[發(fā)明專利]一種基于前推回代法的配電網(wǎng)潮流計(jì)算方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710081025.2
• 申請(qǐng)日: 2017-02-15
• 公開（公告）號(hào): CN107069739A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白王軍;胡林;費(fèi)永霞;陳志軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/06
• 分類號(hào): H02J3/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 連圍

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)分析、運(yùn)行與控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種配電網(wǎng)潮流計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

配電網(wǎng)潮流計(jì)算是電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、系統(tǒng)分析的重要基礎(chǔ)。配電網(wǎng)不僅呈輻射狀運(yùn)行結(jié)構(gòu),而且分支多，各饋線之間基本沒有聯(lián)系，與輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有明顯差異，正常運(yùn)行的配電網(wǎng)具有輻射狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷節(jié)點(diǎn)數(shù)量很多、線路R/X較大等特點(diǎn)，所以傳統(tǒng)的潮流計(jì)算方法如：牛頓法、PQ分解法等在配電網(wǎng)潮流計(jì)算中不再適用。配電網(wǎng)潮流計(jì)算問題在數(shù)學(xué)上是一組多元非線性方程式求解問題，其解法都離不開迭代。因此，對(duì)潮流計(jì)算方法，首先要求它能可靠地收斂，并給出正確答案。由于配電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)的一些特點(diǎn)，并且隨著配電網(wǎng)系統(tǒng)不斷擴(kuò)大，潮流計(jì)算的方程式階數(shù)也越來越高，對(duì)這樣的方程式并不是任何數(shù)學(xué)方法都能保證給出正確答案的。這種情況成為促使配電網(wǎng)系統(tǒng)計(jì)算人員不斷尋求新的更可靠方法的重要因素。

近年來，許多學(xué)者對(duì)配電網(wǎng)潮流計(jì)算展開大量的研究，并出現(xiàn)了許多計(jì)算配電網(wǎng)潮流的算法，主要有：回路阻抗法，改進(jìn)牛頓法，快速解耦法等。雖然有些學(xué)者為使快速解偶法能在配電網(wǎng)得以繼續(xù)應(yīng)用而做了一些有益的嘗試，如應(yīng)用補(bǔ)償技術(shù)處理R/X較大的線路，但這些方法都使算法復(fù)雜化，喪失了快速解偶算法原有的計(jì)算量小，收斂可靠的特點(diǎn)。目前還沒有一種很好的方法能夠滿足配電網(wǎng)潮流計(jì)算的各項(xiàng)要求，因此急需開發(fā)出一種適合配電網(wǎng)的潮流計(jì)算方法，因此，鑒于配電網(wǎng)潮流計(jì)算算法的現(xiàn)狀予以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，而提供一種基于前推回代法的配電網(wǎng)潮流計(jì)算方法，其具有編程簡單、計(jì)算速度快、收斂性好、數(shù)值穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，此計(jì)算方法是配電網(wǎng)潮流計(jì)算的有效算法，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

本發(fā)明的技術(shù)解決措施如下：

一種基于前推回代法的配電網(wǎng)潮流計(jì)算方法，包括以下步驟：

1)首先要搜索節(jié)點(diǎn)關(guān)系，確定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表；

2)給定配電饋線根節(jié)點(diǎn)電壓并為其它節(jié)點(diǎn)電壓賦初值k＝0；

3)考慮負(fù)荷電壓靜特性，計(jì)算負(fù)荷數(shù)據(jù)；

4)從各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)出發(fā)，先子節(jié)點(diǎn)后父節(jié)點(diǎn)，通過前推計(jì)算，由節(jié)點(diǎn)電壓分布求支路功率分布；

5)從節(jié)點(diǎn)出發(fā)，先父節(jié)點(diǎn)后子節(jié)點(diǎn),通過回推計(jì)算，由支路功率分布求節(jié)點(diǎn)電壓分布

6)判斷相鄰兩次迭代電壓差的模分量的最大值是否小于給定的收斂指標(biāo)ε，若是，則停止計(jì)算，否則，k＝k+1，轉(zhuǎn)步2)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的步驟a)中采用原始數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)，自動(dòng)搜索節(jié)點(diǎn)關(guān)系，確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具體步驟如下，

a)搜索末梢節(jié)點(diǎn)作為第一層節(jié)點(diǎn)；

b)搜索末梢節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)作為第二層節(jié)點(diǎn)；

c)繼續(xù)搜索第二層節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)作為第三層節(jié)點(diǎn)，這樣反的搜索下去，直到搜索到某層節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)全部是根節(jié)點(diǎn)時(shí)停止搜索；

d)刪除在后面層次中有重復(fù)的前面層次中的節(jié)點(diǎn)，形成真正的層次關(guān)系，確定潮流計(jì)算的節(jié)點(diǎn)順序。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的原始數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)為：

節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體：{節(jié)點(diǎn)號(hào) 節(jié)點(diǎn)有功 節(jié)點(diǎn)無功}

支路結(jié)構(gòu)體：{支路首端節(jié)點(diǎn)號(hào) 支路末端節(jié)點(diǎn)號(hào) 支路電阻 支路電抗}。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的前推后代的計(jì)算方法包括如下步驟，

a)首先假定各節(jié)點(diǎn)的電壓幅值為1，幅角為0；

b)從第一層節(jié)點(diǎn)開始，根據(jù)基爾霍夫電流定律，求支路上的電流：

式中，是節(jié)點(diǎn)j的功率，是節(jié)點(diǎn)j的電壓；

c)從第二層開始逐層計(jì)算非末梢節(jié)點(diǎn)的注入電流：

d)由步驟b)和c)可求出所有支路的支電流，再利用已知的根節(jié)點(diǎn)電壓，從根節(jié)點(diǎn)向后順次求得各個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電壓

其中i為父節(jié)點(diǎn)，j為子節(jié)點(diǎn)，Z為i、j間支路的阻抗；

e)計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的電壓幅值修正量：

計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓修正量的最大值；

f)判別收斂條件：

其中k為迭代次數(shù)，若最大電壓修正量小于閾值，則跳出循環(huán)，輸出電壓計(jì)算結(jié)果；否則重復(fù)步驟b)～f)，直到滿足條件為止；

g)在得到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓電流后，就可以計(jì)算線路潮流S：