基于连续潮流算法的可传输容量计算
基于最优潮流计算电力系统可用输电能力综述
表1 Benders分解算法的计算精度比较
计算方法
Benders分解算法 常规最优潮流
对基准情况的ATC值/MW
77.1 77.6
可以看出，benders分解算法的计算结果与一般的最优潮流 算法计算结果相比相当接近，误差不足0.7%，精度相当高 。
ATC数学模型
ATC是指实际的输电网络超出输电合约可用的输电能力。ATC主要由以下四 个值决定：ATC=TTC-TRM-(CBM+ETC) 式中：TTC(Total Transfer Capability)为最大输电能力，反映了在满足系统各种 安全约束下，互联输电网上总的输送能力；TRM(Transmission Reliability Margin)为输电可靠性裕度，反映不确定性因素对互联系统区域间输电能力的 影响；CBM(Capability Benefit Margin)为容量效益裕度，反映为保证 ETC(Existing Transfer Capability)中不可撤销输电服务顺利执行时输电网应当保 留的输电能力；ETC为现有输电协议(包括零售用户服务)占用的输电能力。 针对具体供电区域i到受电区域j的可用输电能力，做出以下假设：
0 Sij S ij Sij Sij S ij Sij S ij
式中，Pf,l为受电区域的所有负荷的有功功率之和，Ui为节点电压越限之和 ，Qgi为发电节点的无功功率越限之和，Sij为线路的潮流越限之和。
ATC数学模型
(2)功率约束条件
考虑节点有功功率和无功功率平衡约束，即： P U U G cos B sin
可用传输容量计算的分层算法研究
（＝ 。＾ １ ２… ． ） ，
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此 处 ’ ” 示 等 式 约 束 ， 表 示 不 等 式 约 束 ， 表 “ 下 标 … 表 示 基 准 稳 态 约 束 ， 标 ０ 下 表 示 第 ｋ种 预 想
（． 华 大 学 电机 工 程 系 ， 京 １０ ８ ： ． 港 大 学 电机 电 子Ｓ 程学 系 ， 港 特 别行 政 区 ） １清 北 ００ ４ ２ 香 － 香
摘
要： 电力市场环境下 ， 可用传输容量（ Ｔ 表示线路 可用 于交易的剩余容量 ， Ａ Ｃ） 其计算评估是 电力市场顺利
运行 的重要 问题之一。提出采用 Ｂ ｎ ｅｓ ｅ ｄｒ 分解 算法分主从 ２层计算 Ａ Ｃ值 主层表示稳态约柬 ， Ｔ 从层中的每 个预想事故均可单独求解， 从而有并行计算的可能性 ＩＥ ０节点系统算例检验本算法精度高， 经 Ｅ Ｅ３ 性能优于
ｌ 则 。 准
于 其计 算 问 题 要 同 时 考 虑 基 准 传 输 情 况 、 系 统 网 络
拓 扑 、 电 调 度 、 统 预 想 事 故 情 况 及 负 荷 等 ． 而 相 发 系 因 复 杂 。叉 ＡＴ Ｃ值 需 定 时 更 新 和 对 市 场 成 员 发 布 ， 其 算 法 应 有 较 ’ 的 计 算 速 度 并 保 证 良好 的 计 算 精 度 ”。 陕 １ 文献 ［ ４ ３， 中 提 出 以 直 流 潮 流 为 基 础 计 算 ＡＴ 值 、 Ｃ 由 于 简 单 明 了 、 算 量 小 ， 类 算 法 目前 得 到 广 泛 应 计 这 用 ， 无 法 计 及 无 功 潮 流 和 电 压 限 值 情 况 。 史 献 ［ 但 ５
潮流计算的计算机算法资料
第四章潮流计算的计算机算法第一节概述潮流计算是电力系统最基本、最常用的计算。
根据系统给定的运行条件、网络接线及元件参数，通过潮流计算可以确定各母线的电压（幅值及相角），各元件中流过的功率、整个系统的功率损耗等。
潮流计算是实现电力系统安全经济发供电的必要手段和重要工作环节。
因此潮流计算在电力系统的规划设计、生产运行、调度管理及科学研究中都有着广泛的应用。
电力系统潮流计算分为离线潮流计算和在线潮流计算。
前者主要用于系统规划设计和安排系统的运行方式，后者则用于正在运行系统的经常监视及实时控制。
本章主要讨论离线潮流计算问题，它的基本算法同样适用于在线潮流计算。
潮流计算在数学上是多元非线性方程组的求解问题，求解的方法有很多种。
