[發(fā)明專利]基于相序混合法的低壓配電網(wǎng)三相潮流計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010424978.6
• 申請(qǐng)日: 2020-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN111668843B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章堅(jiān)民;夏燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/06
• 分類號(hào): H02J3/06
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

本發(fā)明公開了一種基于相序混合法的低壓配電網(wǎng)三相潮流計(jì)算方法。本發(fā)明首先在相分量模型時(shí)將單相節(jié)點(diǎn)向三相節(jié)點(diǎn)等效形成三相對(duì)稱的低壓配電網(wǎng)絡(luò)，其次將配電網(wǎng)絡(luò)的相分量模型參數(shù)轉(zhuǎn)變成序分量模型參數(shù)后采用前推后代法進(jìn)行潮流計(jì)算，得到的潮流結(jié)果再轉(zhuǎn)換成相分量模型，最后通過之前等效的上級(jí)三相節(jié)點(diǎn)潮流結(jié)果及參數(shù)求解單相節(jié)點(diǎn)潮流。本發(fā)明方法通過對(duì)不對(duì)稱部分采用相分量法，對(duì)對(duì)稱部分采用序分量法，使得低壓配電網(wǎng)也可應(yīng)用對(duì)稱分量法，且求解過程中減少了系統(tǒng)參與潮流計(jì)算的節(jié)點(diǎn)數(shù)，單相節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，降維效果越好，潮流計(jì)算速度越快。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)潮流計(jì)算領(lǐng)域，涉及低壓臺(tái)區(qū)配電網(wǎng)潮流計(jì)算方法，具體涉及一種基于相序混合法的低壓配電網(wǎng)三相潮流計(jì)算方法。

背景技術(shù)

對(duì)稱分量法又稱序分量法，由Fortescue在1918年提出并證明：任何一組不對(duì)稱n維相量組都能轉(zhuǎn)換成n-1個(gè)n維對(duì)稱序分量和1個(gè)零序分量。是電力系統(tǒng)中分析對(duì)稱系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)的一種基本方法。

低壓配電網(wǎng)潮流計(jì)算是分析低壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是否合理、用戶使用功率分布是否合理，為低壓配電網(wǎng)的態(tài)勢(shì)監(jiān)控提供一定的支撐。

低壓配電網(wǎng)主要采用相分量模型進(jìn)行潮流計(jì)算，鮮少有采用序分量模型進(jìn)行潮流計(jì)算的。相分量模型在相域空間直接建模，物理意義明確，易處理不對(duì)稱元件和負(fù)荷，進(jìn)行整體的三相潮流計(jì)算。但是即使是對(duì)稱元件，該方法的三相也不能解耦，導(dǎo)致潮流計(jì)算時(shí)導(dǎo)納矩陣稀疏度低，計(jì)算量較大、計(jì)算效率不高。序分量模型根據(jù)對(duì)稱分量原理，將網(wǎng)絡(luò)分解為正、負(fù)、零序網(wǎng)絡(luò)，具有計(jì)算量小，占用內(nèi)存少，計(jì)算速度快的優(yōu)點(diǎn)。由于低壓配電網(wǎng)單相用戶的大量存在導(dǎo)致低壓配電網(wǎng)拓?fù)洳粚?duì)稱、且負(fù)荷本身也不對(duì)稱，很難將對(duì)稱分量法應(yīng)用于低壓配電網(wǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于相序混合法的低壓配電網(wǎng)三相潮流計(jì)算方法。

本發(fā)明是目的是將序分量法應(yīng)用于低壓配電網(wǎng)，從而提高低壓配電網(wǎng)潮流計(jì)算效率。具體思路是：低壓配電網(wǎng)具有主干線路對(duì)稱，僅僅是連接負(fù)載的枝干線路不對(duì)稱的特點(diǎn)。利用這個(gè)特點(diǎn)將單相負(fù)載采用替代定理將連接單相負(fù)載的支路負(fù)荷全部用連接單相負(fù)荷的三相主干節(jié)點(diǎn)負(fù)荷代替，而三相負(fù)載由于三相參數(shù)對(duì)稱不需要進(jìn)行等效，因而低壓配電網(wǎng)只剩下三相參數(shù)對(duì)稱的部分，且這一部分可以應(yīng)用對(duì)稱分量法。同時(shí)本發(fā)明中方法可以將系統(tǒng)中的參與潮流計(jì)算的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)減少，達(dá)到降維的作用，從而提高計(jì)算效率。

本發(fā)明方法首先在相分量模型時(shí)將單相節(jié)點(diǎn)向三相節(jié)點(diǎn)等效形成三相對(duì)稱的低壓配電網(wǎng)絡(luò)，其次將配電網(wǎng)絡(luò)的相分量模型參數(shù)轉(zhuǎn)變成序分量模型參數(shù)后采用前推后代法進(jìn)行潮流計(jì)算，得到的潮流結(jié)果再轉(zhuǎn)換成相分量模型，最后通過之前等效的上級(jí)三相節(jié)點(diǎn)潮流結(jié)果及參數(shù)求解單相節(jié)點(diǎn)潮流。具體步驟如下：

步驟一：將單相節(jié)點(diǎn)向上級(jí)三相節(jié)點(diǎn)等效，形成三相對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)，并計(jì)算等效節(jié)點(diǎn)的參數(shù)；

假設(shè)節(jié)點(diǎn)j為末梢用戶，即代表單相用戶的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)i為連接單相用戶的主干節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)i的功率由節(jié)點(diǎn)j的有功功率、無功功率和電壓三個(gè)參數(shù)，由下式得出：

其中，P_loss·ij和Q_loss·ij分別為線路有功、無功損耗，P_i和Q_i分別為節(jié)點(diǎn)i的有功、無功功率，r_ij和x_ij分別為線路電阻和電抗，P_j、Q_j和U_j分別為節(jié)點(diǎn)j的有功功率、無功功率和節(jié)點(diǎn)電壓。

步驟二：將相分量模型轉(zhuǎn)換成序分量模型；具體為：

2.1相分量和序分量的轉(zhuǎn)換關(guān)系