基于PSAT的电力系统潮流计算仿真

基于PSAT的电力系统潮流计算仿真

基于PSAT的电力系统潮流计算仿真 篇1

一、原始资料

1、系统图：IEEE14节点。

G23GG154G87G6121110913

2、原始资料：见IEEE14节点标准数据库

二、设计基本内容 系统潮流图

1、系统潮流计算方法和优化调整措施

⑴ 简述计算计算法原理并比较NR法和PQ分解法计算潮流的特点: ①电力系统潮流计算的计算机方法原理

电力系统是由发电机、变压器、输电线路及负荷等组成，其中发电机及负荷是非线性元件，但在进行潮流计算时，一般可以用接在相应节点上的一个电流注入量来代表。因此潮流计算所用的电力网络是由变压器、输电线路、电容器、电抗器等静止线性元件所构成，并用集中参数表示的串联或并联等值支路来模拟。结合电力系统的特点，对这样的线性网络进行分析，普通采用的是节点法，节点电压与节点电流之间的关系

YV I

（1－1）

展开式为

YV,2,3,,n)

（1－2）Iiijj(i1j1n在工程实际中，已知的节点注入量往往不是节点电流而是节点功率，为此必须应用联系节点电流和节点功率的关系式

PijQi(i1,2,3,,n)

（1－3）IiViPijQiVin将式（1－3）代入式（1－2）得到

(i1,2,3,,n)

（1－4）YijVjj1交流电力系统中的复数电压变量可以用两种极坐标来表示

Veji

或

Vii5）

而复数导纳为

ejf（1－ViiiYijGijjBij

（1－6）

将式（1－5）、式（1－6）代入以导纳矩阵为基础的式（1－4），并将实部与虚部分开，可以得到以下两种形式的潮流方程。潮流方程的直角坐标形式为

(i1,2,3,,n)（1－7）Piei(GijejBijfj)fi(GijfiBijej)

jijiQifi(GijejBijfj)ei(GijfiBijej)(i1,2,3,,n)（1－8）

jiji潮流方程的极坐标形式为 ,2,3,,n)

PiViVi(GijcosijBijsinij)(i1ji（1－9）QiViVi(GijsinijBijcosij)(i1,2,3,,n)

ji（1－10）

以上各式中，ji表示号后的标号j的节点必须直接和节点i相联，并包括ji的情况。这两种形式的潮流方程通常称为节点功率方程，是牛顿－拉夫逊等潮流算法所采用的主要数学模型。PQ分解法派生于以极坐标表示的牛顿-拉夫逊法。

②分析NR法和PQ分解法计算潮流的特点 NR法特点：

1.收敛速度快，若选择到一个较好的初值，算法将具有平方收敛特性，一般迭代4—5次便可以收敛到一个非常精确的解。而且其迭代次数与所计算网络的规模基本无关。

2.具有良好的收敛可靠性，对于前面提到的对以节点导纳矩阵为基础的高斯一塞德尔法呈病态的系统，牛顿法均能可靠地收敛。

3.牛顿法所需的内存量及每次迭代所需时间均较前述的高斯一塞德尔法为多，并与程序设计技巧有密切关系。

PQ法特点：

1.以一个(n-1)阶和一个(m-1)阶系数矩阵B、替代原有的系数矩阵J，提高了计算速度，降低了对贮存容量的要求。

2.以迭代过程中保持不变的系数矩阵B、替代原有的系数矩阵J，显著的提高了计算速度。

3.以对称的系数矩阵B、替代原有的系数矩阵J，使求逆等运算量和所需的储存容量都大为减少。

⑵对潮流结果进行分析，评价该潮流断面的运行方式安全性和经济性: 潮流断面也称输电断面。在实际电力系统中，系统调度人员往往仅根据地理位置，将联络电源中心与负荷中心的若干线路选为一个输电断面。在某一基态潮流下，有功潮流方向相同且电气距离相近的一组输电线路的集合称为输电断面。