自从五十年代计算机应用于电力系统以来，当时求解潮流的方法是以节点导纳矩阵为基础的逐次代入法（导纳法），后来为解决导纳法的收敛性较差的问题，出现了以阻抗矩阵为基础的逐次代入法（阻抗法）。
到六十年代，针对阻抗法占用计算机内存大的问题又出现了分块阻抗法及牛顿－拉夫逊（Newton－Raphson）法。
Newton —Raphson法是数学上解非线形方程式的有效方法，有较好的收敛性。
将N－R法用于潮流计算是以导纳矩阵为基础的，由于利用了导纳矩阵的对称性、稀疏性及节点编号顺序优化等技巧，使N－R法在收敛性、占用内存、计算速度方面的优点都超过了阻抗法，成为六十年代末期以后普遍采用的方法。
同时国内外广泛研究了诸如非线形规划法、直流法、交流法等各种不同的潮流计算方法。
七十年代以来，又涌现出了更新的潮流计算方法。
其中有1974年由B、Stott、O、Alsac 提出的快速分解法以及1978年由岩本伸一等提出的保留非线性的高129速潮流计算法。
其中快速分解法（Fast decoupled load flow）从1975年开始已在国内使用，并习惯称之为PQ分解法。
由于PQ分解法在计算速度上大大超过N－R法，不但能应用于离线潮流计算，而且也能应用于在线潮流计算。
基于连续潮流方法的输电网络输送能力的研究
基于连续潮流方法的输电网络输送能力的研究摘要：基于连续潮流方法计算输电网的输送能力，详细推导了该算法的数学模型，给出计算方法及流程，并提出步长控制法来提高运算效率。
最后将算法应用于IEEE-5节点系统的分析及实际系统—英国国家电网公司953-节点系统的分析，结果表明该方法具有一定的实用性、可靠性和有效性。
关键词：输电网；输电能力；连续潮流；步长控制0引言在我国经济建设快速发展的时期，电力工程的建设与发展成为了保证社会快速发展的前提。
然而，受土地资源、城市规划、环境保护及电力市场成本等因素的制约下，输电网的建设面临着严峻的考验，开辟新的输电路径变得越来越困难。
那么，在保证电力系统安全稳定的前提下，为了能利用现有的输电网络传输更多的电力以达到最大的经济效益，准确了解输电网络的输电能力信息成为了前提。
根据北美电力系统可靠性委员会NERC-1995年文献和电力可靠技术协会CERTS-2004年7月的报告，可用输电能力（Available Transfer Capability）来表示物理输电网络输电容量的总量【2】；而用稳定边界（Stability Margin）来分析系统某一稳定运行点与崩溃点之间的输电容量欲度【3】。
因此，如何准确确定系统区域间的稳定边界，使系统既满足安全性和可靠性的要求，又能最大限度满足电力输送容量的要求，一直是新形势下急待解决的研究课题。
本文在现有连续潮流法【1、4、5、6、8】的基础上，运用预估-校正的迭代算法及步长控制法，获得完整的PV曲线及相关系统运行数据，分析系统区间的稳定边界。
最后将该方法运用到IEEE-5节点系统及实际系统—英国国家电网公司953-节点系统，结果表明该方法具有可操作性。
1连续潮流的计算模型及步长控制法连续潮流法是假设系统处于准静态的状态下,随负荷的缓慢增加, 不断求解潮流方程, 从而描绘出系统的PV 曲线。
常规潮流总是沿着PV 曲线从上一个解向下一个解迭代收敛，因为负荷增长率λ的引入，兼顾及方程的迭代收敛性，以弧长公式重新形成第N + 1维方程, 并构造增广潮流方程组，可表示为：（式中λ为负荷增长率，b为负荷增长方式）为加快程序运行速度, 引入了预估-校正技术，多采用在上一负荷点的基础上沿着切线方向选取一定步长的方法进行初值预估，并固定某参数不变对潮流方程进行迭代求解校正，从而求得PV曲线，如图1所示。
潮流计算的基本算法及使用方法
潮流计算的基本算法及使用方法一、 潮流计算的基本算法1. 牛顿－拉夫逊法1．1 概述牛顿－拉夫逊法是目前求解非线性方程最好的一种方法。
这种方法的特点就是把对非线性方程的求解过程变成反复对相应的线性方程求解的过程，通常称为逐次线性化过程，就是牛顿－拉夫逊法的核心。
牛顿-拉夫逊法的基本原理是在解的某一邻域内的某一初始点出发，沿着该点的一阶偏导数——雅可比矩阵，朝减小方程的残差的方向前进一步，在新的点上再计算残差和雅可矩阵继续前进，重复这一过程直到残差达到收敛标准，即得到了非线性方程组的解。
