摘要：在我国电力系统的持续发展中，由于很多的直流供电系统工程同时进行运转，因此要管理好规模庞大的输电网络，就出现了交直流混联电力系统，它也给我国的电力系统的正常运行和相关的管理工作带来不少的挑战，主要阐释关于交直流混联电力系统潮流计算的求解方法以及机组组合运算。
关键词：交直流混联；电力系统；潮流计算；机组组合
1前言
我国的电力发展并不平衡，在我国很多的偏远山区居民的用电情况不容乐观，我们也开展了很多的输电工程，来平衡区域间的电力发展，另一方面，在发达地区的供电压力持续加大，比如西电东送工程就是为了缓解我国东部沿海地区的用电压力，要实施这一庞大的工程，乃至管控好全国的电力网络，就必须要有极为先进的管理系统来进行输电网络的相关保障，交直流混联电力系统的应用更是提醒我们要加强管理效率，采用科学合理的计算方式来运行好这套系统，潮流算法可以为交直流混联电力系统的运转提供支持，伴随精益化管理模式的应用，有关机组组合的问题也愈加得到更多的重视，机组组合的管理更加具有制约性，提高安全可靠性，可以保障电力系统的稳定运转。
2交直流混联电力系统潮流计算
通过交直流混联电力系统的计算方式和运行数据我们知道，交流与直流之所以能够达成混联成网，就是使用潮流计算的模型，将属于直流电网系统的状态以及控制的变量加入进交流电网系统的非线性方程之中，这样就出现了另一种直流电网系统的运算方程式，缪奥数方程。从混联系统的发展趋势来看，以往运用于交流电网系统的传统潮流计算无法满足现有系统的需求，需要进行优化计算方法，达到交直流混联电力系统的计算要求。下面就对交直流混联电力系统的两种主要的潮流计算方式进行介绍。
2.1统一迭代法
统一迭代法是一种在极坐标的范围内，并且依靠牛顿法作为基础，以此发展变化而来的潮流算法。利用该方法进行计算时，在算法上统一了交流系统的状态变量和直流系统中的变量，然后进行迭代计算来求解。采用这种方法来满足交直流混联电力系统的潮流计算，相较于其他方法拥有更好的收敛性，随着混联系统的发展，统一迭代法的应用范围正在逐渐扩大，其适应性在实际的计算中也得到了很好的体现，网络的结构各不相同，再加之各种控制方式，这样的算例使用统一迭代法也能够很好的解决。
然而统一迭代法并不是完美无缺的，它也有其相应的弱点，就是计算量较大，原因是在使用该方法进行潮流计算时，引进 Jacobian矩阵阶数进行运算，完成迭代求解计算后，每次都要将 Jacobian 矩阵重新进行计算，这种重复计算的算法无疑使计算量大增，以及会对系统的运行及反应速度造成影响，但是这个问题是可以通过科学的方法来解决的，下面就列举一些可靠的解决办法。
统一迭代法是以牛顿法为基础发展起来的，第一种改进的方式就是对牛顿法进行一定的优化和改造，精简牛顿法的数学计算模型，这样的改进能够使统一迭代法的计算量降低，Jacobian 矩阵的计算不用再重复了，增强了算法的运算速度，使系统拥有更加可靠的运行模式和速度。我们在对交直流混联电力系统进行潮流运算时，要将算法的不足之处通过科学的方法加以解决和改进，综合利用牛顿法及其不断精简优化的方法，提升计算效率和系统的运行速度。
另一种方式是将直流电网系统中的稳态模型作为统一迭代法的基础，加上积极的控制方式，这样计算中就可以保持 Jacobian 矩阵的稳定性，能够很好的控制住其变化，这样也可以达到避免重复计算的目的，但是以稳态的直流模型为基础也就要同时使用冗余方程式，导致冗余数据的大量出现，如果不对这些数据进行及时有效的处理，还会拖累计算速度，影响整个系统的运行速度。
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2.2交替迭代法
交替迭代法可以说是统一迭代法的一种精简方式，利用该方法进行潮流计算，就要分别计算交流与直流的系统方程来求解，在这个过程中，直流系统的运算求解相对于交流系统来说是处在交流的节点之上的负荷，这种负荷分为有功功率以及无功功率负荷，此外对于直流电网系统来说，就将交流的一方看作恒压源。
作为统一迭代法的简化算法，运算速度是更加快速的，采用交替式利用不相同的计算方式进行直流与交流的运算，这就对两者的系统初值的首次设定提出更高的标准，相对于统一迭代法，其收敛性降低，导致计算不收敛以及整个混联系统的运行持续振荡。要保证系统的稳定性，也可以对交替迭代法进行改进。
要快速的解决这一难题，首选将该方法融入快速解耦法，两者的相互结合就可以直接对直流与交流存在的耦合关系展开分析研究，经过科学的分析计算，找出直流电网系统的控制变量给交流系统带来了怎样的变化，并研究潮流计算的算法在计算收敛解的过程中会受到控制方式的哪些作用影响，与快速解耦法相结合的方式能够有效的改进和优化收敛性，弥补了交替迭代法的不足。
在一定的控制模式的影响下，采用交替迭代法进行计算会导致直流电网的系统系数矩阵出现不可逆的现象，对其系数矩阵进行可逆改造，就可以增强计算过程中的收敛性。
3交直流混联电力系统的机组组合
对于电力系统来说，发电机组的优化组合指的是在 24h 之内以负荷预报为基础，保证负荷需求和机组安全等条件下，对各个时段运行的机组进行选定，对机组的启停时间进行确定，保证 24 h 之内总耗量的最低，科学合理的机组组合能够有效节约燃料费用，并提升机组的寿命。传统的机组组合算法有着计算精度不高、只能获得局部最优解的缺点，不适用于交直流混联电力系统的机组组合优化计算。
积极的交直流供电网络，具有安全约束的机组组合应该成为混联电网系统的首要研究课题，我们根据混联电网系统的特性，依据Benders 分解的方式，将机组组合划分为两个问题进行研究，包括主层和子层的问题，本质上还是安全约束与机组组合的相关问题，只是看成两个独立存在的算例，并通过交替迭代的方式来计算出主层、子层之间的问题所在，找出最佳的解释。
如果在计算过程中出现了无法明确情形的状态下，适宜采取分层抽样的办法，在划分多个层次后，多增加一个以确定的模型为基础的子层问题，再对相关的可靠性展开检测，以此再来明确计算的最佳解。
此外，如果负荷的不确定性可能会影响潮流方程不平衡量的情况下，则可以将其作为惩罚项，并计入到目标函数中，以此为基础来重新针对直流 SCUC 问题进行建模，之后应用 BENDERS 分解法的思想，按照上述分析的过程对机组组合问题进行分解，求出最优解。
4结束语
本文重点介绍了关于交直流混联系统中的潮流计算方法，明确两种计算方法的优势以及相互之间的关系，以及在计算的实际进程中遇到的不足和问题，并提供了解决方案和具体措施，希望本文的分析讨论能够对交直流混联电网系统潮流计算的研究有一点的借鉴意义。
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论文作者:张宇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：迭代法论文; 系统论文; 潮流论文; 组合论文; 机组论文; 交直流论文; 联电论文; 《电力设备》2017年第22期论文;