[发明专利]基于节点类型和修正的雅可比矩阵的牛顿法潮流计算方法

权利要求书

1.基于节点类型和修正的雅可比矩阵的牛顿法潮流计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、输入原始数据和初始化电压；

根据电力系统节点的特点，潮流计算把电力系统节点分成3类：节点有功功率和无功功率已知、节点电压幅值和电压相角未知的节点称为PQ节点；节点有功功率和电压幅值已知、节点无功功率和电压相角未知的节点称为PV节点；节点电压幅值和电压相角已知，节点有功功率和无功功率未知的节点称为平衡节点；

初始化电压采用平启动，即PV节点和平衡节点的电压实部取给定值，PQ节点的电压实部取1.0；所有电压的虚部都取0.0；这里单位采用标幺值；

B、形成节点导纳矩阵；

设节点i和节点j原来的自电导与自电纳分别为G_i0、B_i0、G_j0、B_j0，在它们之间增加一条小阻抗支路后的自导纳和互导纳分别为：

式中，Y_ii、Y_jj分别为节点i和节点j的自导纳；Y_ij为节点i和节点j之间的互导纳；r_ij、x_ij分别为节点i和节点j之间小阻抗支路的电阻和电抗；k为节点i和节点j之间小阻抗支路的变比，如果是输电线支路，则变比k为1；

C、设置迭代计数t＝0；

D、计算功率及电压偏差，求最大不平衡量ΔW_max；

PQ节点的功率偏差计算公式为：

式中，P_is、Q_is分别为节点i给定的注入有功功率和无功功率；e_i、f_i分别为节点i的电压相量的实部和虚部；a_i、c_i分别为节点i的计算注入电流相量的实部和虚部，具体表达式为：

式中，n为电力系统的节点数；G_im、B_im分别为节点导纳矩阵元素Y_im的实部和虚部；

PV节点的有功功率及电压偏差计算公式为：

式中，V_is为节点i给定的电压幅值；

平衡节点不参与迭代计算，不需要计算功率偏差或电压偏差；

E、判断最大不平衡量的绝对值|ΔW_max|是否小于收敛精度ε；如果小于收敛精度ε，执行步骤I；否则，执行步骤F；

其特征在于：还包括以下步骤：

F、形成雅可比矩阵J；

F1、按式(7)-(12)计算i≠j时的雅可比矩阵元素；

当i≠j时，雅可比矩阵J的元素计算公式如下：

F2、令i＝1；

F3、判断是否满足t＝0，如果不满足转步骤F7；

F4、判断是否满足节点i是PQ节点的条件，如果不满足转步骤F5；如果满足，则按式(13)计算节点i的注入电流相量的实部a_i和虚部c_i，然后转步骤F8；

F5、判断是否满足节点i是PV节点的条件，如果不满足转步骤F9；

F6、令节点i的注入电流相量的实部a_i＝0和虚部c_i＝0，转步骤F8；

F7、按式(5)计算节点i的注入电流相量的实部a_i和虚部c_i；

F8、按式(14)-(19)计算i＝j时的雅可比矩阵元素；

F9、令i＝i+1；

F10、判断i是否大于节点数n，如果i不大于n转步骤F3；否则转步骤G；

G、解修正方程及修正电压实部e、虚部f；

修正方程为：

式中，ΔP为有功功率偏差列向量；ΔQ为无功功率偏差列向量；ΔV²为电压偏差列向量；Δe为电压相量实部修正量列向量；Δf为电压相量虚部修正量列向量；J为雅可比矩阵；

电压修正公式为：

式中，上标(t)表示第t次迭代；

H、令t＝t+1，返回步骤D进行下一次迭代；

I、输出节点及支路数据。