3.1 概述
潮流计算的概念 潮流计算的意义 潮流计算的发展史 潮流计算的发展趋势
一、潮流计算的概念
电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的 一种基本电气计算。它的任务是根据给定的运行条件 和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的 电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损 耗等。电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算 和故障分析的基础。
(3)正常检修及特殊运行方式下的潮流计算,用于日运行方式的编制, 指导发电厂开机方式,有功、无功调整方案及负荷调整方案,满足线路、变 压器热稳定要求及电压质量要求。
(4)预想事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运 行方式调整方案。
二、潮流计算的意义（续1）
在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮 流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和 经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要 进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中 应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。
三、潮流计算的发展史（续5）
第四阶段
在牛顿法的基础上，根据电力系统的特点，抓住主要矛 盾，对纯数学的牛顿法进行了改造，得到了P-Q分解法。P-Q 分解法在计算速度方面有显著的提高，迅速得到了推广。
三、潮流计算的发展史（续6）
现阶段
近20多年来，潮流算法的研究仍然非常活跃，但是大多 数研究都是围绕改进牛顿法和P-Q分解法进行的。此外，随着 人工智能理论的发展，遗传算法、人工神经网络、模糊算法也 逐渐被引入潮流计算。但是，到目前为止这些新的模型和算法 还不能取代牛顿法和P-Q分解法的地位。由于电力系统规模的 不断扩大，对计算速度的要求不断提高，计算机的并行计算技 术也将在潮流计算中得到广泛的应用，成为重要的研究领域。
三、潮流计算的发展史（续3）
阻抗法改善了电力系统潮流计算问题的收敛性，解决了导纳法 无法解决的一些系统的潮流计算，在当时获得了广泛的应用，曾为 我国电力系统设计、运行和研究作出了很大的贡献。
但是，阻抗法的主要缺点就是占用计算机的内存很大，每次迭 代的计算量很大。当系统不断扩大时，这些缺点就更加突出。为了 克服阻抗法在内存和速度方面的缺点，后来发展了以阻抗矩阵为基 础的分块阻抗法。这个方法把一个大系统分割为几个小的地区系统， 在计算机内只需存储各个地区系统的阻抗矩阵及它们之间的联络线 的阻抗，这样不仅大幅度的节省了内存容量，同时也提高了节省速 度。
收敛速度慢；迭代次数随网络节点增加而直线上升；往 往会发生收敛困难
三、潮流计算的发展史（续2）
第二阶段
20世纪60年代初，数字计算机已经发展到第二代，计算 机的内存和计算速度发生了很大的飞跃，从而为阻抗法的采 用创造了条件。阻抗矩阵是满矩阵，阻抗法要求计算机储存 表征系统接线和参数的阻抗矩阵。这就需要较大的内存量。 而且阻抗法每迭代一次都要求顺次取阻抗矩阵中的每一个元 素进行计算，因此，每次迭代的计算量很大。
在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流 计算；在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流 计算。
三、潮流计算的发展史
利用电子计算机进行潮流计算从20世纪50年代中期 就已经开始。此后，潮流计算曾采用了各种不同的方法， 这些方法的发展主要是围绕着对潮流计算的一些基本要 求进行的。对潮流计算的要求可以归纳为下面几点：
(1)在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理 规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平的大、小方式下潮流交换控制、 调峰、调相、调压的要求。
(2)在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择 典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考, 并对规划、基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议。
本章内容
1
概述
2
简单电力网络潮流分布计算
3
电力网络的简化
4
复杂电力系统的潮流计算
本章重点难点
本章重点
重点1：闭式网络潮流分布 重点2：网络简化方法 重点3：潮流计算数学模型 重点4：潮流计算中节点的分类 重点6：高斯-塞德尔迭代法原理 重点7：牛-拉法基本原理 重点8： PQ分解法原理
本章难点
难点1：闭式网络潮流计算 难点2：网络化简 难点3：阻抗矩阵生成 难点4：PQ分解法的简化条件 难点5：各种算法优缺点比较
（1）算法的可靠性或收敛性 （2）计算速度和内存占用量 （3）计算的方便性和灵活性
三、潮流计算的发展史（续1）
第一阶段
在用数字计算机求解电力系统潮流问题的开始阶段，人 们普遍采用以节点导纳矩阵为基础的高斯-赛德尔迭代法 （以下简称导纳法）。这个方法的原理比较简单，要求的数 字计算机的内存量也比较小，适应当时的电子数字计算机制 作水平和电力系统理论水平。
2
2
Zl3 Yl 3 2
YT 3
Zl2
3
Yl 2
一、潮流计算的概念（续1）
计算手段
手工计算 计算机计算
精确程度
精确计算 简化计算
实时要求
在线计算 离线计算
一、潮流计算的概念（续2）
IEEE-30节点
1
2Leabharlann 578GG G
G
3
4
6
28
29
12 16 17
13 G
9 27
10
20
G
11
30
14
19
18
22
21
15 23 24
25
26
二、潮流计算的意义
三、潮流计算的发展史（续4）
第三阶段
牛顿-拉夫逊法（以下简称牛顿法）。牛顿法是数学中求 解非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性。解决电力系 统潮流计算问题是以导纳矩阵为基础的，因此，只要在迭代 过程中尽可能保持方程式系数矩阵的稀疏性，就可以大大提 高牛顿潮流程序的计算效率。自从20世纪60年代中期采用了 最佳顺序消去法以后，牛顿法在收敛性、内存要求、计算速 度方面都超过了阻抗法，成为直到目前仍被广泛采用的方法。
四、潮流计算的发展趋势
保留非线性快速潮流算法 最优潮流 直流潮流计算方法 随机潮流计算方法 三相潮流计算方法
3.2 简单网络潮流分布
一、环式网络中的功率分布
4 G
T-1
1 l-1
l-3 3
2
5
T-2 l-2
T-3 6
(a)
一、环式网络中的功率分布
4
1
ZT1
YT1 Yl 3 2
Zl1
Yl1
Yl1