安全性：各节点电压满足电压波动的一般要求，既满足电压波动在±5%。基于安全性相关的其他因素，暂时还没有涉及，暂不作考虑。

经济性：经计算可知，本断面网损率为4.95%，基本满足一般的网损要求，即一般要求在4%～5%之间即为较经济。

基于经济性相关的其他因素，暂时还没有涉及，暂不作考虑。⑶分析调节系统中薄弱环节：

由仿真结果分析可知，节点6电压最低成为系统进行的最大隐患。下面对系统中，如何提高全网电压最低点电压进行讨论：

牺牲电压去满足无功电源与无功负荷的平衡，提高节点电压，应该增发无功。①通过调节发电机端电压调压

本质：发电机是无功电源，增发无功，且6节点有发电机，可直接调节6节点 不用增加新设备，从而不需要增加投资

（发电机母线没有负荷时，在95%～100%范围内调压，发电机母线有负荷时，一般采用逆调压）②通过补偿设备调压和组合调压 并联电容器，调相机或静止补偿器，降低网络中的功率和能量损耗并不能提高节点6电压水平，也不能减小线路负担和损耗。③通过调节变压器变比调节 通过调节变压分触头，即调节变压器的变比，实际调节了线路的阻抗值，以调压。采用该方法能有效提升节点电压，并对掐节点的影响较少，同时调节变压器分触头并不需要进行额外的投入，是一种十分经济的调节方法。⑷分析各种调整措施的特点并比较它们之间的差异: 发电机调压，因不用附加设备，不需要附加投资。当然，应该尽量避免无功的远距离传输，否则不仅会增大有功损耗，而且对电压的调节也不利。

有载调压变压器可带负荷调压，而无载变压器只能停运调压。经常性的变压器调压，只能采用有载调压变压器（或串联加压器，很少）。随着电压质量的要求逐渐提高，目前在500KV、200KV、和110KV电网中，广泛采用有载调节变压器，而35KV和10KV电网常采用无载调压变压器。

变压器调压不能解决无功平衡问题，当无功不足时，变压器调节甚至坑内加剧无功不足并引发发电机电压稳定问题。无功不足的系统，首要问题是增加无功电源，以采用并联电容器、调相机或静止补偿器为宜。其中，调相机因运行、维护费用大成为淘汰设备，而静止补偿器因为投资大爷应用很少。就地无功补偿既能调压又能减少电网中的无功功率传输，从而降低有功损耗，因此也在电网中广泛采用。一般都在变压器的低压侧设置可控的无功补偿设备（如多组并联电容器组），已达到无功的就地补偿目的。而500KV变电站还常配置不可控的500KV高压并联电抗器（高抗），以补充线路过剩的充电无功。

串联补偿电容器，因其设计、运行方面的问题很少采用。为了合理选择调压措施，应进行综合技术经济比较。

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系统仿真是指通过系统模型的试验去研究一个已经存在的, 或者是正在研究设计中的系统的具体过程。要实现系统仿真, 首先要找寻一个实际系统的“替身”, 这个“替身”被称为系统模型。它不是系统原形的复现, 而是按研究的侧重面或实际需要对系统进行简化提炼, 以利于研究者抓住问题的本质或主要矛盾。计算机仿真就是以计算机为工具, 用仿真理论来研究系统。

2 电力系统潮流计算数学模型

2.1 节点分类

(1) PQ节点。

为PQ节点这类节点的有功功率P与无功功率Q是给定的, 节点电压 (V, δ) 是待求的量。通常变电所都是这一类的节点, 由于没有发电设备, 所以发电功率为零, 在有些情况下, 系统中某些发电厂送出的功率在一定时间内为固定时, 该发电厂母线也作为PQ节点。电力系统中的大多数属于这一类型。

(2) PV节点。

这类节点给出的运行参数为该点的有功功率P及电压幅值V, 待求量是该点的无功功率Q及电压向量的角度θ。这种节点在运行中往往要有一定可调节的无功电源, 用以维持给定的电压值。因此, 这种节点是系统中可以调节电压的母线。通常选择有一定无功功率贮备的发电厂母线作为PV节点。当变电所有无功补偿设备时, 也可以作为PV节点处理。

