Lastflödesberäkningar

Lastflödesberäkningar är en elektroteknisk metod för att bestämma spänningar, strömmar och effektförluster i ett elnätsystem under normala eller pågående driftförhållanden. Metoden används för att verifiera att ett elnät är säkert, förutsägbart och effektivt, samt för att stödja planering, design och drift av kraftsystemet.

Historiskt började lastflödesstudierna i mitten av 1900-talet när kraftsystemen ökade i komplexitet. Tidiga metoder använde enhetsmatrix och manuella beräkningar, men utvecklingen av numeriska algoritmer som Newton–Raphson‑metoden (metoden för iterativ lösning av icke-linjära ekvationer) och Fast Decoupled Load Flow (FDLF) gjorde det möjligt att hantera stora nätverk i realtid. Dagens programvaror, såsom PSS®E och PowerWorld, bygger på dessa tekniker och ger grafiska användargränssnitt samt avancerade analyser för t.ex. skadafall och generatorstyrning.

I princip delas ett lastflöde upp i två huvuddelar. Först skapas ett nätverksdiagram där varje nod representerar en generator, belastning eller mållapp. Skapa också en impedansmatris (Z eller Y). Därefter bedöms varje nods spänning (V) och fasvinkel (θ) genom att lösa de komplexa linjära (och ibland icke-linjära) ekvationerna. Resultaten visar därmed hur mycket effekt som produceras, hur mycket förbrukas och hur mycket som förloras i ledningarna.

Lastflödesberäkningar är grundläggande för både verifiering av befintliga nätverk och för design av nya, och används av elkrafttekniker, systemoperatörer och forskare för att säkerställa pålitlig energidistribution.