因为越靠近解，偏导数的方向越准，收敛速度也越快，所以牛顿法具有二阶收敛特性。
而所谓“某一邻域”是指雅可比方向均指向解的范围，否则可能走向非线性函数的其它极值点，一般来说潮流由平电压即各母线电压(相角为0，幅值为1)启动即在此邻域内。
1．2 一般概念对于非线性代数方程组()0=x f即 ()0,,,21=n i x x x f ()n i ,2,1= (1－1)在待求量x 的某一个初始计算值()0x附件，将上式展开泰勒级数并略去二阶及以上的高阶项，得到如下的线性化的方程组()()()()()0000=∆'+x x f x f (1－2)上式称之为牛顿法的修正方程式。
由此可以求得第一次迭代的修正量()()()[]()()0100x f x f x -'-=∆ (1－3)将()0x ∆和()0x相加，得到变量的第一次改进值()1x 。
接着再从()1x 出发，重复上述计算过程。
因此从一定的初值()0x出发，应用牛顿法求解的迭代格式为()()()()()k k k x f x x f -=∆' (1－4)()()()k k k x x x ∆+=+1 (1－5)上两式中：()x f '是函数()x f 对于变量x 的一阶偏导数矩阵，即雅可比矩阵J ；k 为迭代次数。
由式（1－4）和式子（1－5）可见，牛顿法的核心便是反复形成求解修正方程式。
电力系统潮流计算及优化算法
电力系统潮流计算及优化算法概述：电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，它负责能源的传输和分配，为各个行业提供电力供应。
电力系统潮流计算及优化算法是为了确保电力系统的可靠性和稳定性而进行的重要工作。
本文将从电力系统潮流计算的基本原理入手，探讨几种常见的潮流计算算法，并介绍潮流计算在电力系统优化中的应用。
1. 电力系统潮流计算的基本原理潮流计算是指通过对电力系统的各个节点进行功率平衡方程的求解，来确定电压幅值和角度的过程。
电力系统潮流计算的基本原理包括以下几个方面：（1）潮流计算基于功率平衡方程：潮流计算的基本原理是通过功率平衡方程来计算各个节点上的电压幅值和相角。
功率平衡方程是指在电力系统中，各个节点的有功功率和无功功率之和等于零。
（2）节点电压和注入功率的迭代计算：潮流计算是通过迭代计算来获取节点电压和注入功率的近似解。
通过将功率平衡方程转化为牛顿-拉夫逊法，则可以利用数值迭代方法来求解节点电压和注入功率。
（3）无功优化和电压稳定分析：潮流计算还包括对无功优化和电压稳定性分析。
无功优化是为了减少无功功耗，提高电能的传输效率和系统稳定性。
电压稳定性分析是为了保持电网的电压稳定，避免电压失稳带来的各种问题。
2. 常见的潮流计算算法（1）高斯-赛德尔法：高斯-赛德尔法是最早应用于电力系统潮流计算的迭代方法之一。
该方法通过将节点电压和注入功率的迭代过程分为两个步骤进行，从而加速迭代的收敛速度。
高斯-赛德尔法的缺点是收敛速度较慢，尤其是在系统网架复杂或负荷变化较大的情况下。
（2）牛顿-拉夫逊法：牛顿-拉夫逊法是目前应用最广泛的求解电力系统潮流计算问题的方法之一。
该方法通过求解雅可比矩阵的逆矩阵来迭代计算节点电压和功率注入值。
由于需要求解雅可比矩阵的逆矩阵，牛顿-拉夫逊法的计算量较大，但收敛速度较高。
（3）快速潮流计算算法：为了提高电力系统潮流计算的效率，研究者还提出了快速潮流计算算法。
快速潮流计算算法采用改进的数值计算方法，通过减少计算过程中的冗余计算，来提高潮流计算的速度。
基于连续潮流算法的可传输容量计算
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基 于 连 续 潮 流 算 法 的可 传 输 容 量 计 算
陈 国通 吴 杰康２ 张宏 亮３ 盛 刚伟２ ， ， ，
（ ． 西 电 网公 司梧 州供 电局 ， 西 梧 州 ５３ ０ ； ２ 广 西大 学 电气工程 学 院 ， １广 广 ４０ ２ ． 广西 南宁 ５０ ０ ； ３ ０ ４ ３ 广 西方元 电力股份 有 限公 司 ， ． 广西 南宁 ５０ ２ ） ３ ０８ Ｃｏ ｔｎｕ ｕ ｗｅ ｏ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｆ ｒＡｖ ｉａ ｌ ａ ｓ ｅ ｐａ ｉｉｙ Ｃｏ ｐｕ ａ ｉｎ ｎ ｉ ｏ ｓＰｏ ｒＦｌｗ ｔ ｏ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ Ｔｒ ｎ ｆ ｒＣａ ｂ ｌｔ ｍ ｔ ｔｏ
