[发明专利]一种三相不平衡低压配电系统潮流计算方法

说明书

本发明公开了一种三相不平衡低压配电系统的潮流计算方法，首先等效为在各种接线情况下均三相结构对称的配电系统，建立其简化的电路模型和确定节点负荷接入方案的二进制编码的相序配置策略，然后对其拓扑结构进行合理的编号，并利用矩阵形式存储原始数据，最后直接利用矩阵元素的代数运算求解配电系统的各支路潮流和各负荷节点电压；由于引入0‑1逻辑变量表述三相负荷接入方案和利用矩阵形式来表示电路的拓扑结构，使电路模型中结构连接的逻辑关系清晰明确，易于计算过程的程序化实现，矩阵形式的原始数据作为唯一数据输入，计算过程中直接利用矩阵元素的代数运算求解，使程序计算用时较少，收敛速度较快。

技术领域

本发明涉及低压配电技术领域，尤其涉及一种三相不平衡低压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。由于低压配电网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变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。另外，在三相四线制的低压配电网中，三相负荷、单相负荷均可方便的接入，这是380V/220V系统的优点之一。但是，其接线方式有三相四线、单相两线、两相三线等多种形式，使三相电网结构在负荷接入处难以始终保持三相对称，给计算程序的实现带来一定的困难。

国内外学者根据低压配电网的特点提出了各种低压配电网潮流算法，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，这种算法复杂化，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，但由于配电网络结构庞大，分支较多，计算过程中对网络结构数据的搜索，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三相不平衡低压配电系统潮流计算方法，能够使计算过程易于程序化实现，且整体程序简单，用时较少，收敛速度较快。

本发明采用的技术方案为：

一种三相不平衡低压配电系统潮流计算方法,具体包括以下几个步骤：

步骤一，将三相不平衡低压配电系统等效为各种接线情况下均三相结构对称的低压配电系统，并建立结构对称低压配电系统简化的电路模型和确定三相不平衡低压配电系统中三相负荷接入相序的二进制编码的相序配置策略；

(1)根据三相不平衡低压配电系统负荷接入情况，将其等效为各种接线情况下均三相结构对称的低压配电系统；

三相不平衡低压配电系统的单相负荷以单相两线接线方式接入，当单相负荷接入其中一相时，在接入负荷处低压配电系统结构就不再三相对称，这里对单相负荷作电路等效处理，以接入A相为例，A相接入负荷S_A保持不变，B、C两相接入负荷为零，即令S_B＝S_C＝0，将单相两线接线形式等效为三相四线接线形式，则负荷节点接入低压配电系统的结构变为三相对称结构的三相四线制，故低压配电系统负荷是单相负荷用户时，需要确定单相负荷接入相序；