文 献 综 述
1引言
电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的基本电气计算，电力系统潮流计算的任务是根据给定的网络结构及运行条件，求出电网的运行状态，其中包括各母线的电压、各支路的功率分布以及功率损耗等。潮流计算是电力系统中一种最广泛,最基本和最重要的一种电气计算，是电力规划和运营中不可缺少的一个重要组成部分。随着电力系统的发展和不断扩大，计算机在电力系统潮流计算中得到充分的利用。而MATLAB的应用，以其强大的矩阵处理功能给电力系统的分析。
2 国内外研究情况
1956年ward等人编制成实用的计算机潮流计算程序, 标志着电子计算机开始在电力系统潮流计算中应用[1]。高斯-塞德尔迭代法是在电力系统中最早使用的一种潮流计算方法，它是在雅可比迭代法的基础上进行改进的[2]。基于导纳阵的高斯—塞德尔法是电力系统中最早得到应用的潮流计算方法。因目前潮流计算主要用的PQ分解法和牛拉法。电力系统中常用PQ分解法潮流计算派生于以极坐标表示的牛顿一拉夫逊法。它的基本思想是把结点功率表示为电压向量的极坐标形式牛顿拉夫逊法潮流计算分极坐标形式和直角坐标形式两种它有很好的收敛性，要求有合适的初值潮流算法多种多样, 但一般要满足四个基本要求：可靠收敛，计算速度快，使用方便灵活，内存占用量少[3]。它们也是对潮流算法进行评价的主要依据。有人从传统潮流算法分类的角度可分为前推回推法、高斯法、直接法、改进牛顿法、改进快速解耦法、网络化简法[4]。
近年来，大多数研究都是围绕改进牛顿法和P-Q分解法进行的[5]。近年来美国、日本、欧盟各国关于分布式发电技术的研究应用与基于分布式电源的潮流计算研究均得到了快速的发展，而我国关于此方面的研究刚刚起步，与欧美发达国家还存在着一定的差距。目前，国内外在研究基于分布式电源的潮流计算方法主要围绕在牛顿拉夫逊法（newton-raphson method，NR）、前推回代法、PQ 求解法3 种方法[6]。王守相等提出了基于牛顿拉夫逊法处理含DG 的配电网潮流计算方法，但该方法本身对电初值非常敏感，Jacobi 矩阵形成复杂，且需要求逆计算，存在初值取值不合理时运算结果无法收敛的问题；TOMAS ACKERMANN 等提出了基于前推回代法处理含DG 的配电网潮流计算方法,此算法面向单电源的辐射状网络，具有易编程、计算效率高等优点，但该算法需要分层处理各支路，节点编号复杂，而且对包含PV 节点网络处理不便；潮流计算P Q 分解法( 也称快速解耦法) 自1974年由Stott和Alsac提出以来, 由于节省内存、计算速度快等优点，在电力系统潮流计算中得到广泛应用[7]。尽管人们广泛使用了快速分解法,但一直没人阐明其快速收敛的机理，直到1990年，巴西的Monticelli 等人从定雅可比法出发，在理论上分析了快速分解法的收敛机理，配电网呈辐射状，前推回推法[8]及其各种变型是配电潮流计算的有效算法，可以证明，在无环网的情况下，该算法就是Z 矩阵法的另一种表达形式[9]，两者收敛性和计算速度相同，配电潮流前推回推法编程简单、收敛速度快、计算效率高[10]。配电网络具有许多不同于高压输电网的特征，例如:环网结构，开环运行，正常运行时是辐射型树状；支路参数r/x的比值较大。使原来在高压输电网中行之有效的算法，如快速解祸法等，在配电网中不再有效。其次，由于配电网中不对称元件，如未换位的输电线路、三相三铁心柱变压器、电力机车负荷及其它三相不对称负荷的存在，使配电网的三相电压电流不再对称，因而不能象对称系统那样，只计算一相的情况，而必须进行三相潮流计算[11]。
牛顿-拉夫逊法早在50年代末就已应用于求解电力系统潮流问题，在应用了稀疏矩阵技巧和高斯消去法求修正方程后成为一种实用的，有竞争力的电力系统潮流计算方法。牛顿-拉夫逊法是求解非线性代数方程有效的迭代计算。牛顿-拉夫逊法收敛性好, 是非线性方程数值求解的有效方法。该方法把非线性方程线性化，由于线性方程的系数矩阵结构上是稀疏的非对称矩阵，结合稀疏矩阵技术可使计算机内存占用量大大减少，计算速度大大加快。对大规模系统，牛顿一拉夫逊算法本身的计算量很大，主要是由于雅可比矩阵的规模和每次迭代中必须求解雅可比矩阵和线性修正方程，而P-Q分解法是在牛顿-拉夫逊法基础上，将有功功率P和无功功率Q分开交替迭代的潮流计算方法，该方法计算过程简单，计算速度显著加快，是目前常用的潮流计算方法。PQ 分解法可以解决上述两种算法内存需要量大、运算速度慢的问题。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[12]。
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[13]。
3 总结
经过三十多年的发展，潮流算法已比较成熟，但是仍存在不少尚待解决的问题，例如各种牛顿法潮流算法，对于某些条件可能导致不收敛，潮流计算的多解现象及其机理在重负荷情况下，邻近多根与电压不稳定问题的关联[14]。 由于最优潮流能够把系统的安全性和经济性融为一体，并能够提供用于提高系统安全经济性能的决策依据，将成为现代能量管理系统的核心之一[15]。