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ห้องสมุดไป่ตู้
连 续潮 流 算 法 的 可 传 输 容 量计 算 方 法 。 对 正 常运 行 和事 故条 件 下 电力 系统 母 线之 间 、 区域 之 间可 传 输容量 计 算进行 了探 讨 和 分析 。在 Ｍａｐｗｅ 平 台 ｔ ｏ ｒ
潮流计算的基本算法及使用方法
潮流计算的基本算法及使用方法一、 潮流计算的基本算法1. 牛顿－拉夫逊法1．1 概述牛顿－拉夫逊法是目前求解非线性方程最好的一种方法。
这种方法的特点就是把对非线性方程的求解过程变成反复对相应的线性方程求解的过程，通常称为逐次线性化过程，就是牛顿－拉夫逊法的核心。
牛顿-拉夫逊法的基本原理是在解的某一邻域的某一初始点出发，沿着该点的一阶偏导数——雅可比矩阵，朝减小方程的残差的方向前进一步，在新的点上再计算残差和雅可矩阵继续前进，重复这一过程直到残差达到收敛标准，即得到了非线性方程组的解。
因为越靠近解，偏导数的方向越准，收敛速度也越快，所以牛顿法具有二阶收敛特性。
而所谓“某一邻域”是指雅可比方向均指向解的围，否则可能走向非线性函数的其它极值点，一般来说潮流由平电压即各母线电压(相角为0，幅值为1)启动即在此邻域。
1．2 一般概念对于非线性代数方程组()0=x f即 ()0,,,21=n i x x x f ()n i ,2,1= (1－1)在待求量x 的某一个初始计算值()0x附件，将上式展开泰勒级数并略去二阶及以上的高阶项，得到如下的线性化的方程组()()()()()0000=∆'+x x f x f (1－2)上式称之为牛顿法的修正方程式。
由此可以求得第一次迭代的修正量()()()[]()()0100x f x f x -'-=∆ (1－3)将()0x ∆和()0x相加，得到变量的第一次改进值()1x 。
接着再从()1x 出发，重复上述计算过程。
因此从一定的初值()0x出发，应用牛顿法求解的迭代格式为()()()()()k k k x f x x f -=∆' (1－4)()()()k k k x x x ∆+=+1 (1－5)上两式中：()x f '是函数()x f 对于变量x 的一阶偏导数矩阵，即雅可比矩阵J ；k 为迭代次数。
由式（1－4）和式子（1－5）可见，牛顿法的核心便是反复形成求解修正方程式。
电力系统区域间可用输电能力计算方法综述
电力系统区域间可用输电能力计算方法综述摘要：介绍了可用输电能力（available transfer capability，atc）的定义，分析了atc的几个主要影响因素，对基于确定性模型和概率性模型的各种atc计算方法及其优缺点、适用领域进行了分析、比较和总结。
此外，对atc研究的特点和发展方向进行了论述，并给出了一些合理的建议。
关键词：电力市场；atc；综述中图分类号：tm2471 引言在电力系统中，最大输电能力是反映系统中两个区域间功率交换能力的重要指标。
在电力市场环境下，可用输电能力是ttc的一部分，为ttc减去输电协议和预留容量的值。
atc能直观地显示系统安全稳定裕度，此外，作为市场尚存交易能力的指标，它还具有市场导向功能，能为电力市场维护和参与人员提供电网使用的状况，以指导其市场行为。
2 atc的定义1995年，北美电力系统可靠性委员会根据美国联邦能源委员会的要求，给出了atc的定义：atc即在现有的输电合同基础之上，输电网络中剩余的、可靠的、可用于商业用途的传输容量[1]。
在数学的角度上，atc可描述为：atc=ttc-etc-trm-cbm （1）式中，ttc为系统最大输电能力，etc为现存输电协议，trm为输电可靠性裕度，cbm为容量效益裕度。
3 atc计算的影响因素从式（1）可以看出，atc由ttc、etc、trm和cbm这四个因素决定，此外它还受到系统运行方式的影响，下面详细介绍。
