赵凤
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摘要：电力是国家的基础产业与能源支柱，没有电力就没有稳定的经济发展，当今世界，电力产业是几乎当今一切工业的基石，是我国经济社会的可持续发展重要支撑保障。如何实现电力负荷稳定的发展，一直是所有国家学者研究的必然课题。在现实实际中，电力负荷网损会随着电力系统网络中负荷的不断增加而非线性的持续增加，尤其是当电力系统网络负荷持续加重甚至到达电压崩溃点附近时，由于网损的显著增加直接给整个系统中带来了较大的功率不平衡量。在传统的连续潮流方法，不平衡量的这一部分将完全由平衡节点承担，这种不合理的分配方式会导致电压稳定分析结果的精度受到影响。所以对电力系统的潮流研究分析非常重要。
关键词：电力系统；潮流；分布
引言
我国电力系统已具有现代电力系统的基本特征。大电网的特征在提升了我国电网运行时的经济性和可靠性的同时也降低了系统的稳定性。互联电网可以显著提高电力系统运行的经济性，但互联电网在遇到切机等大扰动情况下自身维持频率稳定的能力比较弱，存在诸多发生频率崩溃的可能性。如何提高电力系统的稳定性，进一步优化电力系统潮流分布是目前大部分学者研究的一重要课题。
1含FACTS的电网潮流计算方法
电力系统计算及柔性交流输电元件的潮流计算通常有两种情况：一种是根据FACTS元件的功能和运行系统控制目标的需要，通过建立合适的模型，并使用合适的算法来计算电网潮流分布，进而求得柔性交流输电元件的相关控制参数。当FACTS元件用于直接控制系统运行参数，如线路有功无功功率、节点电压相位或者幅值，这属于第一种情况。另一种情况是柔性交流输电元件的控制参数已经在计算之前给定，通过已知的控制参数就可以算出电网的潮流分布情况，所以控制变量值在整个潮流计算过程中保持不变，而不是和第一种情况一样作为一个状态变量。对电力系统运行优化时，通过对FACTS元件控制参数的调整使系统的运行状态满足如网损最小等要求，此时FACTS元件用于间接控制非安装点的系统运行参数，这属于第二类情况。柔性交流输电元件作为控制元件的一种，其控制变量值随系统的运行状态和控制目标的改变而改变，通常只知道其控制目标，而控制变量值是我们想要求得的，因此本文主要研究的是第一例的潮流计算问题。建立合适的FACTS元件的常规潮流计算模型后，接着就是建立含FACTS元件电力系统的潮流方程组，然后利用现有的比较成熟的求解潮流方程组的算法理论，如牛拉法、快速解偶法以及带最优乘子的牛顿法等，求出电力系统的潮流分布。不论采用以上提到的哪一种理论算法，计算电力系统的解潮流方程组均是一个复杂的过程，迭代求解是不可避免的。
2计及可靠性的机组组合
没有考虑发电机组事故概率而制定的经济调度方案，虽然可以取得系统运行的经济性，但并不能保证系统的可靠性。单纯采用百分比方法确定系统的备用容量，未考虑机组单机容量及其可靠性，缺少准确的定量分析.当备用容量较大时，虽保证了系统的安全性，但降低了整个系统工作的经济性.因而需要找出一种既能保证系统运行时有足够的可靠度，又能使系统运行工况经济的统一协调方法。
3可靠性指标计算流程
对于采用单独蒙特卡罗模拟算法进行的系统可靠性评估。其中最为耗时的是状态选择部分，最为核心的是状态分析部分，最后可靠性指标的计算将评估结果以一定的指标体现出来。现将状态分析及可靠性指标计算简要介绍如下：
3.1直流潮流计算
通过判断系统是否解列来判断是否产生子系统，然后对每个子系统进行潮流计算。在计算故障潮流后，便可以进行节点电压和线路容量约束的判断，并选择合理的负荷削减方式，进而形成可靠性指标。发输电系统可靠性计算一般采用交流潮流法或直流潮流法，但是潮流分析法特别是交流潮流分析法对于大型系统会出现“维数灾”问题。目前对直流潮流法研究较多，该方法具有计算速度较快，但仍存在不能考虑系统电压和无功功率的影响的缺陷。不过基于模拟法的可靠性评估一般仍选择直流潮流算法。对于n节点电力系统，极坐标形式的节点注入功率方程式为：
式中：Pi、Qi分别为节点i给定的有功功率和无功功
率；j∈i表示与节点i相邻接的节点j，包括j=i的情况；Gij和Bij分别为节点i与节点j之间的互电导和互电纳；Vi和Vj分别为节点i和节点j的电压大小；θij为节点i和节点j的电压相角差。上式即为潮流方程式，由于上述潮流方程是非线性方程，因此需要迭代求解，直到方程收敛。获得节点电压的幅值和相角后，就可以计算支路潮流。
式中Pij、Qij分别为支路ij的有功潮流与无功潮流。直流潮流计算的简化过程如下：（1）正常运行的电力系统各节点电压通常在额定电压附近，可以近似地认为Vi=Vj=1。（2）线路两端电压相角差很小，有θij≈0，因此有sinθij，cosθij=1。（3）超高压网络中，线路电阻比电抗小得多，电阻可以忽略，rij=0。
3.2可靠性指标计算
发电系统可靠性指标可以分为确定性和概率性两类。现在随着电网系统的日益复杂与规模日益庞大，概率性指标与概率性方法已得到广泛应用。常用的可靠性指标有：电力不足时间概率（LOLP）：实际上是电力不足的期望时间，又称电力不足风险。它能判断电力系统装机容量不满足负荷的需要造成停电的时间概率：失负荷概率LOLP表示平均每年缺电概率
失负荷时间期望LOLE表示每年缺电小时数
电力不足期望值EDNS表示平均每年缺电力的多少，单位是兆瓦：
电量不足期望值EENS表示平均每年缺多少度电，单位是兆瓦时/年
结语
电力系统运行的基本要求是安全、经济和电能质量。在安排电力系统的运行计划时，不仅要考虑单机的耗量特性，同时应注意其故障率。考虑了发电单元的故障率后，运行成本虽然增加，但系统运行的可靠性增强.以一定的经济损失为代价换取运行工况的高可靠性，对保证系统安全稳定运行是十分必要的。为了实现电力系统计算机在线实时调度的在线最优潮流必须与事先给定的机组组合方式相互协调，否则，实时调度将不可能实现。在线最优潮流能否收敛，必须通过系统运行的平均模式为基础的离线最优潮流来校验。如果离线最优潮流不收敛，通过对原组合方式的修正，即可使情况得到改善。离线制定的机组组合方式，在执行过程中，要根据实际情况做在线修正，以使离线计算与在线调度协调一致。
参考文献：
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