专利名称：一种基于变量代换的辐射型配电网潮流计算方法
技术领域：
本发明属于电力系统分析与计算领域，具体涉及一种基于变量代换的辐射型配电网潮流计算方法。
背景技术：
配电网潮流计算是配电网络经济运行、系统分析等的重要基础。在拓扑结构和运行方式上，配电网与输电网有着明显的差异，配电网具有较高的R/X比值，分支较多，呈辐射型网络结构等特点，另外，配电网正常运行时是开环，只有在故障或调配负荷时才会出现短暂的环网运行。因此，传统输电网潮流算法无法直接应用于配电网，研究适合于配电网特性的潮流算法非常重要。国内外学者根据配电网的特点提出了各种配电网潮流算法，如前推回代法、隐式Zbus高斯法、回路阻抗法、改进牛顿法及快速解耦法等，其中前推回代法计算速度较快，但迭代次数较多；隐式Zbus高斯法计算速度较慢，迭代收敛较慢；回路阻抗法中含有大矩阵运算，计算速度较慢；改进牛顿法具有二阶收敛，由于其雅克比矩阵元素均为可变的，每次迭代时都需要重复计算雅克比矩阵，因此，该算法的计算效率较低，计算速度较慢；快速分解法要求系统的线路电抗远大于线路电阻，而配电网R/X比值较大，因此，该算法很难适用于配电网络。
发明内容
发明目的针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种基于变量代换的辐射型配电网潮流计算方法，该方法采用变量代换和稀疏技术，从根本上改善了潮流算法的计算速度和效率，减少了迭代次数，提高了计算速度，以及具有较好的收敛性和计算精度。技术方案为实现上述 发明目的，本发明采用的技术方案为一种基于变量代换的辐射型配电网潮流计算方法，该方法包括以下步骤I)获取网络参数；包括节点数,独立节点数,独立支路数,参考节点，支路阻抗,节点负荷功率，网络拓扑结构；针对具有N个节点的辐射型配电网，假设首节点是电源且作为参考节点，则独立节点个数为η = Ν-1,独立支路条数b = η ；2)计算辐射型配电网的节点导纳矩阵Y ;其中，节点导纳矩阵元素可表示为Yij =Gij+jBu，Gu为电导，BU为电纳，下标i和j分别为支路的首末节点编号，式中的j为虚数单位；3)设变量代换前潮流方程变量为节点电压，并列写出节点i的注入功率方程为P, = -5,,/,.) + /.1:( /, +从)和 β. =( /, +Bljej);在直角坐标系
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中，设节点i的电压g为=e,+Jf,，节点j的电压匕为匕=e」+Jfj ;其中，ei和ej分别为节点i和j的节点电压实部，fi和A分别为节点i和j的节点电压虚部，Pi和Qi分别为节点i的注入有功功率和无功功率；
4)设中间变量为 U1、Uj、Lij 和 Kij,且 Uf = Vf =ef + Zi2 ,Uj = Vj =e2. + fj , Lij =epj+fifj和Kij = ejj-ejfi，式中，R为节点i的电压幅值，于是，经过变量代换后节点i
的注入功率方程为
权利要求
1.一种基于变量代换的辐射型配电网潮流计算方法，其特征是该方法包括以下步骤 1)获取网络参数；包括节点数，独立节点数，独立支路数，参考节点，支路阻抗，节点负荷功率，网络拓扑结构；针对具有N个节点的辐射型配电网，假设首节点是电源且作为参考节点，则独立节点个数为η = Ν-1,独立支路条数b = η ; 2)计算辐射型配电网的节点导纳矩阵Y;其中，节点导纳矩阵元素可表示为Yij=Gij+jBu，Gu为电导，BU为电纳，下标i和j分别为支路的首末节点编号，式中的j为虚数单位； 3)设变量代换前潮流方程变量为节点电压，并列写出节点i的注入功率方程为Pi=;在直角坐标系
全文摘要
本发明公开了一种基于变量代换的辐射型配电网潮流计算方法，包含以下内容，首先，根据辐射型配电网特有的拓扑结构和特点，利用变量代换将潮流计算中2/3的不平衡量方程变成线性方程，而另1/3的不平衡量方程也相对简单；然后，由于不平衡量方程组形成的雅克比矩阵非零元素都相对固定，运用稀疏技术分别计算出的雅克比矩阵不变元素和少量的可变元素，且不变元素不用重复计算，可变元素计算式也相对简单；最后，对不平衡量方程组进行迭代求解，计算出系统潮流。本发明通过变量代换和稀疏技术，从根本上改善了潮流算法的计算速度和效率，具有计算过程清晰，易于编程等特点。最后，通过多个测试算例验证了本发明的有效性和高效的计算能力。
文档编号G06F19/00GK103065059SQ20131003421
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月29日 优先权日2013年1月29日
发明者卫志农, 杨雄, 孙国强, 孙永辉, 袁阳, 陆子刚 申请人:河海大学