【文章內(nèi)容簡介】 的一些必要欄目：z 節(jié)點(diǎn)電壓（Bus Voltage）和節(jié)點(diǎn)相角（Bus Angle）對于節(jié)點(diǎn)這兩欄是得提出的。當(dāng)選擇觀察故障分析結(jié)果時(shí)，這兩欄的內(nèi)容應(yīng)該要確定，用故障相的電壓值（單位為每單位量）和相角（單位為度）代替實(shí)際的負(fù)荷潮流值。z 對于支路，交流支路的有功功率潮流（AC Line MW Flow）和交流支路的無功功率潮流（AC Line Mvar Flow）這兩欄是得提出的。這兩欄的內(nèi)容應(yīng)該要確定，用故障相的電流幅值（單位為安培或者是每單位量）和相角（單位為度）代替有功功率量和無功功率量。z 發(fā)電機(jī)有功功率輸出（Gen MW Output）和發(fā)電機(jī)無功功率輸出（Gen Mvar Output）字段用于表示發(fā)電機(jī)這兩個(gè)字段將會(huì)被標(biāo)識，有功功率和無功功率的數(shù)值將用發(fā)電機(jī)終端故障相的電流幅值（以安培或者是每單位量為單位）和相角（單位為度）替換。故障電流（Fault Current）顯示故障發(fā)生時(shí)故障處的電流幅值和相位。計(jì)算（Calculate）點(diǎn)擊這個(gè)按鈕軟件將進(jìn)行故障分析。為了保證能夠進(jìn)行計(jì)算，潮流應(yīng)該處于一個(gè)對于結(jié)果來說有關(guān)的、可解的狀態(tài)。因此當(dāng)按下計(jì)算（Calculate）按鈕時(shí)要做的第一件事是解潮流。用戶可以在運(yùn)行計(jì)算程序時(shí)通過查看信息日志來觀察這一步。一旦解潮流完畢，故障分析計(jì)算開始運(yùn)行，計(jì)算結(jié)果將被顯示出來。故障阻抗（Fault Impedance）無論進(jìn)行何種故障計(jì)算，都是要包括故障阻抗的。電阻和電抗可以作為故障電流入地的路徑，當(dāng)計(jì)算用于決定其他故障量的故障電流時(shí)，故障阻抗需要被考慮進(jìn)去。(Voltage Stability)PVQV是Power World的電壓充裕和穩(wěn)定評估工具，用于分析電力系統(tǒng)的電壓特性。Power World仿真器是一個(gè)交互式的電力系統(tǒng)仿真軟件，用于仿真高壓電力系統(tǒng)的運(yùn)行。在基本軟件包中仿真器使用NewtonRaphson潮流算法求解潮流方程。但是，使用附加件電壓充裕和穩(wěn)定工具（voltage adequacy and stability tool(PVQV)），用戶可求得多個(gè)潮流解，目的是為某一傳輸生成PV曲線或?yàn)榻o定的節(jié)點(diǎn)生成QV曲線。使用“電壓穩(wěn)定”（Voltage Stability）主菜單項(xiàng)進(jìn)入PVQV功能。該菜單可用的命令有簡化模型（Refine Model），QV曲線（QV Curves）以及PV曲線（PV Curves）。附加工具PVQV的目的是當(dāng)自動(dòng)增加用戶定義的傳輸時(shí)，允許用戶監(jiān)控任何電力系統(tǒng)參數(shù)。PVQV模塊使用仿真器構(gòu)建Newton Raphson潮流算法來完成此任務(wù)。在PVQV仿真完成后，用戶可以選擇作出描述任何在“追蹤量”（Quantities to Track）中指定的監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)。(OPF/SCOPF)Power World程序一種交互式仿真軟件包，用于電力系統(tǒng)的仿真運(yùn)行。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，仿真器使用NewtonRaphson潮流算法解潮流方程。但是隨著最優(yōu)潮流（Optimal Power Flow，OPF）的添加，該程序也可以使用OPF來解這些潮流方程，其最優(yōu)潮流(OPF)和安全約束最優(yōu)潮流(SCOPF)使用線性規(guī)劃LPOPF實(shí)現(xiàn)。在運(yùn)行模式下(Run Mode),從主菜單上選擇LPOPF，從中可以打開最優(yōu)潮流(OPF)和安全約束最優(yōu)潮流(SCOPF)工具的對話框。OPF的目的是通過改變不同的系統(tǒng)控制，最小化目標(biāo)（費(fèi)用）函數(shù)。這些控制考慮了用于模擬潮流平衡約束和各種運(yùn)行限制的等式和不等式約束。OPF的LPOPF解一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)潮流，然后解一個(gè)線性規(guī)劃。然后在這兩者之間進(jìn)行迭代，通過迭代確定最優(yōu)解用于改變系統(tǒng)控制，以移除任何極限違限的情況。