电力系统动态潮流算法与程序开发

电力系统潮流计算是分析电力系统运行方式的三大基本计算之一,也是短路和稳定计算的基础,是研究电网规划和运行的基本工具。随着电网复杂程度的提高,各种具体和改进的潮流算法层出不穷,大多是在传统的牛拉法或PQ快速解耦法的基础上进行拓展。 常规潮流假定由一台平衡机承担全系统不平衡功率,现如今,这种算法对于在线应用,尤其是开断计算越来越不适应。这就引出了考虑频率调节功率分配的动态潮流。在动态潮流计算中,系统中的不平衡功率按照各发电机和负荷的工频静特性系数进行分配,将系统频率引入潮流,仿真模型更贴近实际。 本文首先对电力系统潮流和动态潮流的研究现状进行了介绍,然后展开讨论了常规潮流、动态潮流数值仿真算法并对其中比较优良的算法进行了着重分析和总结。 在此基础上,本人在VC6.0环境下,开发了动态潮流计算软件。软件涵盖了电力系统常规潮流、动态潮流的计算内核。常规潮流既实现了PQ分解法和牛拉法迭代求解算法,还加入了两种方法的联合求解,实现了多种有机结合方式,并在编写代码时充分利用了矩阵的稀疏存储技术,实现了节点编号的动态优化算法。 动态潮流代码部分是在常规潮流的基础上,采用改进欧拉法解微分方程的方式计算由功率扰动引起的频率波动。引入时间坐标后,在频率计算中按一定时间间隔进行常规潮流计算修正网损,并添加了对高频切机和低频减载动作的判定和处理,最终并按积分步长输出频率数据。 程序采用面向对象设计思路,将其中的算法内核部分和界面编程隔离开来,代码规范合理,结构清晰。在数据接口上,程序实现了对PSS/E和BPA数据格式文件的支持,以适应更多的需求。此外,内核中各个模块间的数据传递以子系统对象作为媒介,大大降低了耦合度,使得代码具有较好的可扩展性。 最后,采用相关典型算例对软件进行了测试和分析,验证了程序和相关算法的合理和实用性。