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負載流研究的終極指南：如何計算每一個變壓器的最佳設定？
在電力工程中，負載流研究，也稱為電力流分析，旨在數值上分析互聯系統中的電力流動。負載流研究通常使用簡化的符號，例如單線圖和每單位系統，專注於各種交流電力參數，例如電壓，電壓角度，實功和無功。這些分析主要集中於系統的正常穩態運行。
負載流或電力流研究對於計劃未來的電力系統擴張以及確定現有系統的最佳運行至關重要。透過負載流研究可獲得的主要信息包括每個母線的電壓幅值與相位角，以及每條線路流動的實功和無功。
為了應付商業電力系統的複雜性，專用的網路分析儀自1929年至1960年代早期被製造出來，並用於提供實驗室規模的電力系統物理模型。
隨著數字計算機的出現，模擬和數值解法取代了傳統的模擬方法。除了負載流研究外，計算機程序還能執行短路故障分析、穩定性研究（瞬態和穩態）、單元承諾與經濟調度等計算。其中一些程序使用線性規劃來尋找最佳功率流，目的是確定每千瓦時的最低供電成本。
負載流研究特別適用於像煉油廠這樣的多負載中心系統，能夠分析系統能否充分供應聯網負載。
在進行現有系統的負載流研究時，我們能夠獲得操作的見解以及最佳控制設置的建議，以實現高效運營，同時最大限度地降低運行成本。這類分析的結果通常以輸出活性功率、無質功率、電壓幅值和相位角的形式展現。
進一步來說，電力流計算對於發電單元的最佳運行至關重要。根據對不確定性的處理方式，負載流研究可以分為確定性負載流研究和不確定性考慮型負載流研究。確定性負載流研究不考慮來自發電和負載行為的不確定性，而不確定性考慮型負載流研究則使用多種方法，如概率論、可能性論、信息間隙決策理論、穩健優化和區間分析。
模型分析
交流電力流模型是電氣工程中用來分析電力系統的一種工具。這種模型提供了一組非線性方程，描述了每條輸電線中的能量流動。因為這個問題的非線性特性，對於大型電網的分析經常使用線性（但準確性較低）的直流電力流模型進行替代。
一般來說，三相電力系統的分析是通過假設所有三相的負載均衡來簡化的。我們假設是正弦穩態運行，且沒有因為負載或發電變化而導致電力流或電壓瞬態變化，這意味著所有的電流和電壓波形都是正弦波，沒有直流偏移，且保持同一恆定頻率。
在這樣的假設下，我們可以使用相量分析進行進一步的簡化，並使用每單位系統來表示所有電壓、功率流和阻抗，將實際系統值縮放到某個方便的基準。系統的單線圖則是我們搭建生成器、負載、母線和傳輸線的數學模型及其電氣阻抗和額定值的基礎。
負載流問題的形成
負載流研究的目標是獲得電力系統中每個母線的完整電壓角度和幅值信息。獲得這些信息後，即可解析確定每條支路的實功和無功流動，以及發電機無功輸出。鑒於這個問題的非線性特徵，數值方法被應用來獲得滿足可接受公差的解。
解決負載流問題的過程始於識別系統中的已知和未知變量。這些變量的辨識依賴於母線的類型，沒有任何發電機連接的母線稱為負載母線，而至少有一個發電機連接的母線則稱為發電機母線。
在許多傳輸系統中，電網線路的阻抗主要是感性的，因此電力傳輸往往是從電壓角度較高的母線傳送至電壓角度較低的母線。
一旦確定系統相應的判斷標準和計算模型，正確地選擇變壓器的調Tap位置，將會對于關鍵位置的電壓保持至關重要，像是馬達控制中心等。
你是否曾想過，如何透過這些研究，能讓我們的電力系統在面對日益增長的需求時更高效運作？