最優(yōu)化潮流(OPF)算法就是，在滿足功率平衡約束和基本潮流的運(yùn)行約束情況下，通過系統(tǒng)控制變量優(yōu)選，求解目標(biāo)函數(shù)(通常為總運(yùn)行費(fèi)用)的最小值。盡管系統(tǒng)的安全運(yùn)行沒有考慮意外事故違限。但是，目標(biāo)函數(shù)的最小化過程還需考慮一些意外事故。這就需要運(yùn)用到安全約束最優(yōu)潮流(SCOPF)算法。在SCOPF求解過程中，通過求解標(biāo)準(zhǔn)潮流和求解線性規(guī)劃(通過改變系統(tǒng)控制變量來消除意外事故)之間不斷迭代的算法確定系統(tǒng)的最優(yōu)狀態(tài)。SCOPF算法通過調(diào)整控制變量使系統(tǒng)處于事故前的狀態(tài)，避免事故后狀態(tài)違限。如果系統(tǒng)中有足夠的控制變量可以利用，則存在滿足目標(biāo)函數(shù)最小和事故違限約束的解。如果系統(tǒng)沒有足夠的控制變量，則在某些事故條件下肯定會(huì)發(fā)生違限。這些情況表示在非強(qiáng)制性約束下，會(huì)造成邊際費(fèi)用的偏高。選擇LPOPFSecurity Constrained OPF，可進(jìn)入SCOPF（安全約束最優(yōu)潮流）的命令和選項(xiàng)頁面。在OPF選項(xiàng)對話框?qū)COPF（安全約束最優(yōu)潮流）函數(shù)進(jìn)行定義，在事故分析對話框中對事故進(jìn)行設(shè)置。有關(guān)這些設(shè)置，可閱讀OPF和事故分析幫助文檔。建議在運(yùn)行SCOPF仿真以前，熟悉仿真器的OPF和事故分析工具。SCOPF對話框中其它指令可用來指定基本潮流的解過程和存取SCOPF的結(jié)果。(Contingency Analysis) 事故分析是電力系統(tǒng)分析的一個(gè)重要的組成部分。電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行人員必須分析系統(tǒng)中所發(fā)生的一系列事件，如：發(fā)電機(jī)組或線路/變壓器的投切等對電力系統(tǒng)造成的影響有深刻的認(rèn)知。Power World程序的事故分析工具箱提供的功能不僅可以分析電力系統(tǒng)基本示例的拓?fù)潢P(guān)系，而且還可以分析系統(tǒng)的任何穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)事件的結(jié)果。－所示。電力系統(tǒng)中經(jīng)常涉及到n－1規(guī)則進(jìn)行靜態(tài)安全分析，在斷掉任何一條傳輸線路/一臺變壓器或者損失發(fā)電機(jī)出力等情況下，檢驗(yàn)系統(tǒng)保持穩(wěn)定運(yùn)行的能力。在Power World Simulator中，單一的事故條件可以是一個(gè)單一的原因（例如傳輸線路或者變壓器投切），或者多種原因（例如一臺發(fā)電機(jī)，幾條節(jié)點(diǎn)和大量支路同時(shí)損失）。按照對話框上的操作說明，可以手工添加事故，也可以選擇自動(dòng)插入（Auto Insert）事故。首先選擇事故的類型：單一元件組成的事故或者是組合元件組成的事故，然后按照定義的事故類型，把所建模的電力系統(tǒng)中的元件分別設(shè)為事故分析元件，自動(dòng)地依次輪流進(jìn)行計(jì)算分析，找出并統(tǒng)計(jì)越限元件。當(dāng)然，該工具提供了高級過濾器(Advanced Filter)功能，可以用來對定義的事故進(jìn)行全面廣泛的條件設(shè)置。值得指出的是，該事故分析工具能夠設(shè)置使用全牛頓法或者使用直流負(fù)荷潮流算法來分析每一次事故。全牛頓法不如直流負(fù)荷潮流算法快速，但是它的計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確一些，并且計(jì)算電壓/無功功率的影響。(Linear Analysis)Power World程序提供的電力系統(tǒng)線性分析工具包括分布因子計(jì)算和靈敏度計(jì)算。1）分布因子計(jì)算工具功率傳輸分配因子（Power Transfer Distribution Factors）功率傳輸分配因子（PTDF）：用來衡量從一個(gè)區(qū)域到另外一個(gè)區(qū)域的電力傳輸發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)設(shè)備上電力負(fù)荷的響應(yīng)或變化的程度，以功率傳輸變化的百分比來表示。這些數(shù)值提供了一個(gè)關(guān)于在買方和賣方之間傳輸?shù)母淖兯鶎?dǎo)致的在傳輸線路與斷面之間潮流如何流動(dòng)的線性近似，這些值可以在動(dòng)態(tài)潮流單線圖上看到。