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摘要:潮流计算是电力调度中最重要也是最基本的计算之一,它应用于电力系统中实时电价计算、输电权分配、网络阻塞管理等多方面。
关键词:电力系统；经济调度；潮流计算
前言
随着经济的快速发展和科技的不断进步，社会各行业对电力资源的需求量越来越大，我国的电力系统建设规模也越来越大。电力调度对电力系统的正常运行有很大的影响，而潮流计算则是电力调度中最重要的基本计算方法，潮流计算对电价计算、输电分配、电网线路管理有十分重要的影响。随着经济的快速发展，我国的电力企业得到了飞速的发展，与此同时，人们对供电质量的要求也越来越高，为满足人们的用电需求，电力系统在运行过程中，必须保证电力调度的合理性、科学性，潮流计算是电力系统经济调度最重要的计算方法之一，潮流计算的结果准确性很高，科学性很强，潮流计算对电力系统经济调度有十分重要的作用。
一、潮流计算的概述
1.1 潮流计算的概述
潮流计算是指利用已知的电网接线方式、参数、运行条件，将电力系统的各个母线电压、支路电流、功率、网损计算出来。通过潮流计算能判断出正在运行的电力系统的母线电压、支路电流、功率是否在允许范围内运行，如果超出允许范围，就需要采用合理的措施，对电力系统的进行方式进行调整。在电力系统规划过程中，采用潮流计算，能为电网供电方案、电气设备的选择提供科学的依据，同时潮流计算还能为自动装置定整计算、继电保护、电力系统稳定计算、故障计算提供原始数据。
1.2 潮流计算的电气量
潮流计算是根据电力系统接线方式、运行条件、参数等已知条件，将稳定状态下电力系统的电气量计算出来。一般情况下，给出的条件有电源、负荷节点的功率、平衡节点的电压、相位角、枢纽点的电压，需要计算的电气量有各节点的电压、相位角、各支路通过的电流、功率、网络的功率损耗等。
1.3 传统的潮流计算方法
传统的潮流计算方法，包括很多不同的内容，具有一定的优点和缺点。例如，传统的潮流计算方法，包括非线性规划法、二次规划法和线性规划法等。在电力系统经济调度的过程中，应用传统的潮流计算方法，优点是：可以根据目标函数的导数信息，确定需要进行搜索的方向，因此在计算的时候，具有较快的速度和清晰的计算过程。而且，可信度比较高。
1.5 智能的潮流计算方法
潮流计算中人工智能方法的优点是：随机性：属于全局优化算法，跳出局部极值点比较容易；与导数无关性：在工程中，一些优化问题的目标函数处于不可导状态。如果进行近似和假设，会对求解的真实性造成影响；内在并行性：操作对象为一组可行解，在一定程度上可以克服内在并发性开放中性能的不足。而其缺点，主要是：需要按照概率进行操作，不能保证可以完全获取最优解；算法中的一些控制参数需要根据经验人文地给出，对专家经验和一定量的试验要求比较高；表现不稳定，在同一问题的不同实例中应用算法会出现不同的效果。
二、潮流计算的分类
根据电力系统的运行状态，潮流计算可以分为离线计算和在线计算两种方法，离线计算主要用于电力系统规划设计和电力系统运行方式安排中；在线计算主要用于电力系统运行监控和控制中；根据潮流计算的发展，潮流计算可以分为传统方法和人工智能方法两种情况，下面分别对这两种方法进行分析。
2.1 潮流计算的传统方法
潮流计算的传统方法有非线性规划法、线性规划法、二次规划法等几种情况，潮流计算的传统方法具有计算速度快、解析过程清晰、结果真实可靠等优点，但传统方法对目标函数有一定的限制，需要简化处理，这样求出来的值有可能不是最优值。
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2.2 潮流计算的人工智能方法
潮流计算的人工智能方法是一种新兴的方法，人工智能方法不会过于依赖精确的数学模型，它有粒子群优化算法、遗传法、模拟退火法等几种情况，人工智能方法的计算结果和导数没有关系，其操作对象是一组可行解，能克服内在并行性存在的问题，但人工智能方法表现不太稳定，在计算过程中，有的控制参数需要根据经验得出，因此，采用人工智能方法进行计算时，需要计算人员有丰富的经验。
三、潮流计算在电力系统经济调度中的应用
3.1 在输电线路线损计算的应用
在进行输电线路线损计算过程中，通过潮流计算能得出经济潮流数据。潮流程度能根据线路的功率因数、有功负荷、无功负荷等参数，计算出潮流线损，例如一条长为38.1km，型号为LGJ—150的导线，当潮流为20MW、功率因数为0.9时，该线路线损为0.24MW，线损率为1.18%；当潮流为30MW、功率因数为0.9时，该线路线损为0.57MW，线损率为1.91%；潮流为50MW、功率因数为0.9时，该线路线损为1.95MW，线损率为3.90%；由此可以看出，潮流小于30MW时，线损率小于2%，潮流超过50MW时，线损率将超过4%，因此，该输电线路的经济输送潮流为30MW以下。调度人员可以根据计算结果，编制线路经济运行方案，从而实现节能调度。
3.2 在变压器变损中的应用
调度人员可以利用潮流计算程序，将变压器在不同负荷下的损耗、变损率计算出来，从而为变压器控制提供依据。例如一台40MVA双圈变压器在功率因素为0.95、铁损为0.026MW的情况下，当负荷为5MW时，铜损为0.027MW，变损率为0.540%；负荷为15MW时，铜损为0.035MW，变损率为0.233%；当负荷为35MW时，铜损为0.082MW，变损率为0.234%；当负荷为40MW时，铜损为0.101MW，变损率为0.253%。由此看出，该变压器在15MW-35MW条件下，变损率为0.233%-0.234%，比较经济。
3.3 在运行方式损耗中的应用
对于多电源供电站，可以通过潮流程序，计算出不同运行方式下的线损，从而确定经济运行方式。例如某变电站有两种供电方式，一种供电方式是采用LG—150，38.2km的导线供电，另一种供电方式为采用LGJ—240，24.3km的导线供电，当潮流为20MW，功率因数为0.9时，1号运行方式的线损为0.24MW，线损率为1.18%，2号运行方式的线损为0.15MW，线损率为0.76%；当潮流为30MW，功率因数为0.9时，1号运行方式的线损为0.82MW，线损率为1.91%，2号运行方式的线损为0.52MW，线损率为1.23%；当潮流为40MW，功率因数为0.9时，1号运行方式的线损为1.12MW，线损率为2.80%，2号运行方式的线损为0.72MW，线损率为1.79%。由此可见，2号供电方式比1号供电方式更加经济。
总结
随着经济的快速发展，电力系统的节能调度越来越重要，因此，电力企业要了解潮流计算方法，在电力系统经济调度中合理的运用潮流计算，为电力调度提供科学、准确的运行数据，从而为电力系统的稳定运行提供保障。
参考文献
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作者简介
秦先威（1986.10.08），男，学历：山东科技大学电气工程学士，研究方向：电力调度。
论文作者:秦先威
论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期
论文发表时间:2016/5/24
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