[发明专利]一种配电网三相不对称直流潮流计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电网三相不对称直流潮流计算方法，属于电力系统监视、分析和控制技术领域。

背景技术

随着电力技术、计算机技术、通信技术的发展，配电网的智能化程度将日益提高，建立快速、可靠的电力系统运行监视、分析方法，以保证智能配电网的安全经济稳定运行具有重要的研究意义。直流潮流被广泛应用于电力系统静态安全分析、安全约束机组组合以及经济调度等场合，尤其在输电网规划N-1安全分析中，直流潮流的快速性、准确性得到充分体现。

近年来，直流潮流模型的应用被扩展至电力市场阻塞管理，如基于LMP的市场应用。然而，配电网较输电网电压等级低、支路阻抗比大、网络拓扑复杂且分支多、单相用电负荷导致三相不平衡、分布式电源渗透率高等特点，传统的单相直流潮流模型存在较大的简化误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种配电网三相不对称直流潮流计算方法，简化了配电网三相模型计算复杂度，提高了计算结果的精度。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种配电网三相不对称直流潮流计算方法，包括如下步骤：

步骤1，获取配电网网络拓扑结构及参数信息，所述参数信息包括节点信息、支路信息和调压器信息，形成网络导纳矩阵；

步骤2，对配电网网络拓扑结构中各节点三相电压相角、电流相角作移相处理，使任意两个节点任意两相之间的电压相角差为零；

步骤3，根据欧姆定律对步骤1的网络导纳矩阵作恒等变换，得到移相后的网络导纳矩阵；

步骤4，对移相后的网络导纳矩阵采用两项简化假设，得到简化后的直流潮流模型，两项简化假设分别为：1)其中，表示i节点相的电压幅值，表示k节点l相的电压幅值，表示移相后i节点相和k节点l相之间的电压相角差，表示移相后i节点相的电压相角，表示移相后k节点l相的电压相角，l∈{a,b,c}；

步骤5，对简化后的直流潮流模型求导得到常数化雅可比矩阵，将已知的根节点电压幅值和电压相角加入到常数化雅可比矩阵中，得到修正后的线性化功率方程，对修正后的线性化功率方程进行求解，得到移相后的电压幅值和电压相角。

作为本发明的一种优选方案，步骤2所述对配电网网络拓扑结构中各节点三相电压相角、电流相角作移相处理的具体过程为：令yy＝(0°120°-120°)^T，电压相角、电流相角的移相公式分别为：

其中，分别表示移相前的电压、电流相角，分别表示移相后的电压、电流相角，

作为本发明的一种优选方案，所述步骤3具体公式为：

Y′＝yy′Yyy′^-1，

其中，Y表示步骤1的网络导纳矩阵，Y′表示移相后的网络导纳矩阵，yy′＝diag(e^jyy)，j表示虚数单位，yy＝(0°120°-120°)^T，yy′^-1表示yy′的逆。

作为本发明的一种优选方案，步骤4所述简化后的直流潮流模型为：

其中，分别表示i节点相的有功、无功功率，i＝1,2,…,n，k＝1,2,…,n，n表示总节点数，表示网络导纳矩阵移相后i节点相和k节点l相之间的电导，表示网络导纳矩阵移相后i节点相和k节点l相之间的电纳，V′＝V表示移相前的电压幅值，θ′表示移相后的电压相角。

作为本发明的一种优选方案，步骤5所述常数化雅可比矩阵为：

其中，P^abc、Q^abc分别表示三相有功、无功功率，G′^abc、B′^abc分别表示网络导纳矩阵移相后的电导、电纳，V′^abc、θ′^abc分别表示移相后的电压幅值、电压相角。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明受输电网直流潮流模型的启发，结合配电网三相供电的特性，对配电网直流潮流模型按条件进行简化。首先对配电网三相电压相角作移相处理后，相邻节点相邻相电压角度近似为零，交流潮流功率方程得到极大化简，雅可比矩阵常数化，无需迭代求解功率方程，节约存储空间的同时提高计算效率。其次，与输电网直流潮流模型不同，本发明简化后的直流潮流方程包含了有功与电压幅值，无功与电压相角的耦合关系，相对于经典的直流潮流模型，计算精度可得到明显的提高。

附图说明