(3) 平衡节点。

平衡节点, 在潮流分布算出以前, 网络中的功率损失是未知的, 因此网络中至少有一个节点的有功功率P不能给定, 这个节点承担了系统的有功功率平衡。另外必须选定一个节点, 指定其电压相位为零, 作为计算各节点电压相位的参考, 这个节点称为基准电压, 它的幅值是给定的。为了计算上的方便, 平衡节点和基准点选为同一个节点, 平衡节点只有一个, 它的电压幅值和相位已给定, 而其有功功率和无功功率是待求量, 一般选择主调频发电厂为平衡节点比较合理。但在潮流计算是也可按照别的原则来选择, 例如, 为了提高导纳矩阵法潮流程序的收敛性, 也可选择出线最多的发电厂作为平衡节点。

2.2 电力网络节点编号优化

(1) 静态地按最少出线支路数编号。

这种方法由称为静态优化法。在编号以前。首先统计电力网络个节点的出线支路数, 然后, 按出线支路数有少到多的节点顺序编号, 当由n个节点的出线支路相同时, 则可以按任意次序对这n个节点进行编号。这种编号方法的根据是导纳矩阵中, 出线支路数最少的节点所对应的行中非零元素也最少, 因此在消去过程中产成注入元素的可能性比较小。这种方法非常简单, 适用也接 方式比较简单, 即环路较少的电力网。

(2) 动态地按增加出线支路数最少编号。

在上述的方法中, 各节点的出线支路数是按原始网络统计出来的, 在编号过程中认为固定不变的, 事实上, 在节点消去过程中, 每消去一个节点以后, 与该节点相连的各节点的出线支路数将发生变化 (增加, 减少或保持不变) 。因此, 如果在每消去一个节点后, 立即修正尚未编号节点的出线支路数, 然后选其中支路数最少的一个节点进行编号, 就可以预期得到更好的效果, 动态按最少出线支路数编号方法的特点就是按出线最少原则编号时考虑了消去过程中各节点出线支路数目的变动情况, 这种方法也称为半动态优化法。

(3) 动态地按增加出线数最少编号。

这种方法又称为动态优化法。用前两种方法编号, 只能使消去过程中出现支路的可能性减少, 但并一定保证在消去过程中出现的新支路最少。比较严格的方法应该使按消去节点后增加出线数最少的原则编号。具体编号方法如下:根据星网变换的原理, 分别统计消去网络各节点时增加的出线数, 选其中增加出线数在少的被节点编号为第1号节点。确定了第1号节点以后, 即可从网络消去此节点, 相应地修改其余节点的出线数目。然后, 对网络中其余的节点重复以上过程, 顺序编出第2号, 第3号……一直到编完为止。

2.3 潮流计算的约束条件

2.3.1 节点电压必须满足

Vimin≤Vi≤Vimax (i=1, 2, …, n)

从保证电能质量和供电安全的要求来看, 电力系统的所有电气设备都必须运行在额定电压附近。PV节点的电压幅值必须按上述条件给定。因此, 这一约束条件主要是对PQ节点而言。

2.3.2 电源节点的有功功率和无功功率必须满足

PQ节点的有功功率和无功功率以及PV节点的有功功率, 在给定时就必须满足上式。因此, 对平衡节点的P和Q以及PV节点的Q应按上述条件进行检验。

2.3.3 某些节点之间电压的相位差应满足|δi-δj|<|δi-δj|max

为了保证系统运行的稳定性, 要求某些输电线路两端的电压相位差不超过一定数值。因此, 潮流计算可以归结为求解一组非线性方程组, 并使其解答满足一定的约束条件。如果不能满足, 则应修改某些变量的给定值, 甚至修改系统的运行方式, 从新进行计算。

2.4 PQ分解法的基本原理

P-Q分解法的基本思想:把节点功率表示为电压向量的极坐标方程式, 抓住主要矛盾, 以有功功率误差作修正电压相量角度的依据, 以有功功率误差为修正电压幅值的依据把有功功率和无功功率迭代分开来进行, P-Q分解法是在牛顿分解法的基础上演化来的。

2.5 PQ分解法的步骤

(1) 给定各节点电压的初值θundefined, Uundefined。

计算各节点有功功率ΔPi, 并求出ΔPi/Ui。

undefined

得出各节点电压相角修正量Δθi。

(4) 修正各节点电压的相角θi。

θundefined=θundefined+Δθundefined (5)

