[發明專利]小阻抗支路PQ端點變雅可比矩陣的牛頓法潮流計算方法

有效

• 申請號: 201611130428.3
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106712029B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 姚玉斌;陽義青
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

本發明公開了一種小阻抗支路PQ端點變雅可比矩陣的牛頓法潮流計算方法，包括以下步驟：根據支路電阻和電抗的大小確定兩端節點所連支路類型T；小阻抗支路的PQ端點與其他節點采用不同的方法計算雅可比矩陣；解修正方程。本發明通過在迭代過程中小阻抗支路的PQ端點采用與其他節點不同的雅可比矩陣計算方法，解決了直角坐標牛頓法潮流計算在分析含有小阻抗支路電力系統時的收斂性問題。采用常規直角坐標牛頓法潮流計算不收斂時，本發明能夠可靠收斂，且比現有專利技術迭代次數少。由于本發明不僅能有效解決常規直角坐標牛頓法潮流計算分析含有小阻抗支路電力系統的收斂性問題，同時也能對正常電力系統進行潮流計算，沒有不良影響。

技術領域

本發明涉及含小阻抗支路電力系統的潮流計算方法，特別是一種電力系統的直角坐標牛頓法潮流計算方法。

背景技術

電力系統潮流計算是研究電力系統穩態運行的一項基本計算，它根據電力系統給定的運行條件和網絡結構確定整個電力系統的運行狀態。潮流計算也是電力系統其他分析的基礎，如安全分析、暫態穩定分析等都要用到潮流計算。由于具有收斂可靠、計算速度較快及內存需求適中的優點，牛頓法成為當前潮流計算的主流方法。牛頓法分為極坐標和直角坐標兩種形式，兩種形式的牛頓法潮流計算都在電力系統中得到了廣泛的應用。

在直角坐標牛頓法潮流計算中，節點i的電壓采用直角坐標表示為：

對正常電力網絡，直角坐標牛頓法潮流計算具有良好的收斂性，但遇到含有小阻抗支路的病態網絡時，直角坐標牛頓法潮流計算就可能發散。電力系統小阻抗支路可分為小阻抗線路和小阻抗變壓器支路，在數學模型上線路可以看作變比為1:1的變壓器，因此下面分析時僅以小阻抗變壓器支路為例分析。小阻抗變壓器模型見圖1，變壓器的非標準變比k位于節點i側，阻抗位于標準變比側。變壓器阻抗z_ij＝r_ij+jx_ij很小，導納為

式中，y_ij、g_ij、b_ij分別為節點i和節點j之間小阻抗支路的導納、電導和電納；r_ij、x_ij分別為節點i和節點j之間小阻抗支路的電阻和電抗。

由于小阻抗支路l_i-j的阻抗很小，支路的電壓降也很小，因此變壓器兩端節點的電壓應滿足：

如圖2所示，現有直角坐標牛頓法潮流計算方法，主要包括以下步驟：

A、輸入原始數據和初始化電壓

根據電力系統節點的特點，潮流計算把電力系統節點分成3類：節點有功功率和無功功率已知、節點電壓幅值和電壓相角未知的節點稱為PQ節點；節點有功功率和電壓幅值已知、節點無功功率和電壓相角未知的節點稱為PV節點；節點電壓幅值和電壓相角已知，節點有功功率和無功功率未知的節點稱為平衡節點。

電壓初始化采用平啟動，即PV節點和平衡節點的電壓實部取給定值，PQ節點的電壓實部取1.0；所有電壓的虛部都取0.0。這里單位采用標幺值。

B、形成節點導納矩陣

設節點i和節點j原來的自電導與自電納分別為G_i0、B_i0、G_j0、B_j0，在它們之間增加一條小阻抗支路后的自導納和互導納分別為：