[发明专利]基于PV节点-环网综合补偿矩阵的配电网潮流计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网技术领域，具体涉及一种基于PV节点-环网综合补偿矩阵的配电网潮流计算方法。

背景技术

分布式电源（DG），具有供电灵活，投资成本小，提高供电可靠性等特点，受到各国普遍关注，近些年发展迅速，DG的容量较小，一般在几十kW～几十MW之间，主要分布于配电网。DG按应用时间先后分为两类：一类为常用工业分布式电源，主要包括：柴油机、燃气轮机和燃料电池等；另一类为新型分布式电源，主要包括风力发电机、光伏电池和储能设备等。

DG的接入给电力系统带来发展契机的同时也给电网控制、继电保护等方面带来了新的挑战，电网稳态潮流计算是电网分析的基础，DG的接入使原有配电网结构变得更加复杂，需考虑不同电源等效节点和弱环网影响，增大了计算难度，现有研究对含风机的配电网潮流算法分析较多，但是对于接有其它分布式电源的配电网潮流算法研究较少。

配电网具有闭环设计、开环运行和R/X较大等特点，现有适用于配电网的潮流算法主要有：改进牛拉法、Zbus法和前推回代法等，前推回代法由于计算简单、运算速度快等特点受到广泛应用，孙宏斌等发表的论文《配电潮流前推回推法的收敛性研究》从理论上证明了前推回代法具有良好的收敛性；陈海焱等发表的论文《含分布式电源的配电网潮流计算》对现有的分布式电源接入模型进行了详细分析，并提出灵敏度补偿矩阵，用于处理PV节点；G.X.Luo等发表的论文《EFFICIENT LOAD FLOW FOR LARGE WEAKLY MESHED NETWORKS》利用戴维南定理把PV节点和弱环网等效为统一的模型形式，但是没有考虑PV节点和环网同时存在的网络潮流；王守相等发表的论文《含风力发电机组的配电网潮流计算》把风机等效为PQ(V)节点，为了保证节点的输出功率因素，提出了电容补偿的方法。

配电网多为辐射状、开环运行，但是当系统出现故障或者进行负荷倒换时可能出现弱环网运行情况，并且多种分布式电源的接入增加了配网弱环运行的可能，陈海焱等发表的论文《含分布式电源的配电网潮流计算》针对PV节点分析和弱环网都给出了处理方法，随着分布式电源广泛应用，PV节点和环网可能存在于同一网络，需要综合考虑，前推回代法虽然具有计算速度快和理论基础简单的优点，但是在处理PV节点和环网中表现出来劣势，近些年国内外的很多文献都对前推回代法进行了研究，针对PV节点和环网提出了补偿的计算方法，并且取得很好的效果，随着配电网网络的复杂化增强，现有的网络已经不是单纯具有PV节点或单纯具有环网的网络，而是可能同时出现的复杂网络，针对这种情况，原有的补偿方法已经不能完全适应计算要求，因此，需要一种新的补偿方法综合处理PV节点和环网共存的情况，来保证配电网中的分布式电源正常接入。

发明内容

本发明所解决的技术问题是克服随着配电网网络的复杂化增强，现有的网络已经不是单纯具有PV节点或单纯具有环网的网络，而是可能同时出现的复杂网络，针对这种情况，原有的补偿方法已经不能完全适应计算要求的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

基于PV节点-环网综合补偿矩阵的配电网潮流计算方法，包括以下步骤，

步骤（1），读取配电网的数据，确定环网和断开点位置，构造PV节点-环网综合补偿矩阵；

步骤（2），设定数据迭代初值和迭代次数上限；

步骤（3），节点断开后对新的节点进行有功功率、无功功率分配，并进行PV-PQ节点转化判定，修正PV节点-环网综合补偿矩阵；

步骤（4），计算各节点的注入电流和支路电流，然后通过回代求出各节点电压；

步骤（5），计算PV节点的偏差量和环网的偏差量，获得补偿电流，再在补偿电流的基础上重新计算支路电流，修正各节点电压，并且进行补偿；

步骤（6），各节点满足|V_i^(k)-V_i^(k-1)|≤ε，并且PV节点满足|V_i^(k)-V_i|≤ε，则计算收敛；否则，使k＝k+1，回到步骤（3），继续计算，直到计算收敛；其中k为迭代次数，V_i^(k)为第i个节点第k次迭代后电压，V_i^(k-1)为第i个节点第k-1次迭代后电压，V_i为第i个节点初始电压，ε为收敛误差；

步骤（7），输出计算结果。