專(zhuān)利名稱(chēng)：基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析與計(jì)算領(lǐng)域，具體涉及一種基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
配電網(wǎng)潮流計(jì)算是配電系統(tǒng)分析的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它是對(duì)配電系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式的合理性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行定量分析的重要依據(jù)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者根據(jù)配電網(wǎng)的特點(diǎn)提出了各種配電網(wǎng)潮流算法，如前推回代法、隱式Zbus高斯法、回路阻抗法、改進(jìn)牛頓法及快速解耦法等。其中前推回代法由于充分利用了配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并且其具有物理概念明晰、編程簡(jiǎn)單、沒(méi)有大矩陣計(jì)算、計(jì)算速度快、收斂性較好、非常適合于求解輻射狀配電網(wǎng)潮流等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。但這些方法處理環(huán)網(wǎng)能力較弱。相分量法對(duì)三相直接建模，物理概念清晰，易處理不對(duì)稱(chēng)元件和負(fù)荷。但是，對(duì)稱(chēng) 元件三相不能解耦，導(dǎo)致潮流計(jì)算時(shí)節(jié)點(diǎn)數(shù)目較多，計(jì)算量較大，計(jì)算效率不高。同時(shí)，平衡節(jié)點(diǎn)和PV節(jié)點(diǎn)的處理也存在困難。因此，需要一種新的弱環(huán)配電網(wǎng)三相潮流計(jì)算方法以解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中配電網(wǎng)三相潮流計(jì)算方法存在的缺陷，提供一種基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法采用如下技術(shù)方案一種基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟(I)基于序分量法對(duì)弱環(huán)配電網(wǎng)進(jìn)行三相潮流建模，并實(shí)現(xiàn)三序解耦；(2)在步驟⑴的基礎(chǔ)上，建立弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，所述弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流算法是基于道路的回路分析法。發(fā)明原理采用序分量法時(shí)，可以對(duì)三相對(duì)稱(chēng)元件實(shí)現(xiàn)三序解耦，從而減少系統(tǒng)潮流計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)目，提高計(jì)算效率。因此基于序分量法的三相潮流建模方法在處理線(xiàn)路空間對(duì)稱(chēng)、負(fù)荷三相不平衡的配電網(wǎng)具有很好的效果和計(jì)算優(yōu)勢(shì)。可以將一組不對(duì)稱(chēng)的“a”、“b”、“c”三相分量分解為三組三相對(duì)稱(chēng)的序分量，那么，三相潮流計(jì)算就變成了計(jì)算三組三相對(duì)稱(chēng)序分量中的一相。因此，配電網(wǎng)三相不平衡潮流計(jì)算的計(jì)算量會(huì)減少2/3，在保持較好的收斂性的情況下，可以給配電網(wǎng)三相潮流計(jì)算帶來(lái)更快的計(jì)算速度。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)三相潮流計(jì)算方法存在的一些不足，提出了一種基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，該方法首先基于序分量法進(jìn)行配電系統(tǒng)三相潮流建模，實(shí)現(xiàn)三序解耦。有益效果本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)三相潮流計(jì)算方法存在的一些不足，提出了一種基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，該方法首先基于序分量法進(jìn)行配電系統(tǒng)三相潮流建模，實(shí)現(xiàn)三序解耦。接著，在配電網(wǎng)三序解耦的情況下，基于道路的回路分析法提出一種改進(jìn)的弱環(huán)配電網(wǎng)三序解耦潮流算法。該算法保留了面向支路的前推回推法的優(yōu)點(diǎn)，而其收斂性不受回路多少的影響，具有很好的收斂性。同時(shí)，由于采用三序解耦，減少系統(tǒng)潮流計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)目，降低了潮流計(jì)算量，提高了計(jì)算效率。最后，通過(guò)6母線(xiàn)和33母線(xiàn)測(cè)試算例驗(yàn)證了本發(fā)明方法的正確性和良好的收斂性，以及較強(qiáng)的回路處理能力，迭代次數(shù)隨著閉合環(huán)路的增加而減少。


圖I為本發(fā)明流程結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為6母線(xiàn)三相不平衡弱環(huán)配電網(wǎng)系統(tǒng)；圖3為33母線(xiàn)三相不平衡弱環(huán)配電網(wǎng)系統(tǒng)；圖4為算例2在表4中的7種運(yùn)行方式下各節(jié)點(diǎn)C相電壓幅值分布圖?！?br> 具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖具體實(shí)施方式
和算例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些算例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。請(qǐng)參閱圖I所示，本發(fā)明的基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，包括以下步驟(I)基于序分量法對(duì)弱環(huán)配電網(wǎng)進(jìn)行三相潮流建模，并實(shí)現(xiàn)三序解耦；(2)在步驟(I)的基礎(chǔ)上，建立弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流算法基于道路的回路分析法。其中，步驟(I)弱環(huán)配電網(wǎng)三相潮流建模包括以下步驟A、確定弱環(huán)配電網(wǎng)絡(luò)的樹(shù)，樹(shù)具有節(jié)點(diǎn)、樹(shù)支和連支，分別給節(jié)點(diǎn)、樹(shù)支和連支進(jìn)行編號(hào)；B、確定弱環(huán)配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)，弱環(huán)配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)包括節(jié)點(diǎn)數(shù)N、支路數(shù)b和獨(dú)立回路數(shù)I ;根節(jié)點(diǎn)是電源且作為參考節(jié)點(diǎn)，獨(dú)立節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為η = Ν-1,支路數(shù)b =n+1，其中，弱環(huán)配電網(wǎng)絡(luò)的樹(shù)包括樹(shù)支和連支，樹(shù)支條數(shù)與獨(dú)立節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)相等，連支條數(shù)與獨(dú)立回路數(shù)相等，即樹(shù)支η條，連支I條，支路數(shù)等于樹(shù)支條數(shù)與連支條數(shù)的和。C、獲取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，設(shè)定參考節(jié)點(diǎn)三相電壓穴〃 (3X1階),各節(jié)點(diǎn)三相電壓相量矩陣為階);在弱環(huán)配電系統(tǒng)三序網(wǎng)絡(luò)中，電源節(jié)點(diǎn)(即參考節(jié)點(diǎn))的三序電壓矩陣為= (3X1階)，各節(jié)點(diǎn)三序電壓矩陣為階),其中，a = eJ2"/3,
