电力系统运行中潮流稳定计算新思路分析

摘要：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。常规粒子群优化算法在过往很长时间内在电力系统运行中都发挥着重要作用，但随着科技的不断进步和完善，人们发现在该算法中存在弊端，即该算法很容易早熟从而使得系统陷入局部最优解，影响最终的计算结果准确性。为解决上述问题，本文提出了一种新的潮流计算方法，即混沌粒子群优化算法，混沌粒子群优化算法主要是利用L指标实现对电压的稳定约束，通过观察L指标，可分析出当前电力系统中电压的稳定过程。本质上可视为在常规的最优潮流（OPF）中加入一个不等式的相应约束形式（即L指标），形成含电压稳定约束的最优潮流（VSCOPF）。将混沌粒子群优化算法运用到系统之中进行测试，证实该算法在收敛性、准确性、有效性等方面都具有明显优势。

关键词：电力系统运行；潮流稳定计算；新思路

随着我国电力系统的发展，各地区之间的电网联系越来越密切，国家电网公司坚持推进智能电网的建设，不断优化电网的资源配置问题，电网规划计算分析平台的建设为电网潮流的稳定技术奠定了一定基础，为提升电网分析水平提供了一个强有力的支撑。

1电力的概况和发展现状 1.1电力的概况

电力是电力系统中用来联系发电和用电的设备的统称。电力处于输送和分配电能的中间位置，是电力的输送和分配的媒介额，电力的结构主要是联结呈网状的送电电路、不同位置的变电所以及配电所，还有配电线路组成。一般情况下，电力的涵盖范围非常广泛，通常把输电、变电、配电的设备以及辅助用电、供电的系统组成的联系发电与使用电的整体叫做电力。在电力中，直流800、交流1000千伏称为特高压，6、10、20、35、66千伏的为中压，110、220千伏的为高压。

1.2电力的发展现状

随着经济和科技的迅速发展，中国电力也迎来了的高峰期。电力运行中所承受的电压等级不断提高，电力的使用和覆盖规模也越来越大，自2006年起，中国的电力建设一直保持较高的投资力度和建设规模，具有了6个跨省的大型区域型的电力，基本形成了较为完整的长距离的输送电力的电力网架，为我国电力的发展注入了新的活力。

2潮流计算的意义及应用

在电力系统运行方式和规划方案研究中，在比较运行方式或规划供电方案优劣中潮流计算发挥着不可或缺的作用。此外，在实时监控电力系统的运行状态方面，潮流计算的作用也不可或缺。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，其主要被应用在以下四个方面：一是在电网规划阶段，利用潮流计算可准确判断出规划电源容量及接入点，将网架规划合理，同时确定最佳补偿方案；二是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，通过采用典型方式进行潮流计算，可将电网中存在的薄弱环节暴露出来，将容易出现问题的环节提供调度员，便于相关工作人员更好的控制相关参数；三是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，有利于电力系统的正常运行；四是预想事故、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。

3潮流稳定计算新思路分析

潮流计算作为电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算，其重要性不言而喻，但近年来人们发现常规的潮流计算已无法适应新时期电力系统的需求，最优潮流（OPF）越来越受到关注和重视。早在上世纪60年代最优潮流（OPF）就被第一次提起，且其从被提出到现在一直是相关研究人员的重要课题。对于最优潮流而言，其主要内容如下：当已经给定了相关系统的结构、参数以及所负荷的情况，通过优化其控制变量，并找出适应性较强且能各种指定的约束条件。在当前的电力市场环境下，充分考虑系统运行的安全性和经济性至关重要。因此，在最优潮流计算中必须充分考虑电压稳定。当前状况下，最优潮流问题的解决方法包含内容繁多，大致可分为两类，即人工智能的方法以及传统的数学方法，其中人工智能方法主要包括有模拟退火法、遗传算法以及神经网络方法等；传统数学方法主要有线性规划、整数规划、非线性规划以及动态规划等。基于此，本文提出了一种新的潮流稳定的计算方法，即混沌粒子群优化算法。利用了混沌运动的遍历性、随机性以及对初值的敏感性等特性，根据早熟判断机制，在基本粒子群算法陷入早熟时，进行群体的混沌搜索。数值仿真结果表明该方法能跳出局部最优，进一步提高了计算精度和收敛速度，以及全局寻优能力。 4进行暂态稳定约束的最优潮流的考虑 4.1电压稳定L指标

对于电压稳定的L指标而言，其最早是由KennedyJ在1986年提出的，电压稳定L指标能够一定程度上估计运行点的电压稳定的裕度，正因为如此，它经常被用在量化操作中，是一种有效的量化方法[3]。L指标在当前电力系统运行中具有诸多明显优势，它能够直观的反映出相关的负荷节点到电压崩溃点的距离表现，其值的变化范围在0-1之间，其中0是在不带负荷状态下；1是在电压崩溃状态下。通过计算所有负荷节点的L指标最大值，能够对系统的全局电压稳定程度做出合理判断。基于此，L指标作为一个不等式的相应约束形式，可将其加入到常规的最优潮流（OPF）中。 4.2含电压稳定约束的OPF

在常规的最优潮流的不等式约束条件的基础上，加入相关的代表电压稳定约束的L指标，形成含电压稳定约束的最优潮流计算。 5案例分析

为检验电力系统潮流计算的效果十分符合标准和预期，应开展必要的仿真测试，具体测试过程是通过IEEE4以及IEEE30这两个系统来实现的，L的上限值并不是一成不变的，它能够结合当前的实际情况而对其进行指定；×表示系统不存在相应的最优解；F主要是指相关系统进行发电所需的费用；Lmax主要指的是在所有的负荷节点之中的L指标的最大值。L指标值和系统的安全性存在明显的正比关系，可以说通过观察L指标值能够大致判断出系统的安全水平，L指标值越高，系统的稳定性就越差，反之，则系统的安全性更高。此外，在分析上述表格时人们还发现，尽管系统的安全水平会因为L值的缩小而大大提高，但同时该阶段的发电费用也会大大提高，在这种情况下，一旦L低于某一个值，其系统的发电费用将出现剧烈变化，如此一来很难得到系统的最优解，电压稳定约束被束之高阁，不具备了实际意义。因此，对于电压稳定指标L来说，应该适当的进行对其的控制，使其在某一个范围之内。 6结论

电力潮流的稳定计算，能够合理的规划电容容量的接入点，对合理进行电力规划具有重要意义。为了提高供电方案的可靠性和可行性，大量快速的潮流计算是必要的。除此之外，电力潮流的计算也是电力系统中应用的最广泛、最重要、最基本的一种电气运算形式，对提高供电公司的经济效益以及人们的用电安全都具有重要意义。 参考文献：

[1]胡臻.基于耦合特性的电力系统稳定性分析方法及应用[D].湖南大学，2017. [2]杨明.应用PSASP软件进行吕梁地区电力系统稳定计算分析[D].湖南大学，2017.

[3]彭寒梅.微电网潮流计算及可靠性评估研究[D].湖南大学，2017.

[4]徐琮凯.基于差分进化算法的最优潮流计算[D].华北电力大学（北京），2017.