1 电力系统潮流分析与计算

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电力系统潮流分析与计算是评估电力系统运行状态的重要工具。正常运行情况下，系统功率与电压的分布情况称为潮流分布。潮流计算旨在通过评估系统运行的安全性、经济性和供电质量，为系统管理提供依据。

在计算电压和相角时，只考虑电压数值时，忽略电压降落的横分量通常不会产生显著误差。变压器电压降落的纵分量主要由变压器的电抗决定。无功功率主要从电压较高的点流向电压较低的点；有功功率则从电压相位超前的点流向电压相位滞后的点。

对于环形网络，通过简化电路，利用等值负荷、等值电源和运算负荷、运算电源进行计算，电压采用UN计算。降压变电所的等值负荷等于变电所低压母线负荷加上变压器功率损耗，而运算负荷包括降压变电所等值负荷和与变电所高压母线相连接的输电线路导纳支路功率的一半。定出力发电厂的等值电源功率减去发电厂厂用电负荷功率以及升压变压器功率损耗，而运算电源功率进一步减去与变电所高压母线相连接的输电线路导纳支路功率的一半。

环形网络的计算分为两个阶段：首先进行初步功率计算，包括单一电压环网和多电压等级环网的计算；然后在功率分点处将环网拆分为两个辐射形网络，分别计算它们的最终功率分布。功率分点指的是功率在两侧向其流动的节点。当多电压等级环网中变压器变比不匹配时，存在循环功率。

电力网络的调整控制旨在实现电网的经济运行。自然分布是在未采取任何调控措施时的功率分布，辐射形网络的功率分布由负荷分布决定，而环形网络的自然分布则遵循阻抗分布。经济分布则是在有功功率损耗最小情况下的功率分布，适用于环形网络。均一网的自然分布与经济分布相等，遵循线路长度分布。

调整控制手段包括使用串联电容器、电抗器和附加串联加压器等。串联电容器可补偿线路感抗，转移功率并减少无功损耗和电压损耗。电抗器则用于限流，但会增加无功损耗和电压损耗。附加串联加压器可产生环流或强制循环功率，实现期望的潮流分布。

电力网络方程包括节点电压方程、回路电流方程和割集方程。节点电压方程的特点是独立方程个数等于独立节点数，适用于平面与非平面网络。节点导纳矩阵具有n×n阶、对称、复数和稀疏的特点，并可通过修改来适应网络变化。电力系统节点分为不同类型，G-S法和N-L法是常用的潮流计算方法。G-S法直接应用节点电压方程，对初始值要求较低但收敛性较差；N-L法则具有良好的收敛性、速度快和内存占用少的优点，但对初始值要求高。PQ分解法在高压交流电网中优化了N-L法的计算效率。