3.1 系统最大输电能力（ttc）系统最大输电能力（ttc）定义为：在满足一定条件下，互联输电网络中能够可靠传输的最大容量。
对于ttc而言，其数值与计算时考虑的约束条件有很大相关性，当约束条件较为苛刻时，ttc计算数值较小；当约束条件较为宽松时，ttc数值较大。
3.2 现存输电协议（etc）现存输电协议（etc）即为已存在的所有正常的输电潮流，根据etc合同的稳定程度，可使用诸如“可撤销”和“不可撤销”、“计划”和“预约”传输进一步描述输电合同。
基于连续潮流算法的可传输容量计算
基于连续潮流算法的可传输容量计算
陈国通;吴杰康;张宏亮;盛刚伟
【期刊名称】《电力学报》
【年(卷),期】2007(022)002
【摘要】对可传输容量进行了分析,探究了基于连续潮流算法的可传输容量计算方法.对正常运行和事故条件下电力系统母线之间、区域之间可传输容量计算进行了探讨和分析.在Matpower平台上编程,并与Matlab和Powerworld接口,实现了可传输容量计算的可视化,并可任意改变系统的运行方式、条件和参数,形成不同的运行状态(基本潮流),从而计算不同运行情况下母线间和区域间可传输容量.算例的仿真结果表明,在Matpower、Matlab和Powerworld 3个平台上,可传输容量计算均具有灵活性、可行性和可视化.
【总页数】5页(P154-158)
【作者】陈国通;吴杰康;张宏亮;盛刚伟
【作者单位】广西电网公司梧州供电局,广西,梧州,543002;广西大学电气工程学院,广西,南宁,530004;广西方元电力股份有限公司,广西,南宁,530028;广西大学电气工程学院,广西,南宁,530004
【正文语种】中文
【中图分类】TM744
【相关文献】
1.基于改进人工鱼群算法的连续潮流电压稳定性研究 [J], 吴昊;董文辉
2.基于几何参数化的电力系统连续潮流算法 [J], 杨志平
3.基于混沌粒子群算法和连续潮流法的静态电压稳定分析 [J], 戴斌
4.基于改进Matpower连续潮流算法的静态电压稳定性分析 [J], 张宾
5.应用基于连续潮流算法的遗传算法进行静态电压稳定分析 [J], 胡彩娥
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2007年第22卷第2期 电 力 学 报 Vol.22No.22007 (总第79期) J OURNAL OF EL ECTRIC POWER (Sum.79)文章编号: 1005-6548(2007)02-0154-05基于连续潮流算法的可传输容量计算Ξ陈国通1, 吴杰康2, 张宏亮3, 盛刚伟2(1.广西电网公司梧州供电局,广西梧州543002; 2.广西大学电气工程学院,广西南宁530004;3.广西方元电力股份有限公司,广西南宁530028)Continuous Pow er Flow Method for Available T ransfer C apability Computation CHEN Guo2tong1, WU Jie2kang2, ZHAN G Hong2liang3, SHEN G Gang2wei2(1.Wuzhou Power Supply bureau,Guangxi Electric Net Company,Wuzhou543002,China;2.Department of Electrical Engineering,Guangxi Univeristy,Nanning530004,China;3.Guangxi Fangyuan Electric Co.Ltd.,Nanning530028,China)摘 要: 对可传输容量进行了分析,探究了基于连续潮流算法的可传输容量计算方法。
对正常运行和事故条件下电力系统母线之间、区域之间可传输容量计算进行了探讨和分析。
在Matpower平台上编程,并与Matlab和Powerworld接口,实现了可传输容量计算的可视化,并可任意改变系统的运行方式、条件和参数,形成不同的运行状态(基本潮流),从而计算不同运行情况下母线间和区域间可传输容量。
算例的仿真结果表明,在Matpower、Matlab和Powerworld3个平台上,可传输容量计算均具有灵活性、可行性和可视化。
