1.1 潮流分布与辐射形网络的潮流计算

正常稳态运行情况下电力系统的功率分布和电压分布称为电力系统潮流分布。

电力系统潮流计算的目的是为评估电力系统运行的安全性、经济性及供电质量提供依据。

例：系统运行时减少网络有功损耗的有效措施之一是减小元件的电阻。错。运行时R无法减小

电压损耗和相角计算：

7、具有普遍意义的结论

只求计算电压的数值时，略去电压降落的横分量不会产生很大误差；

变压器中电压降落的纵分量主要取决于变压器电抗；

变压器中无功功率损耗远大于有功功率损耗；

线路负荷较轻时，线路电纳中吸收的容性无功大于电抗中消耗的感性无功的现象并不罕见；

无功功率从电压高的点流向电压低的点；

有功功率从电压相位超前的点流向电压相位滞后的点。

1.2 环形网络的潮流分布计算

潮流计算时，常用等值负荷、等值电源和运算负荷、运算电源对等值电路进行简化。简化过程中，计算变压器功率损耗和输电线路导纳支路功率损耗时，电压采用UN计算。

①降压变电所的等值负荷和运算负荷：

等值负荷=变电所低压母线负荷+变压器功率损耗

运算负荷=降压变电所等值负荷+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

②定出力发电厂的等值电源功率和运算电源功率：

等值电源功率=发电厂发电机功率-发电厂厂用电负荷功率-升压变压器功率损耗（包括升压变压器阻抗支路功率损耗和励磁支路功率损耗）

运算电源功率=发电厂等值电源功率-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：两端供电网和环式供电网（单一电压环网+多电压等级环网（电磁环网））

环形网络潮流计算步骤：（不考计算题，会考选择判断，多选）

画等值电路计算各元件参数，将同一节点下的对地支路合并并利用运算功率和运算负荷对等值电路进行简化，计算环形网络的初步功率分布，确定功率分点，在功率分点将两端供电网拆开，得到两个辐射形网络，按辐射形网络计算最终功率分布。

环形网络的初步功率计算：（不考计算题，会考选择判断）

单一电压环网的初步功率：

多电压等级环网的初步功率：

当多电压等级环网变压器变比不匹配时无功功率计算，存在由变比不匹配引起的循环功率。

功率分点：网络中某些节点的功率是由两侧向其流动的，称为功率分点，分为有功分点和无功分点。

环形网络最终潮流分布计算：

在功率分点处将环网解列为两个辐射形网络，按辐射形的计算方法计算其潮流分布。当有功分点和无功分点不一致时，应在无功分点处解列（电网应在电压最低处解列，无功分点的电压一般低于有功分点的电压）。

1.3 电力网络潮流的调整控制

电力网功率的自然分布与经济分布：

自然分布：在没有采取任何调控措施时，电力网络的功率分布称为功率的自然分布。

辐射形网络的功率分布由负荷分布决定，环形功率的自然分布按阻抗分布。

经济分布：使电力网络有功功率损耗最小的功率分布称为功率的经济分布。

环网功率的经济分布按线路电阻分布。

均一网功率的自然分布与经济分布：二者相等，均按线路长度分布。

电力网络潮流的调整控制的意义：

实现电网安全、优质和经济运行。（辐射形网络的功率分布由负荷分布决定，无法调控，因此电力网络的调控是针对环形电力网的）

潮流调控的手段：

串联电容器：串联电容补偿线路感抗，将其串联在环网中阻抗相对过大的线路上可以转移其他重载线路上流通功率的作用。还可以减小电网的无功损耗和电压损耗，提高电网运行的经济性和电压质量。

串联电抗器：串联电抗器增大电路电抗，起限流作用，将其串联在重载线路上可避免该线路过载。但电抗的增大会引起无功损耗和电压损耗增大，影响电压质量和电力网运行的经济性，影响系统运行稳定性，一般不用。

附加串联加压器：在电力网络中串联一个附加电动势产生环流或强制循环功率，使强制循环功率与自然分布功率叠加得到期望的潮流分布。

（高压输电线路电阻远小于电抗，串联纵向附加电动势，改变电压大小，主要改变无功潮流分布；串联横向附加电动势，改变电压相位，主要改变有功潮流分布）

1.4 电力网络方程

节点电压方程、回路电流方程、割集方程

利用节点导纳矩阵的节点电压方程的特点：独立方程的个数等于独立节点数，易修改，无需事先对并联支路进行合并，适用于平面网络与非平面网络。

对有n个独立节点的电力网络无功功率计算，其节点导纳矩阵的特点：n×n阶方阵，对称矩阵，复数矩阵，稀疏矩阵。

节点导纳矩阵的修改：

删除网络中的一条支路→增加一条负支路；

修改原网络的支路参数→删除被修改支路再增加修改后支路；

增加一台变压器（Г模型）→两节点之间增加一个支路，某节点增加一个对地导纳；

改变节点i、j之间变压器的变比→修改网络中的支路参数

电力系统的节点电压方程是关于节点电压的非线性方程组，一般采用迭代法求解，常用G-S法、N-L法和PQ分解法。

1.5 复杂电力系统的潮流计算

1、节点变量及其分类

2、节点功率方程（每个节点可列出有功和无功两个功率方程）

3、节点的分类及特点

对于n个独立节点的电力系统，变量共6n个，功率平衡方程2n个，所以每个节点需要4个已知量才能求出另外2个。

电力系统节点分为

4、G-S法（高斯-赛德尔潮流计算法）

特点：直接应用节点电压方程求解潮流分布；对设定的初值要求低、计算占用内存大、收敛性差。

5、N-L法（牛顿-拉夫逊潮流计算法）（表达式仅理解，无需记忆）

电压以直角坐标表示时：

电压以极坐标表示时：

修正方程式的系数矩阵为雅可比矩阵，其特点为：雅可比矩阵各元素都是节点电压的函数，迭代过程中不断变化；稀疏阵；非对称方阵

N-L潮流计算法特点：广泛采用的计算机潮流算法，收敛好、计算速度快、占用内存少；对设定的初值要求高，初值选择不当将不收敛。一般与G-S法结合使用。

6、PQ分解潮流计算法

高压交流电网中电抗远大于电阻，节点流出的有功功率主要受电压相位的影响，节点流出的无功功率主要受电压幅值的影响。

根据这一特点对极坐标形式的N-L法计算公式进行简化的潮流计算方法为PQ分解法。

PQ分解法特点：同N-L法相比，迭代次数多，迭代计算时间短，总的计算时间少。