一种并行计算主动配电网三相不平衡潮流的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种计算=相不平衡潮流的方法，具体设及一种并行计算主动配电网 =相不平衡潮流的方法。
【背景技术】
[0002] 随着分布式电源值G)在配网侧渗透率逐渐提高，具有主动调节与较强控制能力 的主动配电网（ADN)应运而生，成为了未来智能配电网的主要发展模式。ADN的研究和实践 设及了众多技术领域，其中配电网快速仿真与模拟值FSM)是其基础与核屯、功能之一，作为 DFSM的基本仿真工具的潮流计算，要求能够快速、精确计算配网S相不平衡潮流，具备超实 时仿真功能。
[0003] 配电网具有不同于输电网的显著特点：福射状结构或接近福射状结构运行；阻抗 比较大；=相参数不平衡；存在非全相线路；=相负荷不平衡，负荷类型和接线方式多样。 所W配电网的潮流计算与输电网差别较大，尤其是加入分布式电源后，配网潮流就显得更 加复杂多变。配网=相潮流问题是一组非线性方程的求解问题。
[0004]目前，对配网不平衡潮流计算有=种方法：相分量法、序分量法W及两者相结合的 混合算法。相分量法比较直观，=相之间不能解禪，无法并行计算，潮流计算量较大，计算效 率不高，在处理变压器支路时能力较弱。基于补偿的序分量法可W解禪，便于并行计算。但 是，现有序分量法在处理非全相线路时较为繁杂，而且没有计及实际配网中不同种类=相 负荷的接线方式，不能精确、快速的计算配网不平衡潮流。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种并行计算主动配电网=相不平衡 潮流的方法，该方法中增加了虚拟线路，简化了非全相线路的处理，并消除了变压器不同 接线方式的影响。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0007] -种并行计算主动配电网=相不平衡潮流的方法，所述方法包括如下步骤：
[0008] (1)基于补偿法建立主动配电网中各元件序分量模型；
[0009] (2)由所述各元件序分量模型建立网络的正序、负序和零序拓扑图，生成正序、负 序和零序节点导纳矩阵；
[0010] (3)根据序分量潮流算法请求全网络的不平衡潮流。
[0011] 优选的，所述步骤（1)中，所述各元件序分量模型包括非全相线路序分量模型和 负荷序分量模型。
[0012] 优选的，建立所述非全相线路序分量模型包括如下步骤：
[0013] 步骤3-1、增加虚拟线路，满足增加虚拟线路后与原线路等值；
[0014] 步骤3-2、增加虚拟线路后，配电网中线路都为S相线路，一段S相不平衡配电网 线路km，采用31型等值电路表示，序分量模型满足；
[0015]
[0016] 式中，1，2,0分别表示正序、负序、零序，
表示线路并 联序导纳矩阵，_>^表示并联自导纳，乂^表示并联互导纳，其中i，j= 〇，l，2;i声j;
表不线路串联序导纳矩阵，乃表不串联自导纳，乂^表不串联互导 纳，其中i，j= 0, 1，2 ;i声j，巧'2典为k节点序电压，K!'2'。为m节点序电压，4;:'。表示线 路km上注入序电流；
[0017] 步骤3-3、把矩阵非对角元分离出来，只保留矩阵对角元时，将后面分离出的两部 分看为补偿量，此时，序分量之间已无禪合关系，
[0018]
[0019] 式中，^品，分别为线路km上的正序、负序、零序注入电流， 、、 咕H)、巧m)、巧,,,)分别为kOiO点正序、负序、零序电压，K;、分别为m点正序、 负序、零序电压，表示线路补偿注入序电流。
[0020] 优选的，所述负荷序分量模型分为恒功率、恒电流和恒阻抗=种基本类型，配电负 荷的连接方式包括接地星形或不接地=角形接法的=相平衡或不平衡负荷，建立所述负荷 序分量模型包括如下步骤：
[0021] 步骤4-1、恒功率负荷/恒电流负荷：
[0022] 假设k点接有恒功率/恒电流负载，
[002引当负荷为星型接线时，k节点S相注入电流为，
[0024]
[002引式中，SX为k节点X相负荷，为k节点X相电压；
[0026] 当负荷为S角型接线时，k节点S相注入电流为，
[0027] ia，b，c二GI化bc'ca
[002引式中，
rb'be'ea为k节点油，be,ca相间电流；
[0029] 步骤4-2、恒阻抗负荷：
[0030] 当S角型连接的负荷时，通过星S角变换将S角形连接的阻抗变为星型连接的阻 抗，恒阻抗负荷的相分量模型看为3X3阶的对角阵；
[0031]S相负荷导纳为
[0032]
[0033] 式中；yu为X相的负荷导纳，A为X相的负荷功率因数角；
[0034] 序分量电流和电压存在W下关系：
[00 巧]
[003引式中，片2'。为k节点立序注入电流，巧，2.0为k节点立序节点电压，咕，。为立相负 荷序导纳矩阵。
