实用化电力系统潮流稳定分析系统

【摘 要】 潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，是根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各个部分的运行状态，如各母线的电压、各元件中流过的功率、系统的功率损耗等等。电力系统潮流计算是计算系统动态稳定和静态稳定的基础#在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用电力系统潮流计算来定量的比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。

【关键词】 实用化电力系统 潮流稳定 重要性

1 潮流分析的基本原理

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它的任务是根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态，如各母线的电压（幅值及相角），各元件中流过的功率分布，系统的功率损耗等等。潮流计算是研究电力系统的一种最基本和最重要的计算。

2 发展实用化电力系统潮流稳定分析系统的重要性

随着经济社会的不断发展，社会对电力的需求量也逐渐增大，因此，电力系统的电网规模也在随之扩张，这也就造成当前电网系统的结构日渐复杂，庞大数据需要一套完善科学的管理系统作为支撑，以保障电力系统在运行过程中，进行潮流的计算与稳定的分析，这也是现阶段电力系统管理相关人员需要做的主要工作之一。而当前飞速发展的计算机技术，也为更加实用化电力系统的实现提供了技术层面的支持与保障，很多新型的方法相继出现，以及相关数据库技术的科学使用，保障了电力系统数据管理方面的正常运行，工作人员能够有针对性的对系统数据完成检索、修改、删除等动作。

3 实用化电力系统潮流稳定分析系统的概述

整个程序主要运用的设计方法为模块化，大体上由四个相关模块组成，分别为数据管理模块、潮流数据计算模块、稳定数据计算模块、数据结构输出模块等。

3.1 系统原始文件的形成

在电力系统中，潮流稳定的相关计算主要与发电机、电网负荷、相关线路等数据有关，其中涉及到的数据庞杂、系统众多，在传统的方法中，通常都需要在进行计算之前，对相关数据做出相应文件，但在数据如此庞杂的条件下，不仅工作量很大，且很容易出现误差多错漏，且在数据的日常维护方面也相对繁琐，不利于相关数据的检索与修改。而使用数据库方法进行管理便能够有效解决这一问题，利用这种方法建立起多个不同的数据库文件，并将与之配套的数据管理程序应用其中。这种方法具备方便检索、输入、修改、整合、打印等优势，能够在很大程度上提升系统操作的灵活性，为日后数据的管理工作带来便利。

3.2 汉化潮流稳定计算

随着电力系统要求的不断提高，系统运行的相关操作人员对软件的计算速度与软件使用的方面行也提出了更高的要求。而实用化潮流稳定分析系统采用的设计标准来自工程软件，将汉字显示融入到传统的西文系统中去，并实现了全屏幕的操作菜单，这也就在很大程度上方便了相关操作人员的使用，工作人员不仅能够通过移动光标来操作窗口，还能够完成系统下的多种交互功能，以保障电力系统的潮流稳定极端能够正常进行。相应的，潮流计算主要有牛顿-拉弗逊法、最优乘子法以及PQ快速分析法等三种;而稳定计算主要有动稳、静稳、暂稳等三种子窗口，而相应的计算方法主要有改进Euler法、隐式积分法、Rung-Kutta等。

3.3 系统相关结果可视化

该系统主要提供了自由、图形、表格等三种主要的输出方式，以供使用者进行选择。其中，潮流计算所采用的主要输出的形式为表格式与自由式，对系统进行使用的工作人员可以根据自身需求与客观需要，对自由式输出中显示的相关数据运用适合的数据编程进行操作。而稳定计算可以采用自由、图形、表格等任意一种输出方式。针对动态与暂态的稳定子窗口，普遍采用的是图形输出。相关的使用者完全可以根据自身的需求与习惯选择适合的输出方式，以便相关人员获得更加直观、更加满意的输出结果。

4 实用化电力系统潮流稳定分析方法

4.1 数值积分法

数值积分法是研究大扰动后暂态电压稳定性的最准确实用的方法，其研究的时域范围小于10s，涉及到发电机机电暂态过程、励磁系统、调速系统、快速无功补偿装置、HVDC和异步电动机的动态响应过程。

4.2 中长期时域仿真

许多影响电压稳定性的系统元件的响应时间会持续数分钟，历史上的电压崩溃事故也证实了这一点，典型的影响中长期电压稳定的因素有投切电容器、励磁限制、有载调压变压器、负荷恢复特性等。此外，影响暂态电压稳定性的发电机等因素，对中长期电压稳定性也会产生影响。这种方法在运用时通常采用以下三种方式：一是采用足够小的步长进行数值积分;二是在快动态过程结束后加大积分步长;三是根据系统行为自动调整步长。第1种方法与暂态稳定分析方法没有区别，后两种方法中变量的变化率可作为调整步长的判据。

4.3 基于微分方程定性理论的小扰动分析方法

电压稳定问题涉及时间范围通常较宽，同时涉及到几乎所有的电力系统机电和机械动态过程。如果对所有动态元件建立模型并进行线性化，则会带来极大的分析难度。因而，如何根据研究目的建立尽可能简化，又能准确反映系统动态过程的模型，成为小扰动分析的关键。严格来说，即使研究局部性质时，一次线性近似系统也不是总能替代原系统，附近的局部稳定性，才可以由线性化方法来分析，而对于系统的非双曲平衡点，则需要采用中心流形理论来分析其局部稳定。

5 结语

实用化电力系统潮流稳定分析系统运用先进的数据库技术，不仅保障了电力管理工作的准确与效率，还能够完成数据文件的自动生成，使电力系统的相关数据工作简单化;运用了多窗口的相关技术，完成了工作部门之间的交互，使系统的操作更富有灵活性;汉化的操作节目也更有利于工作人员的操作，是当前比较好的电力管理系统。

参考文献：

[1]张尚.电力系统潮流、短路电流、动态稳定等应用程序考评计算中的几个问题[J].电网技术，2013，11（05）：78-80.

[2]张艳萍.基于特征值优化理论的小干扰稳定约束最优潮流研究[J].中国电机工程学报，2014，1（01）：156-158.

[3]杨静.电力系统传输网络与负荷模型辨识及其在电压稳定分析中的应用[D].天津大学，2013.