線路開斷分布因子(LODF)：用來衡量一個(gè)單一系統(tǒng)設(shè)備或元件開斷所引起的系統(tǒng)其它設(shè)備上電力負(fù)荷的重新分配的程度，在一條有能量傳輸?shù)木€路上，LODF計(jì)算法決定了在線路開斷后，傳移到其它傳輸線上的線路潮流百分值。線路開斷分布因子(LODF)計(jì)算工具對話框2）靈敏度計(jì)算工具輸電負(fù)荷切除靈敏度(Transmission Loading Relief Sensitivities)通過選擇主菜單上的工具（Tools）其他靈敏度（Other Sensitivities）TLR靈敏度（TLRS ensitivities）計(jì)算TLR靈敏度。打開TLR靈敏度對話框，這個(gè)對話框允許用戶設(shè)置TLR靈敏度選項(xiàng)，并計(jì)算靈敏度。輸電線路減負(fù)荷（TLR）靈敏度可能會(huì)被認(rèn)為是功率傳輸分配因子的翻轉(zhuǎn)。TLR靈敏度和PTDFs用來測量一個(gè)交易中在設(shè)備上的潮流靈敏度。計(jì)算PTDFs，用戶需要定義一個(gè)發(fā)源組和一個(gè)匯流組，仿真器定義了一個(gè)發(fā)生在源點(diǎn)和匯點(diǎn)之間的單傳輸百分值，該傳輸在若干個(gè)監(jiān)測對象上流動(dòng)。對于TLR靈敏度，用戶需要定義一個(gè)單設(shè)備，比如說一條傳輸線去監(jiān)測，一組作為電源或者是補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備。此時(shí)，仿真器就定義了流動(dòng)在從單監(jiān)測對象到很多不同的，包括用戶定義為電源或是補(bǔ)償?shù)慕灰咨系某绷黛`敏度?？傊?，PTDFs反映的是很多監(jiān)測元件對一個(gè)單交易的靈敏度，而TLR靈敏度測量的是一個(gè)單交易對很多不同電能傳輸?shù)撵`敏度。發(fā)電轉(zhuǎn)移因子靈敏度（Generation Shift Factor Sensitivities）是TLR計(jì)算的一種特殊類型。GSFs總是包含有一個(gè)作為買方的平衡節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移。除此之外，GSF和TLR的計(jì)算是一樣的。潮流和電壓靈敏度在運(yùn)行模式下，選擇工具（Tools）其他的靈敏度（Other Sensitivities）潮流和電壓（Flows and Voltages）菜單項(xiàng)將打開潮流和電壓靈敏對話框，潮流和電壓靈敏對話框顯示了對一個(gè)具有流過一特定支路或斷面的有功功率、無功功率，或者是復(fù)合功率節(jié)點(diǎn)的附加注入有功功率或者是無功功率，或者是一個(gè)被選中節(jié)點(diǎn)的電壓的影響。位于對話框底部的網(wǎng)格列舉出受區(qū)域/地區(qū)/所有者過濾器設(shè)置約束的系統(tǒng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)。這一個(gè)網(wǎng)格是一個(gè)方案信息顯示欄，以實(shí)現(xiàn)屬性的共享，以及控制所有其他方案信息顯示的相同部分。有功功率靈敏度（PSensitivity）字段顯示了1MW有功功率的增加對有功率（可以是由功率類型（Flow Type）設(shè)置定義的有功功率、無功功率、或者是視在功率）流過的節(jié)點(diǎn)，或者是由設(shè)備標(biāo)識符（Device Identifier）定義的設(shè)置標(biāo)識上電壓的影響。同樣地，無功功率靈敏度（Q Sensitivity） 字段顯示了1Mvar無功功率的增加對有功率（可以是由功率類型（Flow Type）設(shè)置定義的有功功率、率、或者是視在功率）流過的節(jié)點(diǎn)，或者是由設(shè)備標(biāo)識符（Device Identifier）定義的設(shè)置標(biāo)識上電壓的影響。使用設(shè)備類型（Device Type）控制支定義是否計(jì)算一條線路/變壓器、一個(gè)斷面，或者是一個(gè)節(jié)點(diǎn)的靈敏度。使用潮流類型（Flow Type）控制去指定那條需要計(jì)算靈敏度的功率潮流的類型。使用設(shè)置標(biāo)識符（Device Identifier）字段去識別線路/變壓器、斷面、或節(jié)點(diǎn)。任何時(shí)候只要用戶想對這些設(shè)定值做一些修改，都可以通過點(diǎn)擊計(jì)算靈敏度（Calculate Sensitivities）去用新的靈敏更新網(wǎng)格。