[發(fā)明專利]一種基于變量代換的輻射型配電網(wǎng)潮流計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310034211.2
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103065059A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設計）人: 衛(wèi)志農;楊雄;孫國強;孫永輝;袁陽;陸子剛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 夏雪

1.一種基于變量代換的輻射型配電網(wǎng)潮流計算方法，其特征是該方法包括以下步驟：

1)獲取網(wǎng)絡參數(shù)；包括節(jié)點數(shù)，獨立節(jié)點數(shù)，獨立支路數(shù)，參考節(jié)點，支路阻抗，節(jié)點負荷功率，網(wǎng)絡拓撲結構；針對具有N個節(jié)點的輻射型配電網(wǎng)，假設首節(jié)點是電源且作為參考節(jié)點，則獨立節(jié)點個數(shù)為n＝N-1，獨立支路條數(shù)b＝n；

2)計算輻射型配電網(wǎng)的節(jié)點導納矩陣Y；其中，節(jié)點導納矩陣元素可表示為Y_ij＝G_ij+jB_ij，G_ij為電導，B_ij為電納，下標i和j分別為支路的首末節(jié)點編號，式中的j為虛數(shù)單位；

3)設變量代換前潮流方程變量為節(jié)點電壓，并列寫出節(jié)點i的注入功率方程為Pi=eiΣj=1N(Gijej-Bijfj)+fiΣj=1N(Gijfj+Bijej)]]>和Qi=fiΣj=1N(Gijej-Bijfj)-eiΣj=1N(Gijfj+Bijej);]]>在直角坐標系中，設節(jié)點i的電壓為節(jié)點j的電壓為其中，e_i和e_j分別為節(jié)點i和j的節(jié)點電壓實部，f_i和f_j分別為節(jié)點i和j的節(jié)點電壓虛部，P_i和Q_i分別為節(jié)點i的注入有功功率和無功功率；

4)設中間變量為U_i、U_j、L_ij和K_ij，且L_ij＝e_ie_j+f_if_j和K_ij＝e_if_j-e_jf_i，式中，V_i為節(jié)點i的電壓幅值，于是，經(jīng)過變量代換后節(jié)點i的注入功率方程為和并且存在等式U_iU_j-L_ij-K_ij＝0成立；

5)根據(jù)新變量U_i、U_j、L_ij和K_ij，列寫出潮流計算的不平衡量方程；

A.對于系統(tǒng)中的PQ節(jié)點，若令第i個節(jié)點給定的節(jié)點注入有功功率和無功功率分別為P_is和Q_is，對該節(jié)點列寫節(jié)點功率不平衡量方程為

ΔPi=Pis-Pi=Pis-GiiUi-Σj=1Nj≠i(GijLij-BijKij)=0]]>

ΔQi=Qis-Qi=Qis+BiiUi+Σj=1Nj≠i(BijLij+GijKij)=0]]>

B.對于系統(tǒng)中的PV節(jié)點，若令第i個節(jié)點給定的節(jié)點注入有功功率和節(jié)點電壓幅值分別為P_is和V_is，對該節(jié)點列寫不平衡量方程為

ΔPi=Pis-Pi=Pis-GiiUi-Σj=1Nj≠i(GijLij-BijKij)=0]]>

ΔVi2=Vis2-Vi2=Vis2-Ui=0]]>

C.輻射型配電系統(tǒng)中支路必須滿足的條件恒等式方程為

U_iU_j-L_ij-K_ij＝0

6)根據(jù)步驟5)中的A、B和C潮流方程和新變量U_i、U_j、L_ij和K_ij，運用稀疏技術計算出其形成的雅克比矩陣J中的不變元素；

7)初始化變量；令k＝0，和其中：上標(0)表示第0次迭代，k為迭代次數(shù)變量；

8)根據(jù)步驟5)中的A、B和C潮流方程和新變量U_i、U_j、L_ij和K_ij，運用稀疏技術計算出k次迭代時其形成的雅克比矩陣J中的可變元素；

9)計算出k次迭代時G(X^(k))；其中：G(X)代表步驟5)中的A、B和C潮流方程組成的方程組，X代表變量U_i、U_j、L_ij和K_ij，上標(k)為迭代次數(shù)；

10)由式G(X^(k))＝-J^(k)ΔX^(k)，計算出ΔX^(k)；其中：ΔX為變量的修正量，雅克比矩陣J=∂G(X)∂X;]]>

11)計算出X^(k+1)＝X^(k)+ΔX^(k)；

12)計算出|G(X^(k+1))|并判斷max{|G(X^(k+1))|}是否滿足收斂標準，若滿足，則轉步驟13)，否則轉步驟8)；

13)根據(jù)求出的中間變量U_i、U_j、L_ij和K_ij，假設首節(jié)點為平衡節(jié)點，且節(jié)點序號為“0”，則有V₀＝1，θ₀＝0，然后，由式和θ_j＝θ_i+arctan(K_ij/L_ij)依次分別計算出輻射型配電系統(tǒng)中其它各節(jié)點的電壓幅值和相角，并輸出潮流結果；其中，V₀和θ₀分別為首節(jié)點的電壓幅值和相角，V_i和θ_i分別為節(jié)點i的電壓幅值和相角，V_j和θ_j分別為節(jié)點j的電壓幅值和相角。