[发明专利]一种环网型配电系统潮流计算方法

说明书

本发明公开了一种环网型配电系统的潮流计算方法，根据环网型配电系统的特点建立电路模型，对电路模型中的节点和支路进行编号，并利用矩阵形式来表示电路的初始数据，尤其是电路拓扑结构的数据化描述，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；计算过程中利用图论的知识，对环网型配电系统回路进行合理展开，等效为辐射型配电系统进行计算，大大简化了计算过程，并且计算过程中主要利用矩阵元素的代数运算求解配电网的各支路潮流和各负荷节点电压，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，尤其涉及一种环网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、多分支的辐射状结构，而在负荷转移或故障发生时会出现弱环网运行状态。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。

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，且只适用于网络呈辐射状的结构的配电网络。

发明内容

本发明的目的是提供一种环网型配电系统潮流计算方法，能够快速、准确的进行潮流计算，且计算的工作量大大降低，收敛可靠，耗时少。

本发明采用的技术方案为：

一种环网型配电系统潮流计算方法,具体包括以下几个步骤：

步骤一，根据环网型配电系统的特点，建立环网型配电系统电路模型，将配电变压器低压侧作为电势节点，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末端集中的节点负荷，且为恒功率即PQ负荷，馈线支路采用集中参数模型，故环网型配电系统中只有一个电势节点，其余节点都是负荷节点；环网型配电系统中部分支路连接形成回路，根据图论知识，确定环网型配电系统中回路的连支，并定义为环网状支路，环网状配电系统中除环网支路外的其他支路定义为辐射状支路；按潮流流动的方向，设定各回路电流的绕行方向，环网状支路电流的参考方向取回路电流的绕行方向；环网型配电系统中每一条支路与系统中的两个节点相连，辐射状支路潮流从电势节点出发流向负荷节点，将辐射状支路潮流流出节点定义为始端节点，另一端的节点定义为末端节点，将环网状支路的参考电流流出节点定义为始端节点，另一端的节点定义为末端节点；

步骤二，对环网型配电系统的电路模型中拓扑结构的支路和节点进行编号，电势节点编号为0，负荷节点依次编号为1,3,4……n-1，n为环网型配电系统的节点数，包括一个电势节点，n-1个负荷节点；支路从与电势节点相连支路出发，先对辐射状支路进行编号，使辐射状支路编号和与其相连的末端节点编号相同，依次编号为1,2,3……,b，b为环网型配电系统中辐射状支路的支路数；再对环网状支路进行编号，依次继续编号为b+1,b+2,……,b+m，m为环网型配电系统中环网状支路的支路数；则环网型配电系统的支路数为(b+m)，包括b条辐射状支路，m条环网状支路；