「I I 11 「I I I "
A = — I a a2 ,A'1 = I a2 a 。
3
J I2I2
I a aIaaD、計(jì)算三序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)&，三序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)$為基于支路i的序阻抗忍形成的對(duì)角陣(nXn階)，其中，上標(biāo)s = O, I, 2，分別表示三序網(wǎng)絡(luò)模型中的零序、正序和負(fù)序網(wǎng)
權(quán)利要求
1.一種基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)基于序分量法對(duì)弱環(huán)配電網(wǎng)進(jìn)行三相潮流建模，并實(shí)現(xiàn)三序解耦； (2)在步驟(I)的基礎(chǔ)上，建立弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，所述弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流算法是基于道路的回路分析法。
2.如權(quán)利要求I所述的基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，其特征在于，步驟(I)所述的弱環(huán)配電網(wǎng)三相潮流建模包括以下步驟 A、確定弱環(huán)配電網(wǎng)絡(luò)的樹(shù)，所述樹(shù)具有節(jié)點(diǎn)、樹(shù)支和連支，分別給所述節(jié)點(diǎn)、樹(shù)支和連支進(jìn)行編號(hào)； B、確定弱環(huán)配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù),所述弱環(huán)配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)包括節(jié)點(diǎn)數(shù)N、支路數(shù)b和獨(dú)立回路數(shù)I ; C、獲取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，設(shè)定電源節(jié)點(diǎn)三相電壓(3X1階),各節(jié)點(diǎn)三相電壓相量矩陣為Rjv (3 Xl 階)； D、計(jì)算三序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，其中，上標(biāo)s= 0、1、2，分別表示三序網(wǎng)絡(luò)模型中的零序、正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)模型。
3.如權(quán)利要求2所述的基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，其特征在于，所述電源節(jié)點(diǎn)是根節(jié)點(diǎn)且作為參考節(jié)點(diǎn)，獨(dú)立節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為η = Ν-1,支路數(shù)b = n+1,其中，弱環(huán)配電網(wǎng)絡(luò)的樹(shù)包括樹(shù)支和連支，樹(shù)支條數(shù)與獨(dú)立節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)相等，連支條數(shù)與獨(dú)立回路數(shù)相等，即樹(shù)支η條，連支I條，支路數(shù)等于樹(shù)支條數(shù)與連支條數(shù)的和。
4.如權(quán)利要求2所述的基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，其特征在于，在弱環(huán)配電系統(tǒng)三序網(wǎng)絡(luò)中，電源節(jié)點(diǎn)的三序電壓矩陣為印U = If (3X1階),各節(jié) 點(diǎn)三序電壓矩陣為
5.如權(quán)利要求2所述的基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，其特征在于，步驟D中所述三序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)Z為基于支路i的序阻抗Z6S,形成的對(duì)角陣(ηχη階)，其中，上標(biāo)s = O，1，2，分別表示三序網(wǎng)絡(luò)模型中的零序、正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)模型；
6.如權(quán)利要求I所述的基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，其特征在于，步驟(2)所述的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法包括以下步驟 E、計(jì)算三序網(wǎng)絡(luò)道路矩陣
7.如權(quán)利要求I所述的基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，其特征在于，步驟J中，對(duì)于注入序電流為零的節(jié)點(diǎn)，在三序網(wǎng)絡(luò)道路矩陣Ts中把該節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)行刪去后形成新矩陣為T(mén)sgOnXb階)，其中，下標(biāo)s = 0、1、2，分別表示三序網(wǎng)絡(luò)模型中的零序、正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)模型，m為節(jié)點(diǎn)注入序電流不為零的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于序分量法的弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，包括以下步驟(1)基于序分量法對(duì)弱環(huán)配電網(wǎng)進(jìn)行三相潮流建模，并實(shí)現(xiàn)三序解耦；(2)在步驟(1)的基礎(chǔ)上，建立弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流計(jì)算方法，所述弱環(huán)配電網(wǎng)三相解耦潮流算法是基于道路的回路分析法。因此，該算法保留了面向支路的前推回推法的優(yōu)點(diǎn)，而其收斂性不受回路多少的影響，具有很好的收斂性。同時(shí)，由于采用三序解耦，減少系統(tǒng)潮流計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)目，降低了潮流計(jì)算量，提高了計(jì)算效率。最后，通過(guò)6母線(xiàn)和33母線(xiàn)測(cè)試算例驗(yàn)證了本發(fā)明方法的正確性和良好的收斂性，以及較強(qiáng)的回路處理能力，迭代次數(shù)隨著閉合環(huán)路的增加而減少。
文檔編號(hào)H02J3/00GK102891485SQ20121038905
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者楊雄, 衛(wèi)志農(nóng), 孫永輝, 孫國(guó)強(qiáng), 韋延方, 袁陽(yáng), 陸子剛 申請(qǐng)人:河海大學(xué)