个系统的运行状态，如各母线上的电压幅值及相角网络中的功率分布以及功率损耗等。潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。具体表现在以下方面在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平的大小方式下潮流交换控制调峰调相调压的要求。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,选择典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对规划基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议。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,满足线路变压器热稳定要求及电压质量要求。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。总结为在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。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种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。在用数字计算机求解电力系统潮流问题的开始阶段，人们普遍采用以节点导纳矩阵为基础的高斯赛德尔迭代法以下简称导纳法。这个方法的原理比较简单，要求的数字计算机的内存量也比较小，适应当时的电子数字计算机制作水平和电力系统理论水平，于是电力系统计算人员转向以阻抗矩阵为主的逐次代入法以下简称阻抗法。利用电子计算机进行潮流计算从世纪年代中期就已经开始。到世纪年代初，数字计算机已经发展到第二代，计算机的内存和计算速度发生了很大的飞跃，从而为阻抗法的采用创造了条件。阻抗矩阵是满矩阵，阻抗法要求计算机储存表征系统接线和参数的阻抗矩阵。这就需要较大的内存量。而且阻抗法每迭代次都要求顺次取阻抗矩阵中的每个元素进行计算，因此，每次迭代的计算量很大。阻抗法改善了电力系统潮流计算问题的收敛性，解决了导纳法无法解决的些系统的潮流计算，在当时获得了广泛的应用，曾为我国电力系统设计运行和研究作出了很大的贡献。但是，阻抗法的主要缺点就是占用计算机的内存很大，每次迭代的计算量很大。当系统不断扩大时，这些缺点就更加突出。为了克服阻抗法在内存和速度方面的缺点，后来发展了以阻抗矩阵为基础的分块阻抗法。这个方法把个大系统分割为几个小的地区系统，在计算机内只需存储各个地区系统的阻抗矩阵及它们之间的联络线的阻抗，这样不仅大幅度的节省了内存容量，同时也提高了节省速度。克服阻抗法缺点的另途径是采用牛顿拉夫逊法以下简称牛顿法。牛顿法是数学中求解非线性方程式的典型方法，有较好的收敛性。解决电力系统潮流计算问题是以导纳矩阵为基础的，因此，只要在迭代过程中尽可能保持方程式系数矩阵的稀疏性，就可以大大提高牛顿潮流程序的计算效率。自从世纪年代中期采用了最佳顺序消去法以后，牛顿法在收敛性内存要求计算速度方面都超过了阻抗法，成为直到目前仍被广泛采用的方法。在牛顿法的基础上，根据电力系统的特点，抓住主要矛盾，对纯数学的牛顿法进行了改造，得到了分解法。分解法在计算速度方面有显著的提高，迅速得到了推广。牛顿法的特点是将非线性方程线性化。世纪年代后期，有人提出采用更精确的模型，即将泰勒级数的高阶项也包括进来，希望以此提高算法的性能，这便产生了保留非线性的潮流算法。另外，为了解决病态潮流计算，出现了将潮流计算表示为个无约束非线性规划问题的模型，即非线性规划潮流算法。近多年来，潮流算法的研究仍然非常活跃，但是大多数研究都是围绕改进牛顿法和分解法进行的。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分解法的地位。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。