(5) 根据 (1) , (2) 求得各节点无功功率ΔQi, 并求ΔQi/Ui。

undefined

给出各节点电压幅值得修正量ΔUi。

(7) 修正各节点电压幅值Ui。

Uundefined=Uundefined+ΔUundefined (7)

(8) 返回 (2) 进行迭代, 直到各节点功率误差ΔPi及ΔQi满足收敛条件。

3 MATLAB编程及应用

Matlab 是“Matrix Laboratory”的缩写, 主要包括:一般数值分析、矩阵运算、数字信号处理、建模、系统控制、优化和图形显示等应用程序。由于使用Matlab编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致, 所以不象学习高级语言那样难于掌握, 而且编程效率和计算效率极高, 还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝, 所以它的确为一高效的科研助手。

图1为一个小电网的模型, 节点数:n=5;支路数:nl=5;平衡母线节点号:isb=1;误差精度:pr=0.00001;由支路参数形成的矩阵:B1=[ 1 2 0.03i 0 1.05 0;2 3 0.08+0.3i 0.5i 1 0;2 4 0.1+0.35i 0 1 0;3 4 0.04+0.25i 0.5i 1 0;3 5 0.015i 0 1.05 1];由节点参数形成的矩阵:B2=[0 0 1.05 1.05 0 1;0 3.7+1.3i 1.05 0 0 2;0 2+1i 1.05 0 0 2;0 1.6+0.8i 1.05 0 0 2;5 0 1.05 1.05 0 3];由节点号及其对地的阻抗形成的矩阵:X=[1 0;2 0;3 0;4 0;5 0];PQ节点数:na=3。通过MATLAB程序仿真得到电压迭代次数曲线见图2。与实际值非常吻合, 说明本次仿真成功。

参考文献

[1]何仰赞, 温增银.电力系统分析[M].武汉:华中科技大学出版社, 2002.

[2]王锡凡.现代电力系统分析[M].北京:北京科学出版社, 2003.

[3]张志涌等.精通MATLAB6.5[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2003.

基于PSAT的电力系统潮流计算仿真 篇3

【关键词】电力系统；经济调度；潮流计算

前言

随着经济的快速发展，我国的电力企业得到了飞速的发展，与此同时，人们对供电质量的要求也越来越高，为满足人们的用电需求，电力系统在运行过程中，必须保证电力调度的合理性、科学性，潮流计算是电力系统经济调度最重要的计算方法之一，潮流计算的结果准确性很高，科学性很强，潮流计算对电力系统经济调度有十分重要的作用。

1、潮流计算的概述

1.1 潮流计算的概述

潮流计算是指利用已知的电网接线方式、参数、运行条件，将电力系统的各个母线电压、支路电流、功率、网损计算出来。通过潮流计算能判断出正在运行的电力系统的母线电压、支路电流、功率是否在允许范围内运行，如果超出允许范围，就需要采用合理的措施，对电力系统的进行方式进行调整。在电力系统规划过程中，采用潮流计算，能为电网供电方案、电气设备的选择提供科学的依据，同时潮流计算还能为自动装置定整计算、继电保护、电力系统稳定计算、故障计算提供原始数据。

1.2 潮流计算的电气量

潮流计算是根据电力系统接线方式、运行条件、参数等已知条件，将稳定状态下电力系统的电气量计算出来。一般情况下，给出的条件有电源、负荷节点的功率、平衡节点的电压、相位角、枢纽点的电压，需要计算的电气量有各节点的电压、相位角、各支路通过的电流、功率、网络的功率损耗等。

1.3 潮流计算的意义

潮流计算能保证电力系统安全、稳定、可靠的运行，在电力系统规划过程中，利用潮流计算能科学的确定电力系统的电源容量、接入点，科学的规划电网、无功补偿方式；电力系统在正常运行、维修检修过程中，通过潮流计算，能满足电力系统负荷调整、线路、变压器稳定运行的要求，因此，潮流计算对电力系统的稳定运行有十分重要的意义。

2、潮流计算的分类

根据电力系统的运行状态，潮流计算可以分为离线计算和在线计算两种方法，离线计算主要用于电力系统规划设计和电力系统运行方式安排中；在线计算主要用于电力系统运行监控和控制中；根据潮流计算的发展，潮流计算可以分为传统方法和人工智能方法两种情况，下面分别对这两种方法进行分析。

