[发明专利]一种辐射型配电系统潮流计算方法

说明书

本发明公开了一种辐射型配电系统的潮流计算方法，针对配电网台区一个方向的配电系统进行潮流计算，首先根据辐射型配电系统的特点，建立辐射型配电系统的电路模型，对其拓扑结构进行合理的编号，并利用矩阵形式来表示电路的初始数据，尤其是电路拓扑关系的数据化描述，使电路模型中图形连接的逻辑关系清晰明确，关联矩阵的引入实现了对路径搜索过程的程序化设计，并用初始数据矩阵作为唯一数据输入，使整个程序设计直接简单；计算过程中利用矩阵元素的代数运算求解配电网的各负荷节点电压和各支路潮流，因而程序计算用时较少，收敛速度较快。

技术领域

本发明涉及低压配电技术领域，尤其涉及一种辐射型配电系统潮流计算方法。

背景技术

目前，配电网潮流计算是配电网系统分析、经济运行的重要基础。配电网的网络重构、故障处理、无功优化和状态估计、线损分析等都需要用到配电网潮流计算的结果。一种性能优良的潮流计算方法是配电系统管理的关键。随着电力部门对配电网管理的重视程度不断加深，专门针对配电网的潮流计算研究广泛开展起来。由于配电网是输电网和电能用户的中间环节，电压等级较输电网低，稳态运行时网络结构呈树形、多分支的单向辐射状结构，线路R/X值较高，多数情况大于1；低压配电变压器多位于负荷中心，自配电变压器低压侧向多个方向供电，可将配电系统上级变电站出口母线视为无穷大电源，多个方向的供电可分开进行计算，低压配电网的潮流从配电变压器低压侧流向负荷，线路上的潮流流动具有单向性。

国内外学者根据配电网的特点提出了各种配电网潮流算法，如牛顿法、改进PQ解耦法、回路阻抗法和前推回代法等。但牛顿法需要形成导纳矩阵，并且雅可比矩阵的对角优势不复存在，很难收敛；改进PQ解耦法对R/X值较大的线路引入补偿技术，这种算法复杂，丧失了快速解耦原有计算量小、收敛可靠的优点；回路阻抗法需要复杂的节点和支路编号，比较耗时。比较而言，前推回代潮流算法充分利用了网络呈辐射状的结构特点，该方法物理概念明晰，但由于配电系统结构庞大，分支较多，计算过程中对系统结构数据的搜索，影响了潮流的计算速度，数据每次前推时都计算支路的功率损耗，涉及直接对数据矩阵的计算，占用空间比较大又比较费时。

发明内容

本发明的目的是提供一种辐射型配电系统潮流计算方法，能够快速、高效的对配电网进行潮流计算，收敛速度快，用时少。

本发明采用的技术方案为：

一种辐射型配电系统潮流计算方法,具体包括以下几个步骤：

步骤一，根据辐射型配电系统的特点，建立配电系统的电路模型，将配电变压器低压侧作为电势节点，并在潮流计算中作为平衡节点，等值为电压幅值和相角为恒定已知量并假定三相电压对称；馈线上所有负荷等效为支路末端节点集中负荷，且为恒功率即PQ负荷，简称为节点负荷；馈线支路采用集中参数模型，根据辐射型配电系统的特点，故配电系统中只有一个电势节点，是平衡节点，其余节点都是负荷节点，配电系统中的潮流均从电势节点出发流向负荷节点。配电系统中每一条支路与系统中的两个节点相连，潮流流出节点称为支路始端节点，潮流流入节点称为支路末端节点，每一个节点最多与两个支路相连。

步骤二，根据配电系统的电路模型，对电路模型拓扑结构中的支路和节点进行编号，其中，支路从与电势节点相连支路出发，依次编号为1,2，3,4……b，b为配电系统的支路数；电势节点编号为0，对应支路末端的负荷节点依次编号为1,2，3,4……n-1，n为配电系统的节点数；根据辐射型配电系统的特点则有b＝n-1，为了后续程序简便起见，编号时使支路编号与相连的末端节点编号相同；

并通过初始数据矩阵DS来表述电路模型的拓扑结构和具体参数，初始数据矩阵DS为b行，5列的矩阵，其中第i行为：DS(i,:)＝[x,NS(x),NR(x),Z(x),S(NR(x))]；i＝1,2,......,b；x为第i条支路编号，NS(x)为第i条支路始端节点的编号，NR(x)为第i条支路末端节点的编号，则NR(x)＝i；Z(x)为第i条支路阻抗，S(NR(x))为支路末端节点为NR(x)的节点负荷的复功率；