[發明專利]一種中壓不接地配電網的三相潮流統一計算方法

在審

• 申請號: 202210256418.3
• 申請日: 2022-03-16
• 公開（公告）號: CN114696329A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 張逸;林金榕;李傳棟;劉雄飛
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/26;G06F17/16;G06F17/11
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種中壓不接地配電網的三相潮流統一計算方法。本發明分析不接地配電網三相潮流在節點變量、變壓器導納矩陣和零序分量方面的特殊性，設計基于功率平衡方程，約束變壓器不接地繞組節點零序電流等于零，利用牛拉法構建不接地配電網三相潮流統一算法。

技術領域

本發明涉及一種中壓不接地配電網的三相潮流統一計算方法。

背景技術

大量分布式新能源將接入中低壓配電網，中低壓配電網的運行和控制均面臨重大挑戰。同時，受到環境和人為因素的影響，新能源接入呈現較大的波動性和隨機性。大量新能源的剩余功率形成逆向潮流，通過低壓配網饋入中壓配網，引起中壓配網的電壓越限、三相不平衡和穩定性問題等。面對日趨復雜的電網，對有效、準確地計算潮流提出了更高的要求。三相潮流計算作為基本仿真工具，對滿足未來中壓配電網的分析需求具有重要意義。

現有配電網的三相潮流計算普遍考慮為中性點直接接地的運行方式。然而，我國中壓配電網存在中性點不接地的運行方式。在這種運行方式下，零序分量存在自然約束。潮流計算時，若采用不恰當的零序分量約束方式可能導致結果失真乃至不收斂。現有研究針對不接地配電網的三相潮流計算均提出了有效的實現方式，但還存在如下問題：1)基于電流平衡方程，導致算法難以與主網聯合仿真；2)未形成對不接地配電網三相潮流特殊性的完整認識，導致缺乏統一的不接地配電網三相潮流零序約束方式，如文獻[1]約束不接地配電網各節點的零序電壓和零序電流等于零；文獻[2]約束不接地配電網各節點的零序電流等于零；文獻[3]約束不接地配電網中變壓器不接地繞組節點的零序電壓等于零。

發明內容

本發明的目的在于提供一種中壓不接地配電網的三相潮流統一計算方法，該方法對具有不接地繞組的變壓器導納矩陣進行處理，刪除變壓器不接地繞組節點的兩個功率方程，代以對應節點的零序電流方程。基于功率平衡方程，利用牛頓-拉夫遜算法實現中壓不接地配電網的三相潮流計算，對未來的配電網分析具有重要意義。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種中壓不接地配電網的三相潮流統一計算方法，包括如下步驟：

步驟S1、輸入中壓不接地配電網網絡的網架結構、變壓器和線路等設備參數信息、節點信息、負荷信息并初始化；

步驟S2、對具有不接地繞組的變壓器導納矩陣進行處理；

步驟S3、刪除變壓器不接地繞組節點的兩個潮流方程，替換為相應節點的零序電流實部與虛部等于零的約束方程；

步驟S4、利用功率平衡方程，基于牛頓-拉夫遜算法生成功率不平衡矩陣、雅可比矩陣和電壓不平衡矩陣，進行算法迭代，并判斷收斂，實現中壓不接地配電網的三相潮流計算。

在本發明一實施例中，所述步驟S2具體實現方式為：

變壓器三相導納矩陣的模型如式(1)所示；

式中：Y_T為變壓器三相導納矩陣，Y_ff、Y_ft、Y_tf、Y_tt為Y_T的子導納矩陣；

式中，α、β為常數；

若Y_ff可逆，α取0；若Y_ff不可逆，α取10^-5～10^-8；若Y_tt可逆，β取0；若Y_tt不可逆，β取10^-5～10^-8；

經過上述處理，具有不接地繞組的變壓器三相導納矩陣為：

在本發明一實施例中，所述步驟S3具體實現方式為：