[發明專利]配電網潮流的簡化分析方法

有效

• 申請號: 201110387917.8
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102655325A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 劉健;張志華;張小慶;趙樹仁;劉彬;鎖軍;彭書濤;章海靜;李曉騰;周倩
• 申請（專利權）人: 陜西電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

技術領域

本發明涉及配電自動化領域，具體來說是一種配電網潮流的簡化分析方法。

背景技術

潮流計算是電力系統中的一項基本計算，該計算是在給定一組發電和負荷條件的情況下，求解各節點的穩態電壓。輸電網的潮流分析已有近40年的歷史，而且牛頓法和由它派生的快速分解法已成為標準算法。

配電網絡具有許多不同于高壓輸電網的特征，例如：環網結構，開環運行，正常運行時是輻射型樹狀；支路參數r/x的比值較大；三相支路參數不對稱和三相負荷不平衡問題比較突出等。一些因素對傳統的潮流算法來說，實際上屬于病態條件，因而也就對配電網的潮流計算方法提出了特殊的要求。首先，收斂性問題在配電網潮流算法中倍受重視，例如由于配電網支路參數r/x比值較大，使原來在高壓輸電網中行之有效的算法，如快速解耦法等，在配電網中不再有效。其次，由于配電網中不對稱元件，如未換位的輸電線路、三相三鐵心柱變壓器、電力機車負荷及其它三相不對稱負荷的存在，使配電網的三相電壓電流不再對稱，因而不能像對稱系統那樣，只計算1相的情況，而必須進行三相潮流計算。

針對配電網的結構特點，人們提出了很多算法，對這些算法的分類沒有統一的標準，如有人根據配電網潮流計算所采用的狀態量分為母線功率型、母線電流型、支路功率型和支路電流型；而有人從處理三相的方式上可分為相分量法、序分量法(又稱對稱分量法)和結合這二者的混合法。

上述研究為配電網潮流計算提供了豐富的思路，并且在實際的配電自動化系統中也得到了不同程度的應用。但是歸結起來仍存在以下幾個方面的問題：

(1)給配電網供電的變電站母線一般同時帶多條饋線，已有的配電網潮流計算一般只針對某條饋線，而假設母線電壓恒定，這種近似處理在一定程度上會降低計算的精度。

(2)配電網的負荷節點和分布式電源節點眾多、分支線多，若采用傳統的方法針對母線及其所帶的多條饋線同時進行計算，則會導致計算量比較大、收斂速度慢，在需要快速潮流計算的場合，難以滿足實時性的要求。

本發明即針對配電網潮流計算存在的上述問題，提出一種配電網潮流的簡化分析方法，以變電站母線及其所帶的所有饋線作為計算對象，建立母線簡化分析模型和饋線的簡化潮流計算模型，通過饋線潮流簡化計算和母線電壓簡化計算的反復迭代得到配電網的簡化潮流，待迭代收斂以后再將簡化潮流細化分解得到詳細潮流，可以實現配電網潮流的快速、準確計算。

發明內容

本發明的目的在于對現有的配電網潮流計算方法存在的問題加以解決，提出一種配電網潮流的簡化分析方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

(1)將變電站母線的系統側用等值機和阻抗的串聯形式替代，等值機的電壓幅值和相角以及串聯阻抗的值設定為已知，并將母線所帶饋線上的所有負荷和分布式電源等效為一個集中的負荷節點，建立變電站母線的簡化分析模型。

(2)將饋線上由分段開關圍成的中間不包含分段開關的饋線段內的多個負荷或分布式電源等效為集中的負荷節點和電源節點，建立饋線的簡化潮流計算模型。

(3)賦變電站母線的初始電壓值(也即各條饋線的首節點電壓)，分別計算各條饋線的簡化潮流。

(4)根據第3步的計算結果，計算變電站母線所帶集中負荷的有功和無功值，該集中負荷的有功和無功值等于母線所帶所有饋線首端供出的有功潮流和無功潮流的和。

(5)根據第1步所建立的母線簡化分析模型和第4步的計算結果，進行母線電壓的修正計算。

(6)將母線電壓的修正值與初始值進行對比，若偏差不滿足計算精度要求，則用新的母線電壓值代替之前的母線初始電壓值，轉第3步；若偏差滿足計算精度要求，則轉第7步。

(7)將饋線潮流的簡化計算結果細化分解到饋線段內的各個負荷和分布式電源節點上，得到各個負荷和分布式電源節點的潮流的細節并退出。

與已有技術相比，本發明的優點是：(1)加入母線電壓的迭代過程，相比于假定母線電壓恒定的方式，提高了計算的精度。(2)通過對各個環節的等效處理，減小了分析規模和計算量；(3)分層遞推的計算流程，降低了各個部分之間的耦合度，簡化了計算過程。

附圖說明

圖1為本發明所提出的配電網潮流簡化分析方法的流程圖。

圖2為應用本發明所提出配電網潮流簡化分析方法的一個例子。

圖2(a)一個典型的配電網的模型。

圖2(b)母線的簡化分析模型。

圖2(c)饋線3的簡化潮流計算模型。