1、摘要潮流計算是研究電力系統的一種最基本和最重要的計算。最初，電力系統潮流計算是通 過人工手算的，后來為了適應電力系統日益發展的需要，采用了交流計算臺。隨著電子數字 計算機的出現，1956年Ward等人編制了實際可行的計算機潮流計算程序。這樣，就為日趨 復雜的大規模電力系統提供了極其有力的計算手段。經過幾十年的時間，電力系統潮流計算 已經發展得十分成熟。潮流計算是研究電力系統穩態運行情況的一種計算，是根據給定的運 行條件及系統接線情況確定整個電力系統各個部分的運行狀態，如各母線的電壓、各元件中 流過的功率、系統的功率損耗等等。電力系統潮流計算是計算系統動態穩定和靜態穩定的基 礎。在電力系統規劃設

2、計和現有電力系統運行方式的研究中，都需要利用電力系統潮流計算 來定量的比較供電方案或運行方式的合理性、可靠性和經濟性。電力系統潮流計算分為離線計算和在線計算，離線計算主要用于系統規劃設計、安排系 統的運行方式，在線計算則用于運行中系統的實時監測和實時控制。兩種計算的原理在本質 上是相同的。實際電力系統的潮流技術主要采用PQ分解法。1974年，由Scott B.在文獻（仞中首次提出PQ分解法，也叫快速解耦法（Fast Decoupled Load Flow，簡寫為 FDLF）。本設計就是采用PQ分解法計算電力系統潮流的。關鍵詞：電力系統潮流計算 PQ分解法第一章概論1.1概述電力系統潮流計算是研

3、究電力系統穩態運行情況的一種計算，它是根據給定的運行條件 及系統接線情況確定整個電力系統各個部分的運行狀態，如各母線的電壓、各元件中流過的 功率、系統的功率損耗等等。電力系統潮流計算是計算系統動態穩定和靜態穩定的基礎。在 電力系統規劃設計和現有電力系統運行方式的研究中，都需要利用電力系統潮流計算來定量 的比較供電方案或運行方式的合理性、可靠性和經濟性。潮流計算是研究電力系統的一種最 基本和最重要的計算。電力系統潮流計算分為離線計算和在線計算，離線計算主要用于系統規劃設計、安排系 統的運行方式，在線計算則用于運行中系統的實時監測和實時控制。兩種計算的原理在本質 上是相同的。1.2電力系統潮流計算

4、的目的（1）在電網規劃階段,通過潮流計算，合理規劃電源容量及接入點,合理規劃網架，選擇無功補償方案,滿足規劃水平年的大、小方式下潮流交換控制、調峰、調相、調壓的要求。（2）在編制年運行方式時，在預計負荷增長及新設備投運基礎上，選擇典型方式進行潮流計 算，發現電網中薄弱環節,供調度員日常調度控制參考，并對規劃、基建部門提出改進網架結 構，加快基建進度的建議。（3）正常檢修及特殊運行方式下的潮流計算，用于日運行方式的編制，指導發電廠開機方式, 有功、無功調整方案及負荷調整方案，滿足線路、變壓器熱穩定要求及電壓質量要求。（4）預想事故、設備退出運行對靜態安全的影響分析及作出預想的運行方式調整方案。常

5、 用的潮流計算方法有:牛頓-拉夫遜法及快速分解法。1.3電力系統潮流計算的基本要求電力系統潮流計算是研究電力系統的一種很重要和很基本的計算，它從50年代中期就已開 始，曾采用了各種不同的方法，這些方法主要圍繞著對潮流計算的一些基本要求進行的。基 本要求可歸納為：（1）計算方法的可靠性或收斂性；（2）對計算機內存量的要求；（3）計算速度；（4）計算的方便性和靈活性。第三章PQ分解法潮流計算PQ分解法簡介PQ分解法（又稱牛頓改進法），是由極坐標形式的牛頓法演化而來，分解法的迭代次數雖然 比牛頓法多，但在迭代過程中由于采用相同的系數矩陣B和B，總的計算時間反而減少了， 而且B和B都為對稱矩陣，計算時

