主动配电网潮流计算通用方法
【专利摘要】本发明提供一种主动配电网潮流计算通用方法，通过建立各种分布式电源潮流计算模型，求取含nPV台PV型DG主动配电网PV节点灵敏度电抗矩阵BPV，来计算主动配电网潮流；本发明方法通用性强，可用于各种接线模式和运行方式的配电网，还可用于不互联的区域配电网的潮流计算；无需进行配电网络拓扑分析，不需要计算各种道路矩阵，直接由节点信息和支路信息可求出节点导纳矩阵，简单易实现；采用精确的PV节点灵敏度电抗矩阵，加快PV节点型DG无功出力的收敛速度；基于Zbus法，计算整体收敛速度快，稳定性好；可扩展至三相潮流的计算。
【专利说明】主动配电网潮流计算通用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种主动配电网潮流计算通用方法。
【背景技术】
[0002]配电网潮流计算是配电系统分析的一项重要内容，它是对配电网系统规划设计和运行方式的合理性、可靠性及经济性进行定量分析的重要依据。随着分布式发电技术的快速发展和用户对高供电可靠性的要求，传统单馈线辐射状配电网将不能满足要求。面向未来的主动配电网将具有含分布式电源、多馈线或单馈线供电、含多环网的特点，传统的配电网前推回推潮流计算方法将不再通用于主动配电网。分布式电源的接入使配电网中增加了新的节点类型，多馈线或单馈线供电和含环网的特点使得配电网的网络运行方式变得复杂和灵活。因此，研究主动配电网高效通用的潮流计算方法具有重要的意义。
【发明内容】
[0003]本发明针对主动配电网含分布式电源、多馈线或单馈线供电、含环网的特点和传统潮流计算方法的不适用性，基于Zbus法提出了一种主动配电网潮流计算通用方法。
[0004]本发明的技术解决方案是:
[0005]一种主动配电网潮流计算通用方法，包括以下步骤，
[0006]S1、建立各种分布式电源潮流计算模型，包括PQ节点型DG、PQ(V)型DG、PI型DG、PV 型 DG ;
[0007]S2、求取含nPV台PV型DG主动配电网PV节点灵敏度电抗矩阵Bpv ；
[0008]S3、主动配电网潮流计算的通用方法如下:
[0009]S31、确定主动配电网中所有节点编号，输入各种信息矩阵，形成馈线信息矩阵、节点信息矩阵和支路信息矩阵，形成并网DG信息矩阵，包括PV、PQ、PQ (V)和PI型DG信息矩阵；
[0010]S32、由节点信息矩阵和支路信息矩阵求出全网节点导纳矩阵Y，由节点导纳矩阵和PV型DG信息矩阵，根据步骤S2的方法求出(nPVXnPV)阶PV节点灵敏度电抗矩阵Bpv ；
[0011]S33、求取馈线根节点单独作用下，配电网各节点的注入电流向量?，删除全网节
点导纳矩阵Y中根节点所在的行和列，得导纳矩阵Y’，由公式I.求取馈线根节点单独作用下各节点电压；
[0012]S34、初始化各PV节点初始无功出力(Qmax+Qmin) /2 ；
[0013]S35、设节点电压初值€ = f计算所有PI和PQ(V)节点的无功出力；
[0014]S36、如步骤S33方法，计算除馈线根节点外各节点注入电流作用下节点电压.?
