[发明专利]基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法

说明书

一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法，应用于分布式电源接入后的配电系统，其包含配电网、分布式电源、负荷，已知配电网的结构、参数和接入外部电网的源节点的电压幅值和相角、分布式电源的输出、负荷的有功功率和无功功率，求解配电系统中配电网的各节点电压和线路功率、非PQ型节点所接入分布式电源的输出无功功率。本发明原理简单，但适用于各类配电系统：传统无源配电系统、含各类DG的有源配电系统。由于对PV型节点所接分布式电源的无功功率进行了合理初始化，因此算法的收敛速度大大提高，具有很好的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及含分布式电源的配电系统领域，具体涉及一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法。

背景技术

目前我国的配电网基本上都是辐射状网络，采用开式网络方式运行，即由一条电源线路向用户供电。DG并网运行后，低压配电网从单电源的网络转变成多电源的网络，配电网的潮流发生了很大的变化，甚至可能出现潮流的逆向流动。由于部分DG具有一定的电压/无功功率调节能力，因此其所接入的配电网节点也不再是PQ节点，因此配电网潮流计算的传统方法——前推-回代算法就不再适用了。那么直接采用输电网的潮流计算方法，例如：牛顿拉夫逊法、高斯塞德尔法和快速解耦法，是否可行呢？撇去算法的复杂性不论，配电网电力系统与输电网相比较，存在两个特征严重妨碍了输电网潮流计算方法的适用性。其一，配电线路R/X较大，因此无法进行PQ解耦，因此快速解耦法是不适用的。其二，配电线路较短，阻抗很小，而且由于电气距离短，相间的耦合严重，因此应用诸如牛顿拉夫逊法时就会出现很多问题。

目前也有不少学者尝试对传统的前推-回代算法进行改进，以适应DG接入后的配电系统的潮流计算。例如：西南交通大学的王斌等提出利用戴维南等值电路求PV节点的网络等值电抗矩阵，并借助矩阵求PV节点的无功修正量；西安石油大学的董张卓等提出了一种在回代过程中，对PV节点仅用支路上游节点信息，直接计算PV节点电压相角和无功功率的新前推回代潮流计算方法；昆明理工大学的陈高等提出可根据PV节点电抗矩阵和电压不匹配量来修正无功功率注入，弥补了前推回代法对于PV节点处理性能不足的弱点。

采用节点电抗矩阵的算法比较复杂，同样存在线路较短引起的数值奇异问题。此外，现有的改进算法都未充分重视PV节点无功功率初始值的合理设置，很多都是直接置零处理，因此导致后续算法的收敛性较差。

发明内容

为了克服已有技术的不足，本发明提供一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法。考虑到PV型节点的电压幅值是已知确定的，因此可以借此来指导接于PV型节点DG无功功率的初始化，获取比较准确的数值，为迭代算法的快速收敛奠定基础。在此基础上，结合传统配电网前推-回代算法与PV节点所接线路的特殊计算处理技术，提出了针对含各类DG的配电系统潮流计算方法。本方法适用性广、算法简单、收敛速度快，具有很好的工程应用价值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法，包括以下步骤：

步骤S1，设定潮流计算收敛条件A和B、迭代次数M和N，要求B≤A、M≥1、N≥0，根据分布式电源已知的输出物理量，区分配电网中各分布式电源接入点的类型，包括：Vθ型、PQ型、PV型、PI型和PQ(V)型，设定各节点电压幅值初始值；

步骤S2，若配电网中含有PI型或PQ(V)型节点，则进入步骤S3，否则跳至步骤S4；

步骤S3，计算PI型或PQ(V)型节点所接分布式电源的输出无功功率；

步骤S4，根据配电网Vθ型节点和/或PV型节点的电压幅值，计算更新配电网其它节点的电压幅值和PV型节点所接分布式电源的无功功率；

步骤S5，若配电网中含有PV型节点，则进入步骤S6，否则跳至步骤S7；