3）損耗靈敏度（Loss Sensivity）選擇工具（Tools）其他靈敏度（Other Sensitivities）損耗（Losses）菜單項(xiàng)打開損耗對話框，使用節(jié)點(diǎn)邊際損耗靈敏度對話框（Bus Mar ginal Loss Sensitivities Dialog）計(jì)算和顯示一個(gè)有功功率損耗函數(shù)的靈敏度，用LPosses表示節(jié)點(diǎn)的注入有功功率和無功功率。開始計(jì)算，計(jì)算其他靈敏度（Other Sensitivities）損耗（Losses）使該對話框變?yōu)榭捎玫?。顯示指出如果在節(jié)點(diǎn)i注入超過1MW或者是1Mvar的功率時(shí)損耗將如何變化。仿真器能夠計(jì)算與節(jié)點(diǎn)孤島或節(jié)點(diǎn)區(qū)域損耗有關(guān)的節(jié)點(diǎn)的損耗，或者是能夠計(jì)算與被選擇區(qū)域組損耗有關(guān)的節(jié)點(diǎn)損耗，或者是如果該節(jié)點(diǎn)屬于一個(gè)更上層的區(qū)域，仿真器能夠計(jì)算與節(jié)點(diǎn)的上層區(qū)域損耗有關(guān)的節(jié)點(diǎn)的損耗。通過設(shè)置損耗函數(shù)類型（Loss Function Type）選項(xiàng)的值決定仿真器如何計(jì)算損耗。(ATC)可用傳輸容量(Available Transfer Capability(ATC))分析將求出在無越限條件下電力系統(tǒng)兩個(gè)部分最大有功功率傳輸量。最常見的情況，是在系統(tǒng)的兩個(gè)區(qū)域之間進(jìn)行傳輸。Power World程序的可用傳輸容量（ATC)分析需要用到其它幾個(gè)工具：z 功率傳輸分配因子（Power Transfer Distribution Factors(PTDFs)）：指定功率傳輸（輸入功率的改變）對電力系統(tǒng)元件線性影響。z 線路開斷分配因子（Line Outage Distribution Factors(LODFs)）：指定線路開斷對電力系統(tǒng)元件線性影響。z 事故分析（Contingency Analysis）：研究一系列事故對系統(tǒng)的影響。z 極限監(jiān)視設(shè)置（Limit Monitoring Settings）：設(shè)置監(jiān)視系統(tǒng)中元件是否限。當(dāng)使用仿真器的可用傳輸容量(Simulator’sATC)分析工具時(shí)，不需要直接使用以上其它工具，而是由仿真器使用后臺的設(shè)置和算法計(jì)算可用傳輸容量(ATC)。在單向傳輸時(shí)，仿真器提供了三種方法計(jì)算可用傳輸容量(ATC)，即線性化全交流法、無損直流法、帶移相器的無損直 　　利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行潮流計(jì)算從20世紀(jì)50年代中期就已經(jīng)開始。此后，潮流計(jì)算曾采用了各種不同的方法，這些方法的發(fā)展主要是圍繞著對潮流計(jì)算的一些基本要求進(jìn)行的。對潮流計(jì)算的要求可以歸納為下面幾點(diǎn)：　?。?）算法的可靠性或收斂性　　（2）計(jì)算速度和內(nèi)存占用量　?。?）計(jì)算的方便性和靈活性　　電力系統(tǒng)潮流計(jì)算屬于穩(wěn)態(tài)分析范疇，不涉及系統(tǒng)元件的動(dòng)態(tài)特性和過渡過程。因此其數(shù)學(xué)模型不包含微分方程，是一組高階非線性方程。非線性代數(shù)方程組的解法離不開迭代，因此，潮流計(jì)算方法首先要求它是能可靠的收斂，并給出正確答案。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，潮流問題的方程式階數(shù)越來越高，目前已達(dá)到幾千階甚至上萬階，對這樣規(guī)模的方程式并不是采用任何數(shù)學(xué)方法都能保證給出正確答案的。這種情況促使電力系統(tǒng)的研究人員不斷尋求新的更可靠的計(jì)算方法?！　≡谟脭?shù)字計(jì)算機(jī)求解電力系統(tǒng)潮流問題的開始階段，人們普遍采用以節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為基礎(chǔ)的高斯賽德爾迭代法（一下簡稱導(dǎo)納法）。這個(gè)方法的原理比較簡單，要求的數(shù)字計(jì)算機(jī)的內(nèi)存量也比較小，適應(yīng)當(dāng)時(shí)的電子數(shù)字計(jì)算機(jī)制作水平和電力系統(tǒng)理論水平，于是電力系統(tǒng)計(jì)算人員轉(zhuǎn)向以阻抗矩陣為主的逐次代入法（以下簡稱阻抗法）?！　?0世紀(jì)60年代初，數(shù)字計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到第二代，計(jì)算機(jī)的內(nèi)存和計(jì)算速度發(fā)生了很