本文的主要工作在全面了解电力系统常用潮流计算的基础上，主要对牛顿拉夫逊法和分解法进行了理论的分析，详细的探讨了牛顿拉夫逊法和分解法程序设计的数学模型，并用程序设计语言对分解法进行程序编制。第二章电力网络的数学模型导纳矩阵的原理及计算方法自导纳和互导纳的确定方法电力网络的节点电压方程为节点注入电流列向量，注入电流有正有负，注入网络的电流为正，流出网络的电流为负。根据这规定，电源节点的注入电流为正，负荷点为负。既无电源又无负荷的联络节点为零，带有地方负荷的电源节点为二者代数之和。为节点电压列向量，由于节点电压是对称于流计算中应用比较普遍的方法，但随着网络规模的扩大从计算几十个节点增加到几百个甚至上千个节点以及计算机从离线计算向在线计算的发展，法在内存需要量及计算速度方面越来越不适应要求。世纪年代中期出现的快速分解法比较成功的解决了上述问题，使潮流计算在法的基础上向前迈进了大步，成为取代法的算法之。快速分解法又称分解法是从简化牛顿法极坐标形式计算潮流程序的基础上提出来的。它的基本思想是根据电力系统实际运行特点通常网络上的电抗远大于电阻值，则系统电压幅值的微小变化对母线有功功率的改变影响很小。同样，母线电压相角的少许改变，也不会引起母线无功功率的明显改变，因此，节点功率方程在用极坐标形式表示时，它的修正方程式可简化为这就把阶的线性方程组变成了两个阶的线性方程组，将和分开来进行迭代计算，因而大大地减少了计算工作量。但是在迭代过程中仍然在不断的变化，而且又都是不对称的矩阵。对牛顿法的进步简化，即把式中的系数矩阵简化为在迭代过程中不变化的对称矩阵。在般情况下，线路两端电压的相角是不大的不超过，因此，可以认为此外，与系统各节点无功功率相应的导纳远远小于该节点自导纳的虚部，即或考虑到上述关系，式的系统矩阵中的各元素可表示为而系统矩阵和则可以分别写成,将式和式分别代入式，便得到用和分别左乘以上两式便得这就是简化了的修正方程式，它们也可展开写成在这两个修正方程式中系统矩阵元素就是导纳矩阵的虚部，因而系数矩阵是对称矩阵，且在迭代过程中保持不变。这就大大减少了计算工作量。用极坐标表示的节点功率增量为式和构成了分解法迭代过程的基本方程式。计算步骤和程序框图程序框图以分解法形式编写由已知网络参数形成节点导纳矩阵。给定节点电压初始值和。代入式计算各节点有功功率，并求出。解修正方程式，得出各节点电压相角修正量。修正各节点电压的相角根据式求得各节点无功功率误差，并求出求解修正方程式，得出各节点电压幅值的修正量。修正各节点电压的相角返回进行迭代，直到各节点功率误差及都满足收敛条件。分解法程序框图如下图所示。计算平衡节点功率及全部线路功率输出输入原始数据,启动设节点电压初值，各节点电压相角初值形成矩阵并进行三角分解置迭代计数中用公式计算不平衡功率计算置计算用公式计算不平衡功率解修正方程式,求解修正方程式,求置置置图分解法潮流计算程序框图实例例在图所示的简单电力系统中，网络各元件参数的标幺值如下系统中节点为节点，节点为节点，节点为平衡节点，已给定容许误差，试求潮流分布。图电力系统解按已知网络参数形成节点导纳矩阵如下形成有功迭代和无功迭代的简化雅可比矩阵和,将和进行三角分解和二给定节点初值和各节点电压相角初值,三作第次有功迭代，按公式计算节点的有功功率不平衡量解修正方程式得各节点电压相角修正量为则有,四作第次无功迭代，按公式计算节点的无功功率不平衡量,解修正方程式得各节点电压幅值的修正量为,则有,到这里为止，第轮的有功迭代和无功迭代便做完了。接着返回第三步继续计算。迭代过程中节点不平衡功率和电压的变化情况分别列于表和表。表节点不平衡功率的变化情况迭代计数节点功率不平衡表节点电压的变化情况迭代计数节点电压的幅值和相角经过四轮迭代，节点功率不平衡量也下降到以下，迭代到此结束。程序见附录。第五章总结潮流计算是电力系统种最基本也是最重要的电气计算，在进行电力系统的静态及动态稳定计算时，要利用潮流计算的计算结果作为其计算的基础，些故障分析以及优化计算也需要有相应的潮流计算做配合。随着现代化调度中心的建立，为了对电力系统进行实时安全监控，也需要有广泛的潮流计算，并且对潮流计算速度提出了更高的要求。在电力系统调度运行的多个领域都涉及到电网潮流