[發(fā)明專利]一種基于發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)類型的潮流計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310308604.8
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN103401234A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 穆鋼;王明星;馬新;安軍;劉伯林;邵廣惠;徐興偉;侯凱元;吳遠(yuǎn)志;夏德明;劉永奇;王鋼;賈偉;李澤宇;張弘鵬;岳涵;王克非;周瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué);東北電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F19/00
• 代理公司: 吉林市達(dá)利專利事務(wù)所 22102
• 代理人: 陳傳林

1.一種基于發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)類型的潮流計(jì)算方法，其特征是，它包含以下內(nèi)容：

1）．Pβ節(jié)點(diǎn)的定義

發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)為i，V_i為節(jié)點(diǎn)i的運(yùn)行電壓，P_i?Q_i為節(jié)點(diǎn)i的有功功率和無功功率,

則發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)i的調(diào)差系數(shù)為：

βi=-Viref-ViQiref-Qi=βi(Vi,Qi)---(1)]]>

式（1）中，V_iref、Q_iref分別為節(jié)點(diǎn)i的參考電壓和無功功率，V_i、Q_i分別為節(jié)點(diǎn)i的運(yùn)行電壓和無功功率，所謂的Pβ節(jié)點(diǎn)就是已知節(jié)點(diǎn)i的注入有功功率P和發(fā)電機(jī)調(diào)差系數(shù)β的節(jié)點(diǎn)；

根據(jù)發(fā)電機(jī)在系統(tǒng)中所處的不同位置，對于給定的發(fā)電機(jī)無功功率上下限，能夠通過調(diào)節(jié)β來實(shí)現(xiàn)不同的調(diào)壓要求,正確地選擇β，能夠使發(fā)電機(jī)的無功調(diào)節(jié)能力得到充分利用，并避免無功超限而使發(fā)電機(jī)失去調(diào)節(jié)能力而變?yōu)镻Q節(jié)點(diǎn)，能夠反映發(fā)電機(jī)在電壓調(diào)節(jié)過程中真實(shí)的電壓無功關(guān)系，作為兩個(gè)極端情況,

當(dāng)β→0時(shí)，Pβ節(jié)點(diǎn)變成PV節(jié)點(diǎn)；

當(dāng)β→∞時(shí)，Pβ節(jié)點(diǎn)變成PQ節(jié)點(diǎn)，通常是當(dāng)Q_i=Q_imin或Q_i=Q_imax時(shí)；

于是,Pβ節(jié)點(diǎn)全面反映了發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的各種運(yùn)行狀況；

2）．含Pβ節(jié)點(diǎn)的潮流計(jì)算模型

設(shè)系統(tǒng)中有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中有m個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，其余為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)或聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，在發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)中取一個(gè)參考節(jié)點(diǎn)，即：Vθ節(jié)點(diǎn)，其余m-1個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)為Pβ節(jié)點(diǎn)，當(dāng)Q和V均不越限時(shí)，為了敘述方便，將m個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)排在后面，其中Vθ節(jié)點(diǎn)為第n節(jié)點(diǎn)，極坐標(biāo)形式，令Y_ij=G_ij+jB_ij（i,j=1,2,…,n）,V_i、θ_i為節(jié)點(diǎn)電壓向量的幅值和角度，G、B為電導(dǎo)和導(dǎo)納，給定各PQ和Pβ節(jié)點(diǎn)的有功功率為各PQ節(jié)點(diǎn)的無功功率為各Pβ節(jié)點(diǎn)的調(diào)差系數(shù)為則計(jì)算潮流所涉及的有功功率平衡方程有n-1個(gè)，如下：

P1sp=V1Σj∈1Vj(G1jcosθ1j+B1jsinθ1j)P2sp=V2Σj∈2Vj(G2jcosθ2j+B2jsinθ2j)···Pn-1sp=Vn-1Σj∈(n-1)Vj(Gn-1,jcosθn-1,j+Bn-1,jsinθn-1,j)---(2)]]>

及計(jì)算所涉及的無功功率平衡方程有n-m個(gè)，如下：

Q1sp=V1Σj∈1Vj(G1jsinθ1j-B1jcosθ1j)Q2sp=V2Σj∈2Vj(G2jsinθ2j-B2jcosθ2j)···Qn-msp=V(n-m)Σj∈(n-m)Vj(Gn-m,jsinθn-m,j-Bn-m,jcosθn-m,j)---(3)]]>

及計(jì)算所涉及的調(diào)差系數(shù)平衡方程有m-1個(gè)，如下：

βn-m+1sp=βn-m+1(Vn-m+1,Qn-m+1)βn-m+2sp=βn-m+2(Vn-m+2,Qn-m+2)···βn-1sp=βn-1(Vn-1,Qn-1)---(4)]]>

式（2）、（3）、（4）方程的待求量為各節(jié)點(diǎn)的角度θ及電壓幅值V，其中θ共有n-1個(gè)，V共有n-1個(gè)，這樣未知量共有2n-2個(gè)，恰好可以由以上2n-2個(gè)方程式求出；

3）不等式約束方程

節(jié)點(diǎn)電壓約束為：V_min≤V≤V_max

式中V為節(jié)點(diǎn)電壓大小，V_min、V_max為節(jié)點(diǎn)電壓下限和上限；

發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)無功功率約束為：Q_Gmin≤Q_G≤Q_Gmax

式中Q_G為發(fā)電機(jī)的無功出力；Q_Gmin和Q_Gmax分別為發(fā)電機(jī)無功出力下限和上限；

4）修正方程式

采用牛頓-拉夫遜法，極坐標(biāo)形式的潮流的修正方程式為如下形式：

ΔPΔQΔβ=KΔθΔV/V=HNJLRSΔθΔV/V---(5)]]>

式（5）中的K為雅克比矩陣；H、N、J、L里的元素與常規(guī)潮流計(jì)算采用牛頓-拉夫遜法，極坐標(biāo)形式的潮流修正方程式中的元素一樣，在這里就不再重復(fù)敘述，其中ΔP、ΔQ、Δβ為有功功率平衡方程，無功功率平衡方程，調(diào)差系數(shù)平衡方程，式（5）中的R、S元素表達(dá)式如下：

其中矩陣R為：

Rij=-(Viref-Vi)(Qiref-ViΣj∈1Vj(Gijsinθij-Bijcosθij))2ViVj(Gijcosθij+Bijsinθij)(j≠i)]]>????（6）

Rii=-(Viref-Vi)(Qiref-ViΣj∈1Vj(Gijsinθij-Bijcosθij))2(Vi2Gii-ViΣj∈iVj(Gijcosθij+Bijsinθij))(j=i)]]>

其中矩陣S為：

Sij=(Viref-Vi)*(ViVj(Gijsinθij-Bijcosθij))(Qiref-ViΣj∈iVj(Gijsinθij-Bijcosθij))2(i≠j)]]>

Sii=-Vi*(Qiref-ViΣj∈iVj(Gijsinθij-Bijcosθij))-(Viref-Vi)*(Vi2Bii-ViΣj∈iVj(Gijsinθij-Bijcosθij))(Qiref-ViΣj∈iVj(Gijsinθij-Bijcosθij))2(j=i)---(7).]]>