)，網絡中功率分布及功率損耗等。它既是對電力系統規劃設計和運行方式的合理性、可靠性及經濟性進行定量分析的依據，又是電力系統靜態和暫態穩定計算的基礎。潮流計算經歷了一個由手工，利用交、直流計算臺到應用數字電子計算機的發展過程?，F在的潮流算法都以計算機的應用為前提。1956年ward等人編制成實用的計算機潮流計算程序，標志著電子計算機開始在電力系統潮流計算中應用?；趯Ъ{矩陣的高斯—塞德爾法是電力系統中最早得到應用的潮流計算方法。因它對病態條件(所謂具有病態條件的系統是指：重負荷系統;包含有負電抗支路的系統;具有較長輻射型線路的系統;長線路與短線路接在同一節點，且其長度比值又很大的系統;或平衡節點位于網絡遠端的系統)特別敏感，又發展了基于阻抗陣的高斯—塞德爾法，但此法中阻抗陣是滿陣占大量內存，而限制了其應用。1961年VanNes等人提出用牛頓法求解系統潮流問題，經后人的不斷改進，而得到廣泛應用并出現了多種變型以滿足不同的需要，如快速解耦法、直流法、保留非線性算法等。同時，60年代初開始出現運用非線性規劃的最優潮流算法。60年代末Dom-8mel和Tinney提出最優潮流的簡化梯度法，70年代有人提出海森矩陣法，80年代SunDl提出最優潮流牛頓算法，還可把解耦技術應用于最優潮流,從而形成解耦型最優潮流牛頓算法，還可把解禍技術應用于最優潮流，從而形成解耦型最優潮流牛頓算法。隨著直流輸電技術的發展，交直流聯合電力系統的潮流計算方法相應出現。另外，其它各種潮流算法如最小化潮流算法、隨機潮流算法等也不斷涌現。至于用于特殊用途的潮流算法如諧波潮流、適于低壓配電網的潮流算法也得到了較快的發展。

潮流算法多種多樣，但一般要滿足四個基本要求：(i)可靠收斂;(ii)計算速

- 1

2n個變量作為已知量而預先給以指定。也即對每個節點，要給定其兩個變量的值作為已知條件，而另兩個變量作為待求量。

按照電力系統的實際運行條件，根據預先給定的變量的不同，電力系統中的節點又可分為PQ節點、PV節點及Vθ節點或平衡節點三種類型。對應于這些節點，分別對其注入有功、無功功率，有功功率及電壓模值以及電壓模值和相角加以指定;并且對平衡節點來說，其電壓相角一般作為系統電壓相角的基準(即θ=0)。

交流電力系統中的復數電壓變量可以用兩種坐標形式來表示

Ui?Uiej?i

(3) 或

Ui?ei?jfi

(4) 而復數導納為

Yij?Gij?jBij

(5) 將(3)、式(4)以及式(5)代入以導納矩陣為基礎的式(1)，并將實部與虛部分開，可得到以下兩種形式的潮流方程。

潮流方程的直角坐標形式為：

Pi?ei?(Gijei?Bijfj)?fi?(Gijfj?Bijej)

(6)

j?ij?i

(i?1,2,,n

Qi?fi?(Gijei?Bijfj)?ei?(Gijfj?Bijej)

(7)

j?ij?i(i?1,2,,n)

潮流方程的極坐標形式為：

Pos?ij?Uj(Gici?Uij?j?iB?n

i j

(8) isji

(i?1,2, ,n

Qi?Ui?Uj(Gijsin?ij?Bijcos?ij)

(9)

j?i

(i?1,2, ,n以上各式中，j?i 表示∑號后的標號為j節點必須直接和節點i相聯，并包括j=i的情況。這兩種形式的潮流方程統稱為節點功率方程，是牛頓-拉夫遜等潮流算法所采用的主要數學模型。

對于以上潮流方程中的有關運行變量，還可以按其性質的不同加以分類，這對于進行例如靈敏度分析以及最優潮流的研究等都是比較方便的。

每個節點的注入功率是該節點的電源輸入功率PGt、QGt和負荷需求功率PLi、QLi的代數和。負荷需求的功率取決于用戶，是無法控制的，所以稱之為不可控

- 3456

較對稱系統以三倍數增加。(ii)序分量法(或對稱分量法)。采用對稱分量坐標，將系統各量分為正、負、零序分量，并對系統中不對稱元件的序分量之間的耦合，通過加電流源補償的方法使之解耦。 2.5.3 交直流聯合電力系統的潮流計算