关键词: 电力系统;可传输容量;连续潮流中图分类号: TM744 文献标识码: A Abstract: This paper based on continuous power flow method,proposes a method for computing avail2 able transfer capability by studying the capacity.In the proposed method,the available transfer capability between buses,zones and areas is studies under any condition of normal or contingent status of power sys2 tems.Interfacing Powerworld software,visual compu2 tation is accomplished,and interfacing Matlab soft2 ware,the operation modes,conditions and parameters of the visual power systems in Powerworld software are changed according to the needs of computating available transfercapability between buses and zones in any cases.An studying example of simulation is given to illustrate the flexibility feasibility and visual2 ization of the proposed method in the three platforms Matpower,Matlab and powerworld.K ey Words: power systems;available transfer ca2 pability;continuous power flow 传输容量的计算对于系统的规划和运行都起到了关键性作用。
对于规划人员和操作人员传输容量显得特别重要,规划者通过传输容量可以了解到系统的瓶颈,同样可以了解到什么样的系统具有Ξ基金项目: 广西科学基金资助项目(桂科目0640028);广西壮族自治区教育厅资助项目(桂教科研[2005]47号);广西高校百名中青年学科带头人资助计划项目(RC20060808002);宁波市自然科学基金资助项目(2005A610013)。
收稿日期: 2007202226 修回日期: 2007203205 作者简介: 陈国通(1965-),男,广西玉林人,高级工程师,电力系统运行与分析;吴杰康(1965-),男,广西隆安人,工学博士,教授,电力系统智能测量和智能控制、电力系统智能仪表、电力市场;张宏亮(1965-),男,广西宾阳人,高级工程师,电力系统运行与分析;盛刚伟(1985-),男,浙江金华人,助理工程师,电力系统运行与分析。
更好的稳定性、安全性以及具有更大的经济效益。
目前,输电可靠性裕度评估方法主要包括灵敏度分析方法、概率模型分析方法等。
文献[1]提出几个计算TRM的方法:①在某种运行情况下不断改变具有不确定因素的参量,重复计算TTC,所得到的TTC中最大值与最小值之差即为TRM;②按经验取TTC的1个固定百分比(如%),或者直接取为某一定值(如4%),这种方法简单方便,较为常用;③利用统计学或随机方法求解,这种方法的计算过程较为繁琐,同时考虑的不确定因素有限,且对它们的不确定性描述往往存在误差,所以计算结果存在较大误差。
文献[2]在某种运行情况下反复计算各种预想故障情况下电网的输电能力,最后以最坏预想故障条件下的电网输电能力与TTC的差作为系统的TRM。
文献[3]采用传输容量灵敏度和各种不确定概率来对输电可靠性裕度进行计算,这种方法在系统参数变化基础上建立传输容量线性模型。
利用文献[4]提出的一次灵敏度方法来求解TRM的方差,这种方法不足之处在于一次灵敏度计算结果误差较大。
文献[5]提出了传输容量的两点估计方法,避免蒙特卡洛模拟法由于涉及系统元件运行状态的随机波动性所带来的繁琐复杂理论分析。
