[發(fā)明專利]大規(guī)模配電網(wǎng)潮流計算方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910141531.5
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109802392B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐巍;陳璐;王越;張博;蔡永翔;王照琪;張涵
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

本發(fā)明實施例提供一種大規(guī)模配電網(wǎng)潮流計算方法及裝置，所述方法包括：將目標(biāo)配電網(wǎng)絡(luò)分解成若干個子網(wǎng)，獲取用于求解子網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)支路電流值的方程；計算各子網(wǎng)ZIP負(fù)荷模型的恒阻抗、恒電流和恒功率參數(shù)；根據(jù)恒阻抗參數(shù)計算各子網(wǎng)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣，并對節(jié)點導(dǎo)納矩陣進(jìn)行改進(jìn)；根據(jù)當(dāng)前迭代的節(jié)點電壓，以及恒電流和恒功率參數(shù)，計算當(dāng)前迭代的節(jié)點注入電流；根據(jù)改進(jìn)后的節(jié)點導(dǎo)納矩陣、當(dāng)前迭代的節(jié)點注入電流和用于求解子網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)支路電流的方程，獲得當(dāng)前迭代的聯(lián)絡(luò)支路電流；若前后兩次迭代的聯(lián)絡(luò)支路電流間的差值大于收斂判據(jù)，則根據(jù)當(dāng)前迭代的聯(lián)絡(luò)支路電流獲得下一次迭代的節(jié)點電壓相量。本發(fā)明實施例兼顧了潮流并行計算的效率與靈活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及電力系統(tǒng)分析與計算技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種大規(guī)模配電網(wǎng)潮流計算方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)自動化水平不斷提高，配電系統(tǒng)作為電力網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，在電力系統(tǒng)中越來越受到重視，尤其是在優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)中對配電網(wǎng)潮流進(jìn)行計算。隨著分布式電源、電動汽車等設(shè)備大量接入，配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的無源網(wǎng)絡(luò)逐步變?yōu)橛性吹闹鲃优潆娋W(wǎng)，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，傳統(tǒng)的潮流計算速度已無法滿足大規(guī)模復(fù)雜配電網(wǎng)實時計算的要求。因此，研究配電網(wǎng)潮流并行算法，提高潮流并行計算效率已成為研究大規(guī)模配電系統(tǒng)的關(guān)鍵。

早期的潮流并行算法研究主要包括分塊法、多重因子化法、稀疏矢量法和逆矩陣法。這些方法均是以線性方程組的前代回代和因子分解過程為切入點實現(xiàn)并行的，由于受進(jìn)程數(shù)限定，存在當(dāng)導(dǎo)納矩陣維數(shù)不能被進(jìn)程數(shù)整除時無法實現(xiàn)并行的問題，并行計算效率低。

J.R.Marti等人提出一種多區(qū)域戴維南等值法，利用網(wǎng)絡(luò)中存在的集中參數(shù)線路或元件將網(wǎng)絡(luò)分割為多個子網(wǎng)，先求出子網(wǎng)之間聯(lián)絡(luò)支路上流過的電流，再將聯(lián)絡(luò)支路電流納入各子網(wǎng)的節(jié)點電壓方程最后完成整個網(wǎng)絡(luò)的求解。但采用該方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分割時，必須在集中參數(shù)元件上進(jìn)行，且在并行計算時要求各子網(wǎng)采用相同的計算理論，限制了求解算法的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的并行計算效率低下、分網(wǎng)求解靈活性差的問題，本發(fā)明實施例提供一種大規(guī)模配電網(wǎng)潮流計算方法及裝置。

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種大規(guī)模配電網(wǎng)潮流計算方法，包括：

通過選取多個分裂節(jié)點將目標(biāo)配電網(wǎng)絡(luò)分解成若干個子網(wǎng)，獲取各子網(wǎng)的支路電流方程、各子網(wǎng)在分裂節(jié)點處的節(jié)點電壓方程以及用于求解子網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)支路電流值的方程；

在各子網(wǎng)內(nèi)建立ZIP負(fù)荷模型，獲取各子網(wǎng)的負(fù)荷參數(shù)，并根據(jù)所述負(fù)荷參數(shù)計算各子網(wǎng)ZIP負(fù)荷模型的恒阻抗參數(shù)、恒電流參數(shù)和恒功率參數(shù)；

根據(jù)所述ZIP負(fù)荷模型的恒阻抗參數(shù)計算獲得各子網(wǎng)的節(jié)點導(dǎo)納矩陣，并對計算獲得的節(jié)點導(dǎo)納矩陣進(jìn)行改進(jìn)，以使得改進(jìn)后的所述節(jié)點導(dǎo)納矩陣為非奇異矩陣；

對于任一次迭代的節(jié)點電壓相量，根據(jù)當(dāng)前迭代的節(jié)點電壓相量，以及所述ZIP負(fù)荷模型的恒電流參數(shù)和恒功率參數(shù)，計算獲得當(dāng)前迭代的節(jié)點注入電流相量；

將改進(jìn)后的節(jié)點導(dǎo)納矩陣和所述當(dāng)前迭代的節(jié)點注入電流相量代入所述用于求解子網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)支路電流值的方程，獲得當(dāng)前迭代的聯(lián)絡(luò)支路電流值；

計算當(dāng)前迭代的聯(lián)絡(luò)支路電流值與上一次迭代的聯(lián)絡(luò)支路電流值之間的差值，若所述差值小于等于預(yù)設(shè)收斂判據(jù)，則停止迭代，并將當(dāng)前迭代的聯(lián)絡(luò)支路電流值作為需求的聯(lián)絡(luò)支路電流值；或者，

若所述差值大于預(yù)設(shè)收斂判據(jù)，則將所述當(dāng)前迭代的聯(lián)絡(luò)支路電流值回代到所述各子網(wǎng)的支路電流方程中，獲得下一次迭代的節(jié)點電壓相量。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種大規(guī)模配電網(wǎng)潮流計算裝置，包括：

分解模塊，用于通過選取多個分裂節(jié)點將目標(biāo)配電網(wǎng)絡(luò)分解成若干個子網(wǎng)，獲取各子網(wǎng)的支路電流方程、各子網(wǎng)在分裂節(jié)點處的節(jié)點電壓方程以及用于求解子網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)支路電流值的方程；