交直流聯合電力系統的潮流計算是根據交流系統各節點給定的負荷和發電情況，結合直流系統指定的控制方式，通過計算來確定整個系統的運行狀態它和純交流電力系統相比，有以下特點：(i)增加直流電力系統變量，與交流電力系統變量通過換流站中交直流換流器建立聯系;(ii)換流器一方面實現了交直流電力系統間的有功功率傳遞，另一方面又從系統中吸取無功;(iij)直流系統的運行須對各個換流器的運行控制方式加以指定，直流系統的狀態量是給定的直流控制量和換流器交流端電壓的函數。

主要有聯合求解法和交替求解法兩種計算方法，前者是將交流系統潮流方程組和直流系統的方程組聯立起來，統一求解出交流及直流系統中所有未知變量。后者則將交流系統潮流方程組和直流系統的方程組分開來求解，求解直流系統方程組時各換流站的交流母線電壓由交流系統潮流的解算結果提供;而在進行交流系統潮流方程組的解算時，將每個換流站處理成接在相應交流節點上的一個等效的有功、無功負荷，其數值則取自直流系統潮流的解算結果。這樣交替迭代計算，直到收斂。 2.5.4 隨機潮流

把潮流計算的已知量和待求量都作為隨機變量來處理，最后求得各節點電壓及支路潮流等的概率統計特性。此法最早是用直流模型，后發展為線性化的交流模型及采用最小二乘法并保留非線性的交流模型。其突出優點是通過一次計算就提供了系統運行和規劃的全面信息。

除上述之外，還有其它一些用途不同的特殊潮流問題，如諧波潮流、動態潮流等，在此不一一列舉。 2.6 潮流概念的推廣 2.6.1 狀態估計

實質是一種廣義潮流計算。一般潮流計算時，已知量和方程式數等于未知量數。而在狀態估計中，已知量和方程式數大于待求未知量數，利用冗余變量，在實際測量系統有偏差的情況下獲得表征系統實際運行狀態的狀態量。主要方法有最小二乘估計法、支路潮流狀態估計法、遞推狀態估計法等。

2.6.2 最優潮流

所謂最優潮流，就是當系統的結構參數及負荷情況給定時，通過控制變量的優選，所找到的能滿足所有指定的約束條件，并使系統的某一性能指標或目標函數達到最優時的潮流分布.最優潮流計算是電力系統優化規劃與運行的基礎，它將成為能量管理系統(EMS)中的核心應用軟件之一。其數學模型可表示為：

minf(u,x)??s.t.g(u,x)?0?

(19)

h(u,x)?0??選用不同的目標函數的控制變量，加上相應的約束條件，就構成不同應用目的的最優潮流問題。最優潮流的求解方法主要有：

(1)最優潮流的簡化梯度算法

此法采用了簡化梯度，并應用拉格朗日乘子和罰函數將等式和不等式約束加在目標函數中，從而把有約束問題變為無約束問題。優點是原理簡單，設計簡便。缺點是迭代點向最優點接近時走的是曲折路線，罰因子的選擇比較困難。

(2)最優潮流的牛頓算法對最優潮流問題：

minf(x?)?0

(20)

s.t.g(?x)?

h(x?)?0?先不考慮不等式約束，構造拉格朗日函數：L(x,?)?f(x)??Tg(x)，定義向量Z?x,?，則應用海森矩陣法求最優解點Z*的迭代方程為：W△z=-d，式中：W，d分別為L對于Z的海森矩陣及梯度向量。本方法的關鍵是充分開發并在迭代過程中保持W矩陣的高度稀疏性，另外在求解時采用特殊的稀疏技巧。對不等式約束的處理有兩種方法：(i)罰函數法;(ii)不等式約束化為等式方程法。

(3)解耦最優潮流

把最優潮流的整體最優化問題分解為有功優化和無功優化兩個子優化問題。它有一個特別的優點是容許根據兩個子優化問題各自的特性而采用不同的求解方法。

3 幾種新型的潮流計算方法 3.1 潮流計算的人工智能方法

近年來，人工智能作為一種新興的方法，越來越廣泛的應用到電力系統潮流計算中。該方法不像傳統方法那樣依賴于精確的數學模型，這種方法只能基于對自然界和人類本身活動的有效類比而獲得啟示。具有代表性的有遺傳法、模擬退

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值為一不為零的正值。因此，即使是在病態系統的情況下，計算過程不會發散。國內專家學者對解決此問題也進行了許多有益的探討。

