[發明專利]一種含小阻抗支路電網串聯補償快速分解法潮流計算方法

有效

• 申請號: 201710112428.9
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106856327B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 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

1.一種含小阻抗支路電網串聯補償快速分解法潮流計算方法，其特征在于：采用串聯補償方式對電阻大于電抗絕對值的小阻抗支路進行補償，把此小阻抗支路變成兩個正常阻抗的支路，然后進行快速分解法潮流計算；具體包括以下步驟：

A、原始數據輸入；

B、對小阻抗支路進行串聯補償；

用電力系統正常電抗均值對電阻值大于電抗絕對值的小阻抗支路進行補償，得到兩個阻抗較大的支路，其中一個支路的阻抗為z₁＝r+j(x+x_av)，另一個支路的阻抗為z₂＝-jx_av，這里x_av為電力系統正常電抗均值；

小阻抗支路串聯補償的方法，包括以下步驟：

B1、讀入電力系統所有線路和變壓器支路數據，設置小阻抗閾值電阻r_min和閾值電抗x_min；

B2、計算電力系統正常電抗均值x_av；

B3、設置支路計數初值q＝1；

B4、設置新增加支路和節點計數初值p＝0；

B5、取支路q的首末節點號i和j、電阻r、電抗x、變比k；

B6、判斷是否滿足r≤r_min且|x|≤x_min且r>|x|的條件，如果不滿足轉至步驟B11；

B7、令p＝p+1；

B8、增加節點號為n+p的節點，節點類型設置為PQ節點，節點電源有功功率和無功功率及負荷有功功率和無功功率都設為0；

B9、設支路q的末節點號為n+p、電抗為x+x_av，其它不變；

B10、增加支路n+p，令其首末節點號分別為n+p和j、電阻為0、電抗為-x_av、變比為1.0；

B11、令q＝q+1；

B12、判斷q是否大于支路數l，如果q不大于l，則返回到步驟B5；否則，轉至步驟C；

C、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幅值取給定值，PQ節點的電壓幅值取1.0；所有電壓的相角都取0.0；這里相角單位為弧度，其他量單位采用標幺值；

D、形成節點導納矩陣；

E、形成快速分解法修正方程的系數矩陣B′和B″并進行因子表分解；

快速分解法修正方程為：

B′Δθ＝ΔP/V (1)

B″ΔV＝ΔQ/V (2)

式中，ΔP/V和ΔQ/V分別為有功功率和無功功率不平衡量除以電壓幅值后的列向量；ΔV和Δθ分別為電壓幅值和電壓相角修正量列向量；B′為導納矩陣的虛部，但計算時不計及支路電阻、對地導納和非標準變比，導納矩陣中包含PQ節點和PV節點相關的行和列；B″為導納矩陣的虛部，僅包括與PQ節點有關的行和列；

F、設置迭代計數t＝0，收斂標志K_P＝0，K_Q＝0；

G、計算PQ節點的無功功率不平衡量ΔQ，并求無功功率最大不平衡量ΔQ_max；

PQ節點的無功功率不平衡量為：

式中，Q_is為節點i的給定無功功率；V_i為節點i的電壓幅值；V_j為節點j的電壓幅值，θ_ij＝θ_i-θ_j，θ_i、θ_j分別為節點i和節點j的電壓相角；G_ij和B_ij分別為導納矩陣元素的電導部分和電納部分；n為節點數；m為PQ節點數；

求各PQ節點中無功功率不平衡量絕對值最大的值，稱為無功功率最大不平衡量，記為ΔQ_max；

H、判斷無功功率最大不平衡量絕對值|ΔQ_max|是否小于收斂精度ε；如果小于收斂精度ε，令K_Q＝1，轉到步驟I；否則，解快速分解法修正方程BΔV＝ΔQ/V，修正電壓幅值，令K_Q＝0，轉到步驟J；

求解快速分解法修正方程B″ΔV＝ΔQ/V，得到ΔV，按下式修正電壓幅值：

V^(t+1)＝V^(t)-ΔV^(t) (4)

式中，上標(t)表示第t次迭代；

I、判斷K_P是否等于1；如果K_P＝1，轉到步驟N；

J、計算PQ節點和PV節點的有功功率不平衡量ΔP，并求有功功率最大不平衡量ΔP_max；

PQ節點和PV節點的有功功率不平衡量為：

式中，P_is為節點i的給定有功功率；n為節點數；

求各PQ節點和PV節點中有功功率不平衡量絕對值最大的值，稱為有功功率最大不平衡量，記為ΔP_max；

K、判斷有功功率最大不平衡量絕對值|ΔP_max|是否小于收斂精度ε；如果小于收斂精度ε，令K_P＝1，轉到步驟L；否則，解快速分解法修正方程B'Δθ＝ΔP/V，修正電壓相角，令K_P＝0，轉到步驟M；

求解快速分解法修正方程B′Δθ＝ΔP/V，得到Δθ，按下式修正電壓相角：

θ^(t+1)＝θ^(t)-Δθ^(t) (6)

L、判斷K_Q是否等于1；如果K_Q＝1，轉到步驟N；

M、令t＝t+1，返回步驟G進行下一次迭代；

N、計算平衡節點功率及PV節點的無功功率，計算支路功率，結束。