[发明专利]一种自适应网架结构的配网潮流计算方法

说明书

本发明公开了一种自适应网架结构的配网潮流计算方法，包括根据用户设定的计算方式进行潮流计算；对潮流计算所需要的电气设备参数、拓扑连接关系进行校验；辨识出线开关，并根据联络开关的位置确定控制区域；根据用户的设置确定计算范围；网络拓扑，子网络单元形成；确定网络类型，确定子网络单元的接线方式；根据子网络单元的类型，自适应匹配相应的潮流算法；越限、重载或网损计算；三相潮流、三相不平衡统计。本发明方法使得网络节点数大幅降低，提高了计算速度与效率；最大化发挥各算法的优势，确保了计算的稳定性与收敛性；能够很好的满足调度员对在线潮流的要求，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及自动化配网调度方法，特别是涉及一种自适应网架结构的配网潮流计算方法。

背景技术

配网潮流计算是DMS最基础的网络分析软件之一，调度运行人员可以利用它研究当前配网可能出现的运行状况、校核操作的安全性；规划工程师可以用它设计，评估未来配网的建设方案。配网潮流计算软件也是其它高级应用软件的基础，电网的静态安全分析、电压稳定分析，经济约束调度等多种分析模块均依赖于基态潮流的结果。

配网的运行方式多为辐射网和弱环网，同时R/X比值较大，因此主网中惯用的PQ解耦算法对配网并不适用。传统前推回代算法对辐射状的配网具有良好的自适应性，其算法的基本原理是通过末端功率/电流的注入量前推支路的潮流分布，然后自根节点开始回代各支路的电压降以及各节点的电压，如此反复迭代直至收敛。牛顿拉夫逊法是常用的解非线性方程组的方法，也是当前广泛采用的计算潮流的方法，该算法以功率和电流等电气量为注入量，通过节点电压方程构建非线性方程，但是需要注意的是由于配网中R/X比值并非无限小，因此PQ无法进行解耦。

但是，传统的前推回代算法无法支持环网以及弱环网等运行方式。而牛拉法比较适用于环网较多的网络接线，其缺点在处理辐射网或者弱环网的情况下，依旧需要进行导纳矩阵、雅克比矩阵、节点编号优化等多种复杂运算过程，由于配电网多为辐射状或者弱环网状运行且节点数量众多，牛拉法的运算优势体现不明显而且加剧了计算的难度与复杂度难以适应在线的潮流要求。如何提高配网潮流计算的效率与稳定性是当前亟待解决的问题。

现有技术的技术方案：

一、传统前推回代算法：

该算法对辐射状的配网具有良好的自适应性，其算法的基本原理是通过末端功率/电流的注入量前推支路的潮流分布，然后自根节点开始回代各支路的电压降以及各节点的电压，如此反复迭代只至收敛，具体的计算流程如下所示：

1、初始化：给定平衡节点(通常为变电站出现开关侧)电压与相角，设置PQ节点的电压，相角，PV节点的相角与无功功率；

2、计算各节点的运算功率；

3、从网络末端开始，逐步前推，根据节点电压，求解各支路功率分布；

4、从始端出发，逐段回推，求解各支路电压降以及节点的电压值；

5、利用求解的电压修正PV节点的无功功率。

6、检查是否收敛。

二、牛顿拉夫逊法：

牛顿拉夫逊法是常用的解非线性方程组的方法，也是当前广泛采用的计算潮流的方法，该算法以功率、电流等电气量为注入量，通过节点电压方程构建非线性方程，但是需要注意的是由于配网中R/X比值并非无限小，因此P,Q无法进行解耦，这也是牛拉法在配网中容易造成计算复杂的主要因素，计算过程如下所示：

1、确定网络中的平衡节点、PQ节点，PV节点；

2、形成节点导纳矩阵；

3、设置各节点的电压初始值U_i⁽⁰⁾、θ_i⁽⁰⁾；