提出了一種基于內點非線性規劃的潮流計算模型和算法?；贚1范數的計算原理，潮流方程的求解可以轉化為求解一個新的非線性規劃模型L1LF，并結合現代內點算法來進行求解。和過去的模型相比，該模型非常的簡潔、直觀，易于編程。與現代內點算法相結合的求解過程表現出了良好的收斂性和快速性，計算結果準確、可靠，計算各種病態系統均可良好的收斂，基于L1范數的數學規劃模型將傳統電力系統潮流的直接迭代求解轉化為對一簡單規劃問題的求解后，對系統運行中各部分的控制可更加簡便。增加適當的不等式約束和相關控制變，即可獲得近似于最優潮流的計算模型，可方便的進行潮流計算中的調整。 3. 3 電力系統潮流計算的符號分析方法

隨著電力系統規模的擴大，電力系統的實時計算問題顯得日益重要，但長期以來受算法的計算效率所限，潮流計算的速度難以得到實質性的突破。根據電力網絡在實際運行中的特點，結合網絡圖論理論提出了運用符號分析方法求解電力網絡潮流的新思路，有望克服傳統數值計算方法在收斂性、冗余項對消、計算機有效字長效應等方面的不足。

基于符號分析方法的潮流計算方法通過建立電力網絡的拓撲模型生成拓撲網絡的全部樹和2-樹，應用網絡的k-樹樹支導納乘積對電力網絡的節點電壓方程進行拓撲求解，進而得出所求變量(即各節點電壓)的符號表達式(即關于元件參數符號的顯式表達式)。這種方法避免了求解非線性方程，不必進行行列式的展開和代數余子式的計算，而且不需要寫出行列式和代數余子式，克服了傳統數值計算的不足。同時它還帶來一個附加的好處，即在構造函數時自然地產生并行處，以及由它的拓撲性質帶來的電力網絡運行方式改變后計算的靈活性。這些特點將在電力系統的在線計算、靜態安全分析等領域發揮明顯優勢。另外，傳統的潮流計算方法都是純“數值計算”，利用這些方法計算出來的結果是數字而不是函數，它們的特點是逐點進行完整的數值計算，因此不可避免地存在收斂性問題、冗余項對消問題、計算機有效字長效應問題和相近數值求差時發生的浮點運算誤差問題。

基于符號分析方法的潮流計算方法在電力系統在線靜態安全分析、短路計算、靈敏度計算等領域中也可推廣使用。 4 配電系統潮流計算算法的研究 4.1 線性規劃

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第四篇：電力系統潮流計算發展史

對潮流計算的要求可以歸納為下面幾點：

(1)算法的可靠性或收斂性 (2)計算速度和內存占用量 (3)計算的方便性和靈活性

電力系統潮流計算屬于穩態分析范疇，不涉及系統元件的動態特性和過渡過程。因此其數學模型不包含微分方程，是一組高階非線性方程。非線性代數方程組的解法離不開迭代，因此，潮流計算方法首先要求它是能可靠的收斂，并給出正確答案。隨著電力系統規模的不斷擴大，潮流問題的方程式階數越來越高，目前已達到幾千階甚至上萬階，對這樣規模的方程式并不是采用任何數學方法都能保證給出正確答案的。這種情況促使電力系統的研究人員不斷尋求新的更可靠的計算方法。

阻抗法改善了電力系統潮流計算問題的收斂性，解決了導納法無法解決的一些系統的潮流計算，在當時獲得了廣泛的應用，曾為我國電力系統設計、運行和研究作出了很大的貢獻。但是，阻抗法的主要缺點就是占用計算機的內存很大，每次迭代的計算量很大。當系統不斷擴大時，這些缺點就更加突出。為了克服阻抗法在內存和速度方面的缺點，后來發展了以阻抗矩陣為基礎的分塊阻抗法。這個方法把一個大系統分割為幾個小的地區系統，在計算機內只需存儲各個地區系統的阻抗矩陣及它們之間的聯絡線的阻抗，這樣不僅大幅度的節省了內存容量，同時也提高了節省速度。

第五篇：BPA潮流計算實驗指導書

PSD-BPA電力系統分析程序

實驗1——潮流計算

一、實驗目的

1.了解并掌握電力系統計算機算法的相關原理。

2.了解和掌握PSD-BPA電力系統分析程序穩態分析方法(即潮流計算)。 3.了解并掌握PSD-BPA電力系統分析程序單線圖和地理接線圖的使用。

二、實驗背景

三、原理和說明

1. 程序算法

注：采用P-Q分解法和牛頓-拉夫遜法相結合，以提高潮流計算的收斂性能，程序通常先采用P-Q分解法進行初始迭代，然后再轉入牛頓-拉夫遜法求解潮流。

2. 程序主要功能

3. 輸入、輸出相關文件 *.dat

潮流計算數據文件

*.bse

潮流計算二進制結果文件(可用于潮流計算的輸入或穩定計算) *.pfo

潮流計算結果文件

*.map 供單線圖格式潮流圖及地理接線圖格式潮流圖程序使用的二進制結果文件

*.pff，*.pfd 中間文件(正常計算結束后將自動刪除。不正常時，將留在硬盤上，可隨時刪除) pwrflo.dis 儲存一個潮流作業計算時屏幕顯示的信息。 pfcard.def 定義潮流程序卡片格式文件，用戶可更改及調整該文件。該文件安裝時放在與潮流程序相同的目錄中。打開TextEdit應用程序時先讀入該文件。 4. 程序常用控制語句

