[發明專利]一種配電網三相牛頓拉夫遜法潮流計算初值選取方法

有效

• 申請號: 201310146600.4
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103353918A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 許曉慧;徐青山;陳麗娟;劉中澤;蘇義榮;張曉燕;陳棟磊;朱紅;嵇文路;郭晏;王丙文;蔡月明;王雙虎;吳永軼;楊宇峰;吳俊興;席旸旸;謝琳;季遠;劉澄
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;東南大學;江蘇省電力公司南京供電公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及電力系統配電網潮流計算領域，具體涉及一種配電網三相牛頓拉夫遜法潮流計算初值選取方法。

背景技術

隨著用戶對供電可靠性及電能質量要求的提高，作為電力系統相對薄弱的配電網日益得到重視，配網環網結構、輻射狀運行，聯絡開關經常切換，運行方式多變，潮流計算作為電力系統分析最基本的計算，不僅可以計算網損、校驗各種運行方式的合理性等，也可以為暫態計算提供初值，配電網基本潮流計算重要性不言而喻。

從處理三相的方式上來看，電力系統潮流計算可分為相分量法、序分量法，但與輸電網不同的是配電網的運行和網絡參數不對稱，其中網絡參數的不對稱使得序分量法解耦失效，配電網潮流計算必須基于相分量法，也即考慮全耦合的abc模型。

從傳統潮流算法上來看，配電網潮流計算應用最多的是前推回代法和牛頓拉夫遜法:前推回代法充分利用了配電網輻射狀的特點，具有收斂性好、占用內存少、計算速度快，是公認的高效率算法，但前推回代對于配網中存在的弱環處理能力弱，需要對配網各節點及支路合理編號，此外隨著配網中分布式電源的接入，前推回代對分布式電源點的處理也十分不便；牛頓拉夫遜法理論上適合一切非線性方程組的求解、不受環網影響、分布式電源節點處理方便，是公認的通用算法，但存在對初值敏感、收斂性差、數據存儲量大、計算速度慢的缺點，而配電網多節點、長輻射狀，末支路節點電壓降落大，傳統的牛頓法潮流計算初值平直啟動（V_i=1.0pu，θ_i=0）極易產生初值選取不合理，導致牛頓法迭代不收斂，為此配網采用牛頓法潮流計算時需要解決初值選取問題。

發明內容

本發明涉及一種配電網三相牛頓拉夫遜法潮流計算初值選取方法，包括：

步驟S1，建立配電網三相系統模型；

步驟S2，忽略所述配電網三相系統模型中的合環支路，構成配電網三相簡化系統，對所述配電網三相簡化系統模型中的節點和支路進行編號；

步驟S3，按所述節點的編號順序存儲各個節點的三相負荷參數，按所述支路的編號順序存儲各個支路的三相阻抗參數；

步驟S4，對所述各個節點的三相負荷參數和所述各個支路的三相阻抗參數進行標幺化；

步驟S5，構建配電網單相簡化系統：將所述配電網三相簡化系統中各個支路已經標幺化的三相阻抗參數的平均值作為所述配電網單相簡化系統中對應支路阻抗；將所述配電網三相簡化系統中各個節點已經標幺化的三相負荷參數的平均值作為所述配電網單相簡化系統中對應節點的負荷；按實際情況設置源節點的電壓幅值和相角的初值；選取除源節點之外的所有節點的初值為電壓幅值為1pu，相角為0；

步驟S6，選擇收斂精度，對所述配電網單相簡化系統采用前推回代法進行潮流計算，得到所述配電網單相簡化系統各節點電壓幅值和相角；

步驟S7，選取所述配電網三相系統的三相牛頓拉夫遜法潮流計算初值：將所述步驟S6中計算得到的各節點電壓幅值和相角作為所述配電網三相系統對應的節點的a相電壓幅值和相角初值；選取所述配電網三相系統的各個節點的b和c相電壓幅值初值與所述a相電壓幅值相同；選取所述配電網三相系統的各個節點的b相電壓相角為所述a相電壓相角減去120°；選取所述配電網三相系統的各個節點的c相電壓相角為所述a相電壓相角加上120°。

本發明提供的第一優選實施例中：所述步驟S1中建立配電網三相系統模型包括：

將所述配電網的上級變電站出口母線視為無窮大電源，作為所述潮流計算中作為平衡節點，等值為電壓幅值和相角為恒定已知量并假定三相電壓對稱；將所述支路上所有負荷等效為支路末節點集中負荷，模型為可考慮不對稱的恒功率PQ負荷；所述支路采用集中參數模型，考慮三相之間的耦合電抗。

本發明提供的第二優選實施例中：所述步驟S2中對所述配電網三相簡化系統模型中的節點和支路進行編號的方法包括：

對所述的配電網三相簡化系統，將所述平衡節點的編號設為0，按照深度優先或者廣度優先對其他節點進行編號；

對所述的配電網三相簡化系統，按照各支路末端節點編號對各支路進行編號，進行三相牛頓拉夫遜潮流計算時再對所述配電網三相系統合環支路進行編號。

本發明提供的第三優選實施例中：所述步驟S3中存儲節點i的三相負荷參數包括a、b和c三相的有功功率P_ia、P_ib、P_ic和無功功率Q_ia、Q_ib、Q_ic；