[0037] 优选的，所述步骤（2)中，所述生成正序、负序和零序节点导纳矩阵包括：
[0038] 正序导纳阵Y冲k行m列的元素为，
[0039]
[0040] 式中，A为与k节点连接的输电线的总数，B为与k节点连接的变压器总数，C为 与k节点连接的恒阻抗负荷总数，A'为km节点间输电线路总数，B'为km节点间变压器总 数，、yfi分别为输电线路的串联、并联C序自导纳，为变压器的C序导纳，为负 荷的正序导纳；
[00川负序和零序导纳阵Y2、Y。中k行m列的元素为，
[0042]
[004引式中，D为连接到k节点S相同步电机总数，於^2(00) J^oo)分别为输电线路的串 .、 联、并联负序和零序自导纳，为变压器的负序和零序导纳，为负荷的负序和零 序导纳，jfsfow为S相同步电机的负序和零序导纳。
[0044] 优选的，所述步骤（3)中，所述序分量潮流算法包括如下步骤：
[004引步骤6-1、设节点k的正序、负序、零序电压初值为巧巧K。 、'、；
[0046]
[0047] 步骤6-2、更新负序、零序网络中节点k的注入电流；
[0048]
[0049] 式中，为k节点第ct次迭代的负序、零序注入电流，为km线路上第ct 次迭代的负序、零序补偿注入电流，为k节点负荷第ct次迭代的负序、零序补偿注入 电流，ct为迭代次数；
[0050] 步骤6-3、更新正序网络中节点k的注入功率；
[0051]
[0052] 式中，为分布式电源正序注入功率，AS]。,，d为km配网线路上的正序补偿注 入功率，为节点k的正序负荷注入功率；
[0053] 步骤6-4、由于负序、零序网络为无源网，节点导纳矩阵和节点注入电流已由上面 步骤求出，所W采用节点电压方程求得ct+1次各节点负序，零序电压I
[0054]步骤6-5、正序网络中采用单相潮流算法，求得ct+1次各节点正序电压^1向+1， ,
[0055] 步骤6-6、生成ct+1次各节点相电压
[0056]
[0057] 式中，
为第ct+1次各节点=相电压， _- ? 为第ct+1次各节点正序、负序、零序的电压；
[0058] 步骤6-7、判断收敛，令
当AU《e时，结束迭代，当 AU>e时，更新ct=ct+1，自步骤6-2开始进行下一次迭代；
[0059] 其中，AU为S相各节点电压变化量绝对值中的最大值，e为收敛精度。
[0060] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0061] 本发明中在建模中增加了虚拟线路，简化了非全相线路的处理，消除了变压器不 同接线方式的影响，建立了实际网络中不同种类、不同接线方式负荷的序分量模型，精确度 很高，正序网络可W根据网络的特点灵活选择算法，并且=序网络间可并行计算。
【附图说明】
[0062] 图1是本发明提供的并行计算主动配电网=相不平衡潮流的方法的流程图
【具体实施方式】
[0063] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0064] 如图1所示，本发明提供的一种并行计算主动配电网=相不平衡潮流的方法，该 方法具体步骤如下：
[0065] 步骤1、基于补偿法建立主动配电网中各元件序分量模型；
[0066] 步骤2、由所述各元件序分量模型建立网络的正序、负序和零序拓扑图，生成正序、 负序和零序节点导纳矩阵；
[0067] 步骤3、根据序分量潮流算法请求全网络的不平衡潮流。
[006引在步骤1中，非全相线路建模由W下方式确定。
[0069] 对于只有两相、单相的非全相线路，它们的串联阻抗阵为3X3阶奇异矩阵，不能 直接求逆，为了使两相、单相线路也能使用序分量法解禪，可增加虚拟线路，只需满足增加 虚拟线路后与原线路等值即可。假设距离已知相足够远处存在虚拟线路，虚拟线路的串联 电抗足够大，并联电容为0,由于虚拟的线路距离已知线路足够远，可认为虚拟线路与已知 线路间互阻抗为0,虚拟线路后，串联阻抗阵变为3X3阶非奇异矩阵。
[0070] 经虚拟线路后，配网中线路都为S相线路，一段S相不平衡配网线路km，可采用 n型等值电路表示。序分量模型满足：
[0071]
[0072] 式中，1，2,0分别表示正序、负序、零序，
I示线路 并联序导纳矩阵，表示并联自导纳，乂;J表示并联互导纳（i，j= 〇，l，2;i声j);
衰示线路串联序导纳矩阵，表示串联自导纳，表示串联互导 纳（i，j= 0, 1，2 ;i声如。巧，2'。为k节点序电压，K,l'2'。为m节点序电压，4;:'。表示线路km上注入序电流。
[0073] 由上式可W看出，序分量之间也是禪合的，当把矩阵非对角元分离出来，只保留矩 阵对角元时，可W将后面分离出的两部分看为补偿量，此时，序分量之间已无禪合关系。
[0074]
[007引式中，分别为线路km上的正序、负序、零序注入电流， 分别为k(m)点正序、负序、零序电压，表示线路补偿注