6、所需的內存容量也小，因此該方法以為我國很多電業單 位所采用。隨著電力工業的發展，網絡越來越復雜，因而一般的算法將難以完成其計算。本文提出了采 用相對先進的P-Q分解法加之以稀疏技術在MATLAB這一可視化編程環境下，開發應用程 序。它既能很好地滿足以上基本要求，又能使編程簡單化。PQ分解法的特點PQ分解法有兩個主要特點：（1）降階在潮流計算的修正方程中利用了有功功率主要與節點電壓相位有關，無功功率主要 與節點電壓幅值有關的特點，實現P-Q分解,使系數矩陣由原來的2NX2N階降為NXN階,N 為系統的節點數（不包括緩沖節點）。（2）因子表固定化利用了線路兩端電壓相位差不大的假定，使修正方程系數矩

7、陣元素變為常數，并且就是節點導納的虛部。由于以上兩個特點，使快速分解法每一次迭代的計算量比牛頓 法大大減少。快速分解法只具有一次收斂性，因此要求的迭代次數比牛頓法多，但總體上快速 分解法的計算速度仍比牛頓法快。需要說明，當電力系統中含有35kv及以下電壓等級的電 力線路時，由于它們的線路電阻與電抗的比值r/x很大，線路兩端電壓相位差不大的假定已 不成立，可能出現迭代不收斂的情況。所以，PQ分解法只適用于110kv以上高壓網的潮流計 算。3.3 P-Q分解法潮流計算的流程圖圖1-1潮流計算流程圖由上述流程圖可見,PQ分解法潮流計算的基本步驟如下：1）把要計算的網絡參數和系統參數數據讀入；2）設各

8、節點電壓的初值，其中平衡節點和PV節點的電壓已知,其它各節點的電壓置1；3）形成節點導納矩陣；4）將各節點電壓值代入式（1-3），求出修正方程的不平衡量 P,A Q；5）求修正方程式的系數矩陣（形成雅可比矩陣），解修正方程，求各節點電壓的修正量；6）運用各節點電壓的新值自（1-3）開始進入下一次迭代，直至不平衡量乙P, Q，滿足要 求；7）若計算收斂，計算平衡節點功率和線路功率，若不收斂，計算信息顯示不收斂。3.4 pQ分解法的原理算的數學模型進行合理的簡化。力 算的數學模型進行合理的簡化。力 PH 叫W -修正方程:由=-由頊茴降階第一步簡化：由于RX, B變化主要影響P, U 變化主要影響

9、Q,有N炯和ML,忽略非對角 塊，即有近似修正方程為：AP_ H Oir 力8 1 AP = -H 衣_| 一一_）成AQ = -L AU/UPQ分解法得名！非對角元：Hy = Ly = -UJI/G.SinSy）第二步簡化：一般線路兩端島較小（一般小于10。20口），且有：cosS - 1Gjj sin 5jj Bjj cos 島-HfURjBn，i、j=l,2,n-1, MJ、=UiUjB 瑚 i、j=l,2，,n-Ll, i#j第三步簡化:Qi UXHji=【泡，i = l ,iiLji = Lj, = 1,2,-, m., Hii = Qi+urBii 對角兀：A =Q +U；B丑5鳥H、慶QUB縮寫：H.LUBUU4UT 必(三)、PQ分解法的修正方程(AP = -H A8AO = -L AU /UH,L 我BUBnBnF_ b21B BnBnF_ b21B miB”B,Bn-l：PzJ一 W Q/GQV修正：縮寫:簡記:縮寫:簡記:JAP/U = -B;-UA6 aq/u = -bw ArAP/L： = -Br-A8 Q/U = 5修正方程特點兩套常系數線性修正方程特點兩套常系數線性方程組常系數矩陣B，和B稀