常用的控制語句主要包括：

(1) 指定潮流文件開始的一級控制語句“(POWERFLOW, CASEID=方式名, PROJECT=工程名)”

(2) 指定計算方法和最大迭代次數的控制語句“/SOL_ITER, DECOUPLED=PQ法次數, NEWTON=牛拉法次數”;

(3) 指定計算結果輸出的控制語句“/P_OUTPUT_LIST, „”; (4) 指定計算結果輸出順序的控制語句“/RPT_SORT= „”;

(5) 指定計算結果分析列表的控制語句“/P_ANALYSIS, LEVEL= ?”; (6) 指定潮流結果二進制文件名的控制語句“/NEW_BASE, FILE = 文件名”;

(7) 指定潮流圖和地理接線圖使用的結果文件控制語句“/PF_MAP，FILE=文件名”; (8) 指定網絡數據的控制語句“/NETWORK_DATA”; (9) 指定潮流數據文件結束的控制語句“(END)”;

5. 程序常用卡片

BPA網絡數據，以卡片形式輸入，數據必須嚴格按規定的格式錄入，否則軟件無法識別。潮流計算中，常用的卡片有B卡：節點參數、L/E卡：線路參數、T/R卡：變壓器參數。

交流數據節點通常填寫B卡，可以表示發電機端點、線路連接點、變壓器端點、負荷節點等，其中可以填寫值包括負荷、發電機有功無功出力、無功補償、電壓值等變量;可選的節點類型：PQ節點、PV節點、Vθ節點;根據不同的節點填寫不同的節點類型和數據，必須填寫類型、節點名、基準電壓。

圖1 B卡-節點數據卡格式

對稱線路卡一般填寫L卡，該卡用于模擬對稱的π型支路。

圖2 L卡-對稱線路數據卡

變壓器支路通常填寫T、TP卡，本卡模擬的是兩繞組變壓器和移相器。三繞組變壓器先按常規方法化為三臺兩繞組變壓器后再用此卡模擬。變壓器和移相器抽頭可以是固定的，也可以是可調的。如為可調的，則要附加填寫R卡。

圖3 T-變壓器數據卡

注：不同卡片規定的格式中，各字段所代表的意義具體見《PSD-BPA潮流程序說明書》 6. 計算結果介紹(PFO文件)

潮流計算結果文件內容主要分下述幾個方面： 1) 程序控制語句列表。

2) 輸入、輸出文件及輸出的內容列表。

3) 錯誤信息。如為致命性錯誤，則中斷計算。 4) 誤差控制參數列表。 5) 迭代過程。 6) 計算結果輸出：

詳細計算結果列表：按節點、與該節點相聯接支路順序，并根據用戶的要求(通過控制語句控制)可按照字母、分區或區域排序輸出潮流計算結果。分析報告列表：并根據用戶的要求(通過控制語句控制)，輸出各種潮流分析報告。 7) 錯誤信息統計。 7. 算例

IEEE 9節點例題：

圖1 IEEE9節點系統接線圖

節點參數、線路參數及變壓器參數分別見表1～表3。

表1 IEEE 9節點算例節點參數

表2 IEEE 9節點算例線路參數

表3 IEEE 9節點算例變壓器參數

注：表1-表3中功率基準值為100MVA;電阻、電感值為標幺值。

對應于上述系統及數據的潮流計算數據(IEEE90.DAT)見例1。例1：

16.501 999. 999. 1.04 B

GEN1

230.01

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 ---------

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、實驗項目和方法，

1、在PSD-BPA平臺上，建立IEEE9節點系統潮流計算模型，并分析結果。

2、在PSD-BPA單線圖程序上，建立IEEE9節點系統單線圖。

四、實驗報告要求

1.電力系統穩定分析(潮流計算)原理。 2.實驗程序以及實驗結果。

3.實驗過程中遇到的錯誤解決方法和實驗收獲。

五、思考題

1. 電力系統潮流計算方法有哪些?各種方法的原理? 2. 電力系統潮流計算的作用?

3. PSD-BPA仿真軟件中潮流計算模型中不同控制語句的作用? 4. PSD-BPA仿真軟件中潮流計算模型建模的注意事項?

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