基于matlab电力系统牛顿--拉夫逊法潮流计算程序设计(2)
1．由于电力网络往往一经投入运行，修复或翻新都是比较困难的，必须保证电网在很长时间内不会出现巨大故障，但是目前电力系统负荷指标受到多种因素的影响，一些小的变动都可能导致无法实现准确预测，且由于我国幅员辽阔、气候变化多端、生产作业过程较为复杂，使得电力系统负荷不能保持恒定。
2．发电机出力只能定性，不能定量分析，运行情况比较复杂，随时会出现变动，一旦发生故障，发电机出力将不能保持恒定，所以发电机不应视为恒定量。
3．由于电力系统的运行情况比较复杂，会随机地不定时定点发生故障，网络拓扑结构还会随负荷的增加或较少而改变，此外还有变压器或者输电线路随时随地的发生故障，因此电网也应被视为随机变量[11]。
4．可再生清洁能源在电力系统的应用越来越普遍，但是很多新能源在很大程度上会受到自然天气条件的影响，无法稳定、可靠地发电，从而具有不可预测性、间断性和难调度性的缺陷。所以，电网整体的稳定性会随着可再生能源的引入而更容易出现干扰和不确定变化[11]。
5．用户用电（尤其是工业用电）会随着电价的上下浮动而调整。为了找到最优用电模式，一般情况下工业用电用户会选择凌晨这种用电量的低谷期来将用电重点时刻避开高峰区段。从而导致电力系统无法精确地预测高峰负荷期间内的电能输出。区域用电特性出现随机性[11]。
根据以上分析，不难发现电力网络存在诸多随机因素，包括：不确定改变的电源功率负荷、相关设备运行故障问题、电网拓扑结构、可再生清洁能源的不可预测性、气候变化、电价浮动等。所以在对电力系统设计规划及运行条件分析过程中，如果继续采用确定性的潮流计算方法，前提是要做大量的数据统计与分析工作，带来的问题是计算工作冗长，且无法真实有效地反应系统状况[11]。
潮流计算是对复杂电力系统稳态运行情况下的基本算法，是分析电力系统必不可少的工具。在系统给定条件的情况下，潮流计算可以确定节点电压和功率，达到检测系统运行状态的目的，其分析任务包括检查系统元器件是否正常运行，电压和功率是否合理。根据潮流计算的结果，可以实现对于最优潮流的控制等稳态情况下的运行状态控制和优化。目前潮流计算包含很多方法，每种方法各有利弊，本文采用牛顿--拉夫逊法进行研究[15]。
牛顿-拉夫逊法在很早之前就被列入电力系统潮流方法的范围，但是之前传统牛顿--拉夫逊法算法存在很多不足，在应用了稀疏矩阵技巧和高斯消去法求修正方程后，该法才很大程度上显示出其优越性。牛顿--拉夫逊法在求解非线性方程式上具有很大的优势，该法能够将非线性方程转换为线性方程进行计算，大大降低了计算量，其收敛性明显，采用的迭代计算方法能够很好地解决非线性方程的复杂计算问题。对于非线性方程的线性化过程的实现，是在于能够很好地利用稀疏矩阵，线性方程由于具备稀疏矩阵的特点，能够大大减少计算机所占内存，从而使得计算量大大提高。PQ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进行解耦，使得计算过程中能够实现对有功功率和无功功率的分开交替迭代，进一步提高计算速度，并因为其显著的优点而得到了很好的推广[15]。
1.2 发展现状及前景
1. 潮流计算发展历程
2. 状态估计发展历程
1.3 本文章节介绍
第一章介绍了电力系统潮流计算的背景、意义、国内外发展现状和前景。