一种含新能源并网的配电网潮流计算方法与流程

本发明一种含新能源并网的配电网潮流计算方法属于新能源发电领域，涉及的是一种配电网潮流的计算。

背景技术：

随着环境和能源问题日益严重，新能源发电技术广泛发展，目前常见的新能源包括风力发电系统、太阳能发电系统、微型燃气轮机发电系统、燃料电池等，其优点是清洁环保和提高供电稳定性，当新能源接入配电网后，配电网的供电方式由单电源单向供电变为多电源双向供电，可能改变原配电网的拓扑结构和潮流分布。

目前对含新能源并网的配电网潮流计算算法主要有牛顿拉夫逊法、快速解耦法和前推回代法，前两种方法对配电网的潮流计算会出现无法收敛的情况，而传统的前推回代法只能处理pq节点，无法兼顾pq、pv、pi节点。

技术实现要素：

本发明的目的是根据上述不足之处提供一种含新能源并网的配电网潮流计算方法，实现对各种不同新能源接入配电网的潮流分布进行计算，采用的改进后的前推回代法能兼顾pq、pv、pi节点，且迭代公式简单，计算效率高。

本发明是采取以下技术方案实现的：

一种含新能源并网的配电网潮流计算方法，包括以下步骤：

1）从系统节点参数表、支路参数表和新能源参数表获取原始数据；

2）按新能源类型将步骤1）所获取的原始数据等效成不同类型的节点；

3）将步骤2）中的pv型和pi型新能源转换成可以处理的pq型新能源；

4）修正步骤2）中各节点的有功功率和无功功率；

5）采用改进的前推回代算法计算步骤2）中各节点电压；

若所有节点相邻两次迭代的电压差最大值满足一定精度，则计算终止，输出结果，否则，继续迭代计算。

步骤1）中所述系统节点参数表包括配电网节点数、平衡节点的节点电压幅值和相角、pv节点的有功功率和节点电压幅值、pq节点的有功功率和无功功率、pi节点的有功功率和注入电流。

步骤1）中所述系统支路参数表包括支路号、首节点、末节点、支路电阻和支路电抗。

步骤1）中所述新能源参数表包括并网节点号、电源容量和新能源类型。

步骤2）中所述新能源类型包括异步风力发电机、通过电流控制逆变器并网的光伏发电系统、微型燃气轮机、燃料电池等新能源和通过电压控制逆变器并网的风力发电机、太阳能光伏电池等。

步骤2）中将新能源等效成不同类型的节点，包括将异步风力发电机等效成pq节点，将通过电流控制逆变器并网的新能源等效成pi节点，将通过电压控制逆变器并网的新能源等效成pv节点。

步骤3)中将pi节点转换成pq节点的计算模型为，其中，为k次迭代的pi节点的电压幅值，为pi节点的恒定有功功率值，为pi节点的恒定注入电流值；将pv节点转换成pq节点的计算模型为，其中，为pv节点的节点电抗，为k次迭代的pv节点电压的实部与给定电压的差值，为pv节点的恒定有功功率值，为pv节点的恒定节点电压值，为k次迭代计算得出的节点无功功率值。

步骤5）中所述的改进的前推回代算法计算模型为，其中，为阶的矩阵，z为阶的矩阵，矩阵主对角线上为每段支路的阻抗标幺值，其他位置都为0，c为阶的支路电流的关联矩阵，为节点的注入功率，是k-1次迭代计算得出的节点电压值。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）能同时兼顾各种不同新能源并网；（2）采用关联矩阵迭代计算节点电压，迭代简单，计算效率高；（3）以pv节点电压差值判断和各节点电压差值判断同步进行收敛判断，迭代次数少，效率高。

附图说明

图1为本发明一种含新能源并网的配电网潮流计算方法的流程示意图；

图2为本发明一种含新能源并网的配电网潮流计算方法实施例一中ieee33节点配电网案例示意图；

图3为本发明一种含新能源并网的配电网潮流计算方法实施例一中ieee33节点配电网潮流计算结果图。

图1中一为从系统节点参数表、支路参数表和新能源参数表获取原始数据；二为按新能源类型将其等效成不同类型的节点；三为将pv型和pi型新能源转换成可以处理的pq型新能源；四为修正各节点的有功功率和无功功率；五为以改进的前推回代算法计算各节点电压。

图2中标有序号的点表示节点。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

参见图1所示，为本发明的一种含新能源并网的配电网潮流计算方法实施例一的流程示意图。如图1所示，本实施例中的一种含新能源并网的配电网潮流计算方法包括如下步骤：

步骤1、以如图2所示ieee33节点配电网为例，从系统节点参数表、支路参数表和新能源参数表获取原始数据；系统节点参数表包含配电网节点数、平衡节点的节点电压幅值和相角、pv节点的有功功率和节点电压幅值、pq节点的有功功率和无功功率、pi节点的有功功率和注入电流。系统支路参数表包含支路号、首节点、末节点、支路电阻、支路电抗。新能源参数表包含并网节点号、电源容量、新能源类型。

步骤2、将新能源等效成不同类型的节点包含将异步风力发电机等效成pq节点，将通过电流控制逆变器并网的新能源等效成pi节点，将通过电压控制逆变器并网的新能源等效成pv节点。

步骤3、将pi节点转换成pq节点，计算模型为，其中为k次迭代的pi节点的电压幅值，将pv节点转换成pq节点，计算模型为，其中为pv节点的节点电抗，为k次迭代的pv节点电压的实部与给定电压的差值。

步骤4、利用改进前推回代算法计算节点电压，计算模型为，其中，为阶的矩阵，z为阶的矩阵，矩阵主对角线上为每段支路的阻抗标幺值，其他位置都为0，c为阶的支路电流的关联矩阵。

步骤5、若所有节点相邻两次迭代的电压差最大值满足一定精度，则计算终止，输出结果，否则，继续迭代计算。

综上，本发明提供的一种含新能源并网的配电网潮流计算方法，可以计算含新能源并网的配电网电压分布，掌握其运行特性及变化趋势，从而分析新能源并网后对配电网影响，提高了计算速度和精度，保证电力系统运行的安全性和可靠性。