电力潮流

在电力工程中，潮流研究或负载流研究是对互连系统中电力流动的数值分析。 潮流研究通常使用单线图和单位系统等简化符号，并侧重于交流电源参数的各个方面，例如电压、电压角、有功功率和无功功率。 它分析了正常稳态运行的电力系统。

功率流或负载流研究对于规划电力系统的未来扩展以及确定现有系统的最佳运行非常重要。 从功率流研究中获得的主要信息是每条母线电压的大小和相位角，以及每条线路中流动的有功功率和无功功率。

商用电力系统通常过于复杂，无法手动解决潮流问题。 大型数字计算机用数值解决方案取代了模拟方法。

除了潮流研究之外，计算机程序还执行相关计算，例如短路故障分析、稳定性研究（瞬态和稳态）、机组组合和经济调度。 特别是，一些程序使用线性规划来找到最佳功率流，即每千瓦时交付成本最低的条件。

潮流研究对于具有多个负荷中心的系统特别有价值，例如炼油厂。 功率流研究是对系统为连接的负载充分供电的能力的分析。 总系统损耗以及个别线路损耗也列在表格中。 选择变压器抽头位置以确保关键位置（例如电机控制中心）的电压正确。 对现有系统进行负载流研究可提供有关系统运行和控制设置优化的见解和建议，以获得xxx容量，同时xxx限度地降低运营成本。 这种分析的结果是有功功率、无功功率、电压幅度和相位角。 此外，潮流计算对于发电机组的最佳运行至关重要。

就其处理不确定性的方法而言，潮流研究可分为确定性潮流和不确定性相关潮流。 确定性潮流研究没有考虑发电和负荷行为引起的不确定性。 为了将不确定性考虑在内，已经使用了几种方法，例如概率，可能性，信息差距决策理论，稳健优化和区间分析。

交流电功率流模型是电气工程中用于分析电网的模型。 它提供了一个非线性方程组，描述了通过每条传输线的能量流。 该问题是非线性的，因为流入负载阻抗的功率是施加电压平方的函数。 由于非线性，在许多情况下，通过交流功率流模型对大型网络进行分析是不可行的，而是使用线性（但精度较低）直流功率流模型。

通常通过假设所有三相负载平衡来简化三相电力系统的分析。 假定正弦稳态运行，功率流或电压不会因负载或发电变化而发生瞬态变化，这意味着所有电流和电压波形都是正弦波，没有直流偏移，并且具有相同的恒定频率。 前面的假设与假设电力系统是线性时不变的（即使方程组是非线性的）相同，由相同频率的正弦源驱动，并在稳态下运行，这允许使用相量分析，另一个 简化。 进一步的简化是使用单位系统来表示所有电压、功率流和阻抗，将实际目标系统值缩放到一些方便的基础。 系统单线图是建立系统的发电机、负载、总线和传输线及其电阻抗和额定值的数学模型的基础。

潮流研究的目标是在指定负载和发电机有功功率和电压条件下，获得电力系统中每条母线的完整电压角度和幅值信息。 一旦知道了这些信息，就可以通过分析确定每个支路上的有功和无功功率流以及发电机无功功率输出。 由于此问题的非线性性质，采用数值方法来获得在可接受的公差范围内的解决方案。

功率流问题的解决方案从识别系统中的已知和未知变量开始。