电网稳定性相关的潮流计算公式分析

2020-07-14王洋

科学与信息化 2020年15期

关键词：稳定性电网

王洋

摘要电力系统潮流计算的结果是电力系统运行稳定性计算和事故故障分析的基础计算。因此，通过对潮流计算的实例分析可以了解电网稳定性的本质，以此达到深入理解电网运行稳定性的目的。

关键词电网;稳定性;潮流计算

引言

电力系统潮流计算其实是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算。它的主要任务是根据给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态，比如各母线上的电压值、电力系统中的功率分布以及有功、无功的功率损耗等。

1潮流计算的发展趋势

“牛顿法”在其求解非线性潮流方程时，采用逐次线性化的方法，为了可以进一步提高算法中的函数收敛性和计算速度，人们便将泰勒级数的高阶项或非线性项一并考虑进来，于是就产生了所谓二阶潮流算法。后来又在此基础上提出了根据直角坐标形式的潮流方程，这是一个关于二次代数方程的形式，该形式提出了采用直角坐标中的保留非线性快速潮流算法[1]。

2常规潮流计算方法分析

在常规的潮流计算中，比较普遍采用的方法是“牛顿法”。当方程的初始值和方程的精确解数量足够接近时，该方法可以在相对较短时间内收敛，方法如下：

这里我们假设系统的网络中一共设有n个节点，其中平衡节点的电压是已知的（平衡节点的公式形式：Vn=en+jfn）。除了平衡节点以外，所有的2（n-1）个节点都是需要依次求解的。并且每个节点均可列出两个方程式。假定系统中前边m个节点为“P-Q”节点，第m+1到第n-1个节点为“P-V”节点。对于“P-Q”节点，方程中Pi和Qi的值是固定的，对于“P-V”节点，方程中Pi和Vi的值是固定的。求解公式如下：

求解方程是否收敛，即：

如果收敛，按系统的潮流分布计算节点电压、支路功率和网损，最终计算出结果。如果不收敛，按“雅克比矩阵J”中各元素的方程计算，求解公式如下：

求解修正后的方程，得到ΔP（γ），ΔQ（γ），重新带入更新各节点的电压回到步骤4重新计算，最终计算出结果[2]。

3潮流计算的特点及目的

（1）在电网初期的规划阶段，我们通过潮流计算，可以合理规划电源的容量以及其接入点位置，进而合理的规划网架结构，选择最优的无功补偿方案，满足其规划的水平年大、小方式下的潮流交换控制、调峰、调相以及调压的相关要求。

（2）在采用年编制的运行方式时，在预计系统负荷增长以及增加新设备投运的基础上，采用典型方式进行相应的潮流计算，进而发现电网中的薄弱环节，以此供调度员在日常调度工作中控制参考。并且还可以对其规划部门和基建部门提出合理的改进网架结构以及加快基础建设进度的相关建议。

（3）在处于正常检修或者特殊运行方式下的情况时，用于以日为运行方式的编制的前提下，进行潮流计算可提供行之有效的发电厂开机方式，有功与无功的调整方案，满足线路与变压器的热稳定要求以及电压质量的相关要求。

（4）根据潮流计算推到分析的设备预期事故，可推演出设备退出运行对系统的影响，做出预期的运行方式调整[3]。

4结束语

（1）在电网初期的规划阶段，我们通過潮流计算，可以合理规划电源的容量以及其接入点位置，进而合理的规划网架结构，选择最优的无功补偿方案。

（2）在采用年编制的运行方式时，在预计系统负荷增长以及增加新设备投运的基础上，采用典型方式进行相应的潮流计算，进而发现电网中的薄弱环节，以此供调度员在日常调度工作中控制参考。

（3）在处于正常检修或者特殊运行方式下的情况时，进行潮流计算可提供行之有效的发电厂开机方式，有功与无功的调整方案、系统整体负荷的调整方案，满足线路与变压器的热稳定要求以及电压质量的相关要求。