2.1 潮流计算的传统方法

潮流计算的传统方法有非线性规划法、线性规划法、二次规划法等几种情况，潮流计算的传统方法具有计算速度快、解析过程清晰、结果真实可靠等优点，但传统方法对目标函数有一定的限制，需要简化处理，这样求出来的值有可能不是最优值。

2.2 潮流计算的人工智能方法

潮流计算的人工智能方法是一种新兴的方法，人工智能方法不会过于依赖精确的数学模型，它有粒子群优化算法、遗传法、模拟退火法等几种情况，人工智能方法的计算结果和导数没有关系，其操作对象是一组可行解，能克服内在并行性存在的问题，但人工智能方法表现不太稳定，在计算过程中，有的控制参数需要根据经验得出，因此，采用人工智能方法进行计算时，需要计算人员有丰富的经验。

3、潮流计算在电力系统经济调度中的应用

在电力系统经济调度中，调度人员可以根据潮流计算结果，找出电力系统经济运行的条件，从而对电力系统的运行方式进行调整、优化，实现电力系统经济运行。下面分别分析潮流计算在输电线路线损、变压器变损、运行方式的损耗等过程中的应用。

3.1 在输电线路线损计算的应用

在进行输电线路线损计算过程中，通过潮流计算能得出经济潮流数据。潮流程度能根据线路的功率因数、有功负荷、无功负荷等参数，计算出潮流线损，例如一条长为38.1km，型号为LGJ—150的导线，当潮流为20MW、功率因数为0.9时，该线路线损为0.24MW，线损率为1.18%；当潮流为30MW、功率因数为0.9时，该线路线损为0.57MW，线损率为1.91%；潮流为50MW、功率因数为0.9时，该线路线损为1.95MW，线损率为3.90%；由此可以看出，潮流小于30MW时，线损率小于2%，潮流超过50MW时，线损率将超过4%，因此，该输电线路的经济输送潮流为30MW以下。调度人员可以根据计算结果，编制线路经济运行方案，从而实现节能调度。

3.2 在变压器变损中的应用

调度人员可以利用潮流计算程序，将变压器在不同负荷下的损耗、变损率计算出来，从而为变压器控制提供依据。例如一台40MVA双圈变压器在功率因素为0.95、铁损为0.026MW的情况下，当负荷为5MW时，铜损为0.027MW，变损率为0.540%；负荷为15MW时，铜损为0.035MW，变损率为0.233%；当负荷为35MW时，铜损为0.082MW，变损率为0.234%；当负荷为40MW时，铜损为0.101MW，变损率为0.253%。由此看出，该变压器在15MW-35MW条件下，变损率为0.233%-0.234%，比较经济。

3.3 在运行方式损耗中的应用

对于多电源供电站，可以通过潮流程序，计算出不同运行方式下的线损，从而确定经济运行方式。例如某变电站有两种供电方式，一种供电方式是采用LG—150，38.2km的导线供电，另一种供电方式为采用LGJ—240，24.3km的导线供电，当潮流为20MW，功率因数为0.9时，1号运行方式的线损为0.24MW，线损率为1.18%，2号运行方式的线损为0.15MW，线损率为0.76%；当潮流为30MW，功率因数为0.9时，1号运行方式的线损为0.82MW，线损率为1.91%，2号运行方式的线损为0.52MW，线损率为1.23%；当潮流为40MW，功率因数为0.9时，1号运行方式的线损为1.12MW，线损率为2.80%，2号运行方式的线损为0.72MW，线损率为1.79%。由此可见，2号供电方式比1号供电方式更加经济。

4、总结

随着经济的快速发展，电力系统的节能调度越来越重要，因此，电力企业要了解潮流计算方法，在电力系统经济调度中合理的运用潮流计算，为电力调度提供科学、准确的运行数据，从而为电力系统的稳定运行提供保障。

参考文献

[1]林崧，蔡晓.电力系统经济调度中潮流计算的应用分析[J].科技与生活，2011，（03）：177-178.

[2]姚勇，李健，王雨虹.几种电力系统潮流计算的比较与分析[J].科技广场，2013，（07）：94-96.

