一种三相不对称配电网潮流计算方法

摘要

一种三相不对称配电网潮流计算方法，基于前推回代设计，计算过程中同时考虑三相参数不平衡及三相拓扑不平衡的情况，实现潮流的精确计算，可为配电系统拓扑重构、配电网无功优化等需潮流计算的高级功能提供准确基础计算工具。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统潮流计算技术领域，具体涉及一种三相不对称配电网潮流计算方法。

背景技术

配电网潮流计算的一大目的是获取系统正常运行情况下的各种参数，如节点电压、线路电流、功率大小及流向等，是实现各种配电网高级应用功能的前提，配电网拓扑重构优化、无功补偿装置优化配置等均需进行大量潮流计算。配电网的潮流计算较多采用前推回代法，以线路参数、负荷参数等为基础条件，迭代计算直至满足收敛条件。为了简化计算步骤，通常假设配电网为三相平衡系统，在满足精度要求下，仅以三相中的某一相为计算对象，只需对目标相的迭代顺序进行确定，且每段支路三相互感的关联方向均不发生改变。事实上，配电网三相通常处于不对称状态，尤其当三相在不同位置开环运行时，三相的前推回代顺序及互感的方向均会发生改变。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种针对不对称配电网的潮流计算方法，根据拓扑结构形成三相各自的迭代计算顺序及三相互感之间的关联方向。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种三相不对称配电网潮流计算方法，包括如下步骤：

a)获取配电系统参数及配电系统的拓扑结构；

b)根据获取的配电系统参数和形成支路参数矩阵P；

c)形成每项的支路-节点关联矩阵；

d)确定每相的前推回代顺序；

e)形成支路关联方向矩阵；

f)计算得到配电网潮流参数并迭代计算至满足收敛条件。

进一步的，步骤a)中配电系统参数的获取包括：每段支路的自阻抗及互阻抗、每个负荷节点的负荷值。

进一步的，步骤a)中配电系统的拓扑结构的获取包括：根据配电系统拓扑结构分布对系统节点及支路进行编号，电源点编号为1，其它n个系统节点的编号分别n+1，靠近电源点的支路编号为1，其它m个支路的编号分别为m+1。

进一步的，步骤b)中支路参数矩阵P的第1列为支路编号，第2-4列分别为支路末端节点的A、B、C相负荷，第5-7列分别为A、B、C相的自阻抗，第8-10列分别为AB、BC、CA相的互阻抗。

进一步的，步骤c)中三相分别形成支路-节点关联矩阵M

进一步的，步骤d)中确定每相的前推回代顺序的方法为：

d-1)建立空向量S

d-2)在支路-节点关联矩阵M

d-3)判断支路-节点关联矩阵M

进一步的，步骤e)中形成支路关联方向矩阵的方法为：

e-1)以R

e-2)从第一条支路开始，通过A相支路-节点关联矩阵M

e-3)从第一条支路开始，通过B相支路-节点关联矩阵M

e-4)从第一条支路开始，通过C相支路-节点关联矩阵M

e-5)针对每条支路重复执行步骤e-2)至e-4)直至所有支路处理完毕。

进一步的，步骤f)的步骤为：

f-1)通过公式

f-2)通过公式

f-3)通过公式

迭代计算第i个支路末端节点电压，式中

f-4)通过公式

f-5)通过公式

f-6)判断是否满足

本发明的有益效果是：基于前推回代设计，计算过程中同时考虑三相参数不平衡及三相拓扑不平衡的情况，实现潮流的精确计算，可为配电系统拓扑重构、配电网无功优化等需潮流计算的高级功能提供准确基础计算工具。

具体实施方式

下面对本发明做进一步说明。

一种三相不对称配电网潮流计算方法，包括如下步骤：

a)获取配电系统参数及配电系统的拓扑结构；

b)根据获取的配电系统参数和形成支路参数矩阵P；

c)形成每项的支路-节点关联矩阵；

d)确定每相的前推回代顺序；

e)形成支路关联方向矩阵；

f)计算得到配电网潮流参数并迭代计算至满足收敛条件。

适用于三相不对称配电网的潮流计算。配电网不同于高压输电网，其三相存在不平衡现象，目前配电网潮流计算时通常将三相简化为对称系统，采用前推回代法对仅对一相进行计算，虽降低了计算量，但计算结果精度不高。本方法基于前推回代设计，计算过程中同时考虑三相参数不平衡及三相拓扑不平衡的情况，实现潮流的精确计算，可为配电系统拓扑重构、配电网无功优化等需潮流计算的高级功能提供准确基础计算工具。

实施例1：

步骤a)中配电系统参数的获取包括：每段支路的自阻抗及互阻抗、每个负荷节点的负荷值。

实施例2：

步骤a)中配电系统的拓扑结构的获取包括：根据配电系统拓扑结构分布对系统节点及支路进行编号，电源点编号为1，其它n个系统节点的编号分别n+1，靠近电源点的支路编号为1，其它m个支路的编号分别为m+1。节点是指系统中的电源点、分支点击负荷点，支路是节点之间的线路。

实施例3：

步骤b)中支路参数矩阵P的第1列为支路编号，第2-4列分别为支路末端节点的A、B、C相负荷，第5-7列分别为A、B、C相的自阻抗，第8-10列分别为AB、BC、CA相的互阻抗。

实施例4：

步骤c)中三相分别形成支路-节点关联矩阵M

实施例5：

步骤d)中确定每相的前推回代顺序的方法为：

d-1)建立空向量S

d-2)在支路-节点关联矩阵M

d-3)判断支路-节点关联矩阵M

实施例6：

步骤e)中形成支路关联方向矩阵的方法为：

e-1)以R

e-2)从第一条支路开始，通过A相支路-节点关联矩阵M

e-3)从第一条支路开始，通过B相支路-节点关联矩阵M

e-4)从第一条支路开始，通过C相支路-节点关联矩阵M

e-5)针对每条支路重复执行步骤e-2)至e-4)直至所有支路处理完毕。

实施例7：

步骤f)的步骤为：

f-1)通过公式

f-2)通过公式

f-3)通过公式

迭代计算第i个支路末端节点电压，式中

f-4)通过公式

f-5)通过公式

f-6)判断是否满足

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。