本文利用连续潮流算法,在Matpower和Mat2 lab仿真平台上计算母线间、区域间在正常运行和故障情况下的可传输容量。
1 连续潮流算法连续潮流(Continuous Power Flow,CPF)算法追踪潮流的求解曲线,从基本潮流解开始,在指定的方向上增加传输容量,连续求解潮流。
传输容量从基本潮流逐步增加直至系统突破某个限制。
连续潮流技术需要求解一系列潮流并检查约束情况[6]。
传输容量用所有发电机有功出力的增加量之和来表示。
各发电机有功出力的增加量是指在限制突破时的前1个稳定状态下的各发电机有功出力和某种运行条件情况下的发电机有功出力的差值。
连续潮流法一般分为2类:参数化连续潮流法和非参数化连续潮流法。
在A TC计算中通常采用非参数化连续潮流法,它通过预测2校正格式克服潮流在极限点收敛困难的问题。
连续潮流法还能很方便的利用各种约束条件的限制,因此它在A TC 计算中得到了广泛的应用。
连续潮流法的主要缺点是它采用跟踪曲线法,且基于潮流计算,因而迭代次数多,计算时间长。
虽可通过一些方法缩短时间,如在每1次雅可比矩阵生成过程中只需改变变化比较大的状态变量的对应元素,但这并不能从根本上解决连续潮流法费时的缺点。
通过执行一些基本的算法达到简单计算传输容量的目的。
算法包括以下几个步骤:①解基本潮流(某种运行条件情况下的潮流);②增加传输容量;③计算传输容量改变后的潮流;④假如传输容量改变后的潮流稳定则增加d t;⑤假如传输容量改变后的潮流不稳定则减少d t;⑥重复步骤②～⑤直到d t最小。
这算法中,首先要考虑基本潮流,此时的传输容量为0。
在这里必须对系统做各种假设,它将会影响到最后的计算结果。
基本潮流必须是稳定运行的,它的各种运行参数必须在各种极限限制之内,一般考虑各线路的电流(或者是功率)以及母线电压、电压角,否则,该网络将没有可用传输容量。
传输容量就是指从基本潮流开始的发电机出力的实际变化。
按传统可这样定义,假如从母线A的发电机传输x MW到母线B的发电机,将在母线A 的发电机减少x MW的有功输出,并在母线B的发电机增加x MW的有功输出。
这种情况下所产生的损耗将由松弛母线提供。
第2步就是要计算求解模拟潮流方程并与各种约束限制进行比较。
这些约束限制可以有多种形式,它们可能是线性潮流限制、母线电压和角度限制,或者发电机的容量限制。
同时也需要用1个最小d t来限制它,d t表示现在与前一状态之间传输量的变化。
刚开始先设定1个d t值,然后将传输容量逐步增加直到潮流违背了一些限制条件。
一旦有一限制被打破,就必须减少d t,传输容量也相应要减少。
然后重新计算传输容量减少后新的潮流并与各种限制进行对照。
一直重复上面的步骤直到d t达到预设的最小值。
在最后求解出来的潮流中的传输量就是给定母线的传输容量。
当考虑区域之间的传输时,就必须考虑在指定区域中调节发电机的有功输出。
例如,从区域A传到区域B就要求减少区域A中的所有发电机的有功输出并增加区域B中所有发电机的有功输出。
2 Matpower和Matlab的应用及算法实现2.1 Mat Power和Matlab的应用551第2期 陈国通等:基于连续潮流算法的可传输容量计算 Matpower由一系列M文件组成,每个文件都有各自不同的目的。
Matpower可以在Matlab环境下作为仿真工具,其主要优点就是很容易修改和使用。
Matpower提供了很多选项,用户可根据自己不同的要求进行各种选择,非常简单方便。
2.2 Matpower下可传输容量的计算方法在Matpower中创建1个程序来计算传输容量需要克服很多困难。
Matpower中的一般潮流和最优潮流的源程序与简单传输容量的计算算法不协调。
因为源程序不能自动改变更新case文件中的数据矩阵。
它们只与M文件中的输入变量有关。
它们只能通过使用一系列文件来运行某一潮流。
源程序中,通过输入命令以case文件作为变量来执行潮流运算,它与传输容量没有直接联系。
因为传输容量需要在每一潮流计算中改变系统的结构,它要求在每一状态中各个节点母线上的功率都不同。
因而,需要在Matpower源程序中再另外增加一些变量。
很显然,主要变量就是明确哪些母线在传输容量计算中起到了作用,还要明确哪台发电机组输出多少功率而影响传输容量的计算。