随着能源危机和环境污染的加剧,建设智能电网已经成为全世界电网发展的趋势,这其中就包括,但不仅仅局限于坚强输电网络的建设,即输电网络结构的优化过程。输电网络结构的优化可以作为消除电力系统不安全运行状态的一种有效,经济的控制措施。电力系统实际运行中会出现各种不安全状况,其中出现频率最高的安全越限问题即过负荷(热极限)问题和电压幅值越限问题,这些过负荷或电压越限问题会影响电力系统的正常运行,输电线路过负荷可能会损害线路绝缘,缩短使用寿命而电压越限问题则影响电力设备的正常工作,更严重的情况下造成系列跳闸。因此本文中提出了以网络拓扑结构优化作为消除电力系统中热极限和电压越限问题的有效措施,即通过开断某条或某组特定输电线路,使系统达到一个新的稳定运行点,过负荷线路的潮流部分转移到相邻输电线路,各母线电压也可以得到改善。此方法是为控制中心的在线应用而设计,因此必须同时满足计算精确度和计算速度两方面的要求。为平衡计算精度和计算速度的两方面要求,本篇文章所提出的方法采用三阶段控制策略,即筛选阶段,排序阶段和详细分析阶段。筛选阶段为保证算法的快速性,采用线性的方法快速筛选候补开断线路;排序阶段对第一阶段捕捉到的候补线路进行排序;排序靠前的线路进入第三阶段进行详细潮流分析,其中采用Newton-Rafson非线性模型计算候补线路开断后系统的精确潮流。经算例仿真验证,本文提出的方法可以有效地消除安全约束越限问题,同时算法计算精度和计算时间满足在线应用的要求。