[3]朱定兰，李新.电力系统经济运行及电力经济调度综述[J].中国新技术新产品，2013，（23）：125-126.

[4]杨佳俊，雷宇.考虑风电接入的电力系统经济调度研究综述[J].东北电力技术，2014，（02）：144-146.

基于PSAT的电力系统潮流计算仿真 篇4

电力系统潮流计算具有很重要的现实意义：可以合理规划电网中的电源容量和电源接入点以及确定最佳的电网架构；可以找出电网中因为负荷增长和新设备投入而导致的薄弱环节，方便对电网进行网架结构的改进以及基建的加速；提供发电厂进行有功、无功调整以及负荷调整的计算依据；可以分析未来可能发生的事故以及设备的投切对电力系统静态稳定性的影响，进而得出相应的运行方式和调整方案。

在过去半个世纪以前，人们都是采用手工方法计算电力系统潮流，主要依靠计算尺。但是由于电力系统日渐复杂，手工计算起来非常复杂，不仅耗时费力，同时也容易出错。与此同时，伴随着计算机行业的飞速发展，就出现了后来的计算机算法。

在传统的“电力系统分析”教学课程中，教师们一般仅针对一些简单的电力系统（节点数很少）进行潮流计算，而忽视了现有潮流计算最通行常用的计算机算法。这种课程教学不仅枯燥，学生难以深刻领悟，而且与实际研究脱轨，因为目前现实中的电力系统都很复杂，采用手算不切实际，也就失去了教学的根本意义。本文针对课程教学中潮流计算方面存在的问题而进行教学改革研究。

DIgSILENT软件的潮流计算简介

电力系统仿真软件DIgSILENT的名称来源于数字仿真和电网计算程序（Digital Simulation and Electrical Network），是德国DIgSILENT GmbH公司开发的电力系统仿真软件。

DIgSILENT软件几乎包含了所有电力系统的常用分析功能，如潮流计算、短路计算（包括对称短路和不对称短路计算）、机电暂态和电磁暂态计算、谐波分析以及小干扰稳定性分析等等。另外一个重要的特点是把机电暂态分析模型与电磁暂态分析模型结合到一起，这样做的好处就是它不仅能够分析电网的暂态故障，而且又能研究电网的长期的电能质量问题及其控制手段。

DIgSILENT/Power Factory提供了非常全面的电力系统元件的模型库，包括发电机、电动机、控制器、动态负荷、线路、变压器、并联设备的模型，甚至包括风电机组电气部分的模型，如：双馈感应电机、变频器等等；其他部分如风速、机械传动系统、空气动力学部分以及控制系统都采用动态仿真语言DSL进行搭建。

DIgSILENT可以描述复杂的单相和三相AC系统及各种交直流混合系统。利用DIgSILENT进行潮流计算时，通过指定发电机、异步电动机、负荷等系统元件的特性来确定与之相连的母线在潮流计算中相应的属性，这样就能够以简单的操作方式来模拟复杂而真实的系统。此外，程序还提供了多种远程控制模式，例如多个发电机共同控制系统频率或母线电压等。DIgSILENT以更加接近实际情况的方式执行网络的控制模式，使操作和计算均得到简化。潮流求解过程提供了3种方法以供选择：经典的牛顿-拉夫逊算法、牛顿-拉夫逊电流迭代法和线性方程法。与此同时，DIgSILENT软件还可以进行变电站控制、网络控制以及变压器分接头调整控制。当潮流计算遇到不收敛的情况时，程序会自动将非线性的元件模型逐步线性化（主要是将所有负荷逐步转变为恒定阻抗，将非平衡节点发电机转变为带内阻抗的简单电压源），进而得出计算结果，该结果可用于对系统不收敛的原因作进一步分析。潮流计算的同时，DIgSILENT软件还可以实现过负荷校验计算等功能。

此外，最新版本的DIgSILENT还提供了最优潮流计算（OPF）功能。所谓最优潮流计算就是对基本潮流计算的有益补充。最优潮流计算主要采用内点法，而且提供了多种约束条件和控制手段，其目标函数主要有最小网损、最小燃料费用、最大利润及最小区域交换潮流。

