[发明专利]一种并行计算主动配电网三相不平衡潮流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算三相不平衡潮流的方法，具体涉及一种并行计算主动配电网三相不平衡潮流的方法。

背景技术

随着分布式电源(DG)在配网侧渗透率逐渐提高，具有主动调节与较强控制能力的主动配电网(ADN)应运而生，成为了未来智能配电网的主要发展模式。ADN的研究和实践涉及了众多技术领域，其中配电网快速仿真与模拟(DFSM)是其基础与核心功能之一，作为DFSM的基本仿真工具的潮流计算，要求能够快速、精确计算配网三相不平衡潮流，具备超实时仿真功能。

配电网具有不同于输电网的显著特点：辐射状结构或接近辐射状结构运行；阻抗比较大；三相参数不平衡；存在非全相线路；三相负荷不平衡，负荷类型和接线方式多样。所以配电网的潮流计算与输电网差别较大，尤其是加入分布式电源后，配网潮流就显得更加复杂多变。配网三相潮流问题是一组非线性方程的求解问题。

目前，对配网不平衡潮流计算有三种方法：相分量法、序分量法以及两者相结合的混合算法。相分量法比较直观，三相之间不能解耦，无法并行计算，潮流计算量较大，计算效率不高，在处理变压器支路时能力较弱。基于补偿的序分量法可以解耦，便于并行计算。但是，现有序分量法在处理非全相线路时较为繁杂，而且没有计及实际配网中不同种类三相负荷的接线方式，不能精确、快速的计算配网不平衡潮流。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种并行计算主动配电网三相不平衡潮流的方法,该方法中增加了虚拟线路，简化了非全相线路的处理，并消除了变压器不同接线方式的影响。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种并行计算主动配电网三相不平衡潮流的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)基于补偿法建立主动配电网中各元件序分量模型；

(2)由所述各元件序分量模型建立网络的正序、负序和零序拓扑图，生成正序、负序和零序节点导纳矩阵；

(3)根据序分量潮流算法请求全网络的不平衡潮流。

优选的，所述步骤(1)中，所述各元件序分量模型包括非全相线路序分量模型和负荷序分量模型。

优选的，建立所述非全相线路序分量模型包括如下步骤：

步骤3-1、增加虚拟线路，满足增加虚拟线路后与原线路等值；

步骤3-2、增加虚拟线路后，配电网中线路都为三相线路，一段三相不平衡配电网线路km，采用π型等值电路表示，序分量模型满足：

式中，1，2，0分别表示正序、负序、零序，表示线路并联序导纳矩阵，表示并联自导纳，表示并联互导纳，其中i,j＝0,1,2；i≠j；表示线路串联序导纳矩阵，表示串联自导纳，表示串联互导纳，其中i,j＝0,1,2；i≠j，为k节点序电压，为m节点序电压，表示线路km上注入序电流；

步骤3-3、把矩阵非对角元分离出来，只保留矩阵对角元时，将后面分离出的两部分看为补偿量，此时，序分量之间已无耦合关系，

式中，分别为线路km上的正序、负序、零序注入电流，分别为k(m)点正序、负序、零序电压，分别为m点正序、负序、零序电压，表示线路补偿注入序电流。

优选的，所述负荷序分量模型分为恒功率、恒电流和恒阻抗三种基本类型，配电负荷的连接方式包括接地星形或不接地三角形接法的三相平衡或不平衡负荷，建立所述负荷序分量模型包括如下步骤：

步骤4-1、恒功率负荷/恒电流负荷：

假设k点接有恒功率/恒电流负载，

当负荷为星型接线时，k节点三相注入电流为，

式中，S^x为k节点x相负荷，为k节点x相电压；

当负荷为三角型接线时，k节点三相注入电流为，

I^a,b,c＝CI^ab,bc,ca

式中，I^ab,bc,ca为k节点ab，bc，ca相间电流；

步骤4-2、恒阻抗负荷：

当负荷采用三角形接线方式时，通过星三角变换将三角形连接的阻抗变为星型连接的阻抗，恒阻抗负荷的相分量模型看为3×3阶的对角阵；

三相负荷导纳为

式中：y^xx为x相的负荷导纳，为x相的负荷功率因数角；

序分量电流和电压存在以下关系：

式中，为k节点三序注入电流，为k节点三序节点电压，为三相负荷序导纳矩阵。