电力系统潮流算法发展综述.pdf

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1、10《电气开关》(2013．No．3)文章编号：1004—289X(2013)03—0010—03电力系统潮流算法发展综述柳影(广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁530023)摘要：介绍了经典的高斯一赛德尔迭代法和牛顿法，以及牛顿法的演变方法；并介绍了优化算法在潮流计算的应用情况。最后总结了各种算法的特点及适用范围，为电力工作者选择合理的潮流算法提供参考。关键词：潮流计算；牛顿法；张量法；潮流优化算法中图分类号：TM71文献标识码：BSummaryforDevelopmentofthePowerFlowComputationLIUYing(GuangxiElectricPowerIn

2、dustryInvestigationDesignandResearchInstitute，Nanning530023，China)Abstract：Notonlyclassicalalgorithmispresentedinthepaper，thereareGauss—Seideliterativemethod，Newtonmeth．odanditsevolutions，butalsotheapplicationsofoptimizationalgorithmforthepowerflowareintroduced．Atlast，thispa-persummarizesthepecu

3、liarityforthevariousalgorithms，andprovidesreferencesfortheelectricityworkers．Keywords~powerflowcomputation；Newt0nmethod；tensormeth0d；optimizati0nalgorithmforpowerflow功率方程式。由于节点电压可以表示为直角坐标的形l引言式：Vi=ei+，也可以表示为极坐标得形式：Vi=电力系统潮流计算是电力系统稳态运行分析中最，则节点功率方程具有两种表达形式：直角坐标形基本和最重要的计算之一，也是电力系统其他分析计式及极坐标形式，分别为：算

4、的基础。根据给定的运行条件及系统接线方式确定整个电力系统各部分的运行状态。在电力系统的规划Pi一∑(Gijej一)-fi∑(+)=o1l(1)设计和运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量地分析比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性Qi—∑(一)+i∑(+ej)=0JJlJJ和经济性。潮流计算的任务是采用一定的方法确定系Pj—∑(Gcos0+曰sin0)=01统中各处的电压和功率分布。由于电压与功率之间是非线性关系，因此潮流方程是非线性方程，从而使得潮n}I(2)Qi—∑(Gsin0—Bijcos0)=0J流计算的确定性算法只能采用迭代法求解。本文不仅J1介绍了潮流计算的一些经典算法

5、，而且对新型的计算其中：凡一系统节点数：方法也作了总结。经典算法有高斯一赛德尔迭代法及Pi、Qi一节点i的有功和无功注入；牛顿法等，近年来学者们开始应用非线性规划法及智能ei、一直角坐标节点电压的实部和虚部；算法等优化方法求解潮流问题，提高了收敛的可靠性。G．i、Bii一节点i和之间的互电导和互电纳；、0i一极坐标节点电压的幅值和相角；2潮流计算的数学模型0i=0；一0i一节点i√之间的相角差。在工程实际中，潮流计算可归结为已知各节点的潮流计算时，一般节点为PQ节点，其有功P、无功注入功率，求解各节点的电压向量，进而计算各支路功Q为给定的，节点电压为待求量。另外，根据电力系统率。从数学

6、表达式来看，潮流方程的基本表达为节点的实际运行情况，还设置PV节点及平衡节点。PV节《电气开关》(2013．No．3)点的无功Q可在一定范围内调节，以维持电压幅值不(5)返回(2)继续迭代。变；平衡节点的有功P可以调节，以使得系统有功平从求解步骤可以看出，牛顿法求解潮流问题的过衡，每个网络至少有一个平衡节点。但是，对PV节程，实际上是不断形成并求解修正方程式的过程。牛点，若其无功在计算中已经越限，则需要将其转换为顿法的特点是收敛性比较好，一般潮流计算通常迭代PQ节点进行计算，即PV-PQ转换。6～7次就能收敛到非常精确的解，而且迭代次数与电由式(1)、(2)可以看出，在数学上是一组多元

7、非力系统规模关系不大。线性方程式的求解问题，其解法离不开迭代。因此，对在牛顿法的初期研究中，由于计算机的水平有限，于潮流方程的求解方法，首先要求能够可靠的收敛，并如何处理修正方程的内存要求和计算速度有着决定性给出正确的结果。随着电力系统规模的不断扩大，潮的影响，牛顿法的应用一度受到了计算规模的限制。流问题方程式的变量维数越来越大(目前已经达到几然而，随着计算机水平的发展，无需再对修正方程的处千维甚至上万维)，对于这样大规模的方程式，并不是理进行