DIgSILENT软件正逐渐成为电力系统研究方面最为认可的计算机软件之一，其所提供的潮流计算以及仿真结果已经在世界范围内得到广泛认可。

课程教学安排

手算

潮流计算可以用一组高阶的非线性的方程来表示，但是不含有微分方程，主要是因为潮流计算隶属于稳态分析，故不涉及系统元件的动态特性和过渡过程，而解非线性代数方程组最基本的方法就是迭代。因此，设计潮流计算算法的首要任务同时也是最为关键的问题就是收敛性，最终得出合理的解。

虽然目前计算机潮流算法运用十分广泛，但是掌握一些手算方法，不仅可以加深对其物理概念的理解，而且即便采用计算机算法，之前通常仍需采用手算求取某些原始数据。

这里所说的潮流计算手算方法主要针对简单网络的潮流分布，但是所谓的简单网络和复杂网络之间并没有明显的界限。课前老师把所需进行手算的算例以及分析资料分发给学生，让大家提前预习并先进行独立计算。然后在实验课上针对大家可能出现的共同问题进行详细讲解，并推导全过程，加深大家对潮流计算的认识和理解，掌握其原理。

运用DIgSILENT软件计算电力系统潮流

前面已经说到，计算机算法是大势所趋，而且已经得到广泛运用，是电气工程专业学生必须掌握的一项重要技能，也是未来继续深造以及竞争重要工作岗位的一个重要砝码。所以掌握并熟练运用计算机软件对本专业学生的未来发展起着重要的推动作用。

众所周知，DIgSILENT软件正逐渐成为电力系统研究方面最为认可的计算机软件之一。无一例外，任何一种电气设计软件都是先寻找或是自己搭建元件模型，然后通过所述关系搭建网络模型，其次就是设置元件参数，最后进行潮流计算。那么，如何判断一种设计软件是否优越，就是一看元件模型库是否丰富、准确，二看元件参数设置是否简单明了，再者就是看控制语言是否简洁易懂。

DIgSILNET采用有名值进行计算，电网元件从类型数据和个体数据两个层面被严格定义。类型数据包含了该类型元件用于各个计算功能的基本信息，例如某一架空线路的类型为OHL110kV-1，该类型的架空线为潮流计算提供的基本信息为，，，为短路计算提供的基本信息为，。对某一类型数据的改变将影响到所有采用该类型属性的元件。个体数据则是每个元件在分析计算中所要用到的仅与该元件本身相关的数据，例如某一架空线路的长为。采用该种方法进行计算机计算是有很多好处的。首先，我们无需再进行标幺值计算，避免了繁琐的计算，可以直接采用一些直观的铭牌数据等；其次，对于软件来讲，这也大大减少了数据的重复储存，显然对提高计算机速度也有一定的帮助。

在DIgSILNET中执行潮流计算、故障分析、谐波分析、动态仿真等功能时，可以引入多种电力电子元件，包括FACTS装置（如SVS、TCSC和UPFC）、直流整流和逆变器等。DIgSILENT为所使用的电力电子元件提供了丰富、开放且定期更新的模型库。

这些对于课程教学来说，减轻了单纯的软件学习难度，可以缓解学生对新软件学习的畏难心理。这种人机交互的友好界面，不仅老师们授课讲解起来比较轻松，而且学生们更易于接受，更为重要的是可激发学生的自主学习兴趣。

对比手算与机算

在课程的最后一个环节，但也是很重要的一个步骤，就是对比分析潮流分布的手算以及计算机算法。众所周知，学习的一个关键环节就是要学会对比分析以及总结，这种能力是学生们亟待培养和掌握的。最后，通过对比两种方法的结果，计算两者之间的误差，再分析一下导致这种后果的原因，原因可能是计算机算法或是手算采用了哪些近似处理，或是计算结果精确度的不同，这些都是需要学生自己进行总结归纳的。这一步看似可有可无，电力系统潮流分布的手算以及机算的结果都已经出来，课程已经结束。实则不然，这关键的最后一步恰恰是中国高等教育中最缺乏的部分，就是对新知识的分析与自我总结。做好这一步，对于学生自主学习创新能力的提升起到关键作用。

教学效果和结论