[0015]S37、由叠加原理得节点电压:P.?[0016]S38、修正PV节点型DG无功出力Qpv = Qpv+Λ Q，校验Qpv是否越限，否则转换为PQ节点，并重新计算PV节点灵敏度电抗矩阵；
[0017]S39、检验迭代收敛条件:所有节点
【权利要求】
1.一种主动配电网潮流计算通用方法，其特征在于:包括以下步骤， 51、建立各种分布式电源潮流计算模型，包括PQ节点型DG、PQ(V)型DG、PI型DG、PV型DG ； 52、求取含nPV台PV型DG主动配电网PV节点灵敏度电抗矩阵Bpv； 53、主动配电网潮流计算的通用方法如下: 531、确定主动配电网中所有节点编号，输入各种信息矩阵，形成馈线信息矩阵、节点信息矩阵和支路信息矩阵，形成并网DG信息矩阵，包括PV、PQ、PQ (V)和PI型DG信息矩阵； 532、由节点信息矩阵和支路信息矩阵求出全网节点导纳矩阵Y，由节点导纳矩阵和PV型DG信息矩阵，根据步骤S2的方法求出(nPVXnPV)阶PV节点灵敏度电抗矩阵Bpv ； 533、求取馈线根节点单独作用下，配电网各节点的注入电流向量?’，删除全网节点导纳矩阵Y中根节点所在的行和列，得导纳矩阵Y’，由公式i'= y ； R取馈线根节点单独作用下各节点电压； 534、初始化各PV节点初始无功出力(Qmax+Qmin)/2； 535、设节点电压初值^=F'，计算所有PI和PQ(V)节点的无功出力； 536、如步骤S33方法，计算除馈线根节点外各节点注入电流作用下节点电压Z.? 537、由叠加原理得节点电压=.538、修正PV节点型DG无功出力Qpv= Qpv+ Δ Q,校验Qpv是否越限，否则转换为PQ节点，并重新计算PV节点灵敏度电抗矩阵；
?(幻.(人—-1)539、检验迭代收敛条件:所有节Amaxj|!/-V I, I无功不越限PV节点
9max{| V1' 1-F0] <'无功越限PV节点无功出力为Qmax或Qmin ；满足收敛条件则进入步骤S310 ;否则转入步骤S36 ； S310、计算结束，输出结果。
2.如权利要求1所述的主动配电网潮流计算通用方法，其特征在于: 馈线信息矩阵格式为{馈线节点编号；馈线节点电压值}; 节点信息矩阵格式为{节点编号；节点负荷(不包括DG);节点对地等效导纳参数}；支路信息矩阵格式为{支路编号；始节点编号；末节点编号；支路阻抗参数；支路联络开关状态}； PV型DG信息矩阵格式为{接入节点；有功出力；电压目标值；无功出力上限；无功出力下限}; PQ型DG信息矩阵格式为{接入节点；有功出力；无功出力} ;PQ(V)型DG信息矩阵格式为{接入节点；有功出力}； PI型DG信息矩阵格式为{接入节点；有功出力；电流目标值；无功出力上限；无功出力下限}。
3.如权利要求1所述的主动配电网潮流计算通用方法，其特征在于:面向多馈线供电和多环网的主动配电网，其PV节点灵敏度电抗矩阵通用计算方法如下: 521、设含nPVSpv型DG主动配电网PV节点灵敏度导纳矩阵为Ypv，其为(nPVXnPV)阶对称矩阵，Ypv,μ为第i个PV节点的自导纳，YpvjijJ = Ypv, J;i为第i和j个PV节点的互导纳； 522、YPV^为当馈线节点和除外第i个PV节点均接地时，在第i个PV节点接入单位电压源时的短路电流； 523、YPV；i；J为在第i个PV节点接入单位电压源，第j个PV节点接地时，负的短路电流； 524、由公式Zpr=FprI，Bpv = Im(Zpv)求出灵敏度电抗矩阵BPV。
4.如权利要求1-3任一项所述的主动配电网潮流计算通用方法，其特征在于:PQ节点型DG输出恒定有功和无功功率，潮流计算中，当作“负”的负荷处理，计算模型为:
5.如权利要求1-3任一项所述的主动配电网潮流计算通用方法，其特征在于:PQ(V)型DG当作“负”的具有电压静特性的负荷处理，每次迭代过程中，需要更新DG的无功出力，计算模型为:
6.如权利要求1-3任一项所述的主动配电网潮流计算通用方法，其特征在于:PI型DG的模型为:
7.如权利要求1-3任一项所述的主动配电网潮流计算通用方法，其特征在于:PV型DG的模型为:
8.如权利要求7所述的主动配电网潮流计算通用方法，其特征在于:修正无功出力的具体步骤如下:S1、第一次迭代时，PV型DG初始值为:
QdG = _Q(I = " (Qmax+Qmin) /2 ； s2、第k次迭代时，通过下式计算电压不平衡量: ΔVk=V0-Kk 其中，Vtl为DG电压控制目标值，Kt为第k次迭代时，DG接入点电压幅值； s3、修正DG无功出力: 迭代过程中，根据PV节点电压幅值不匹配量对PV节点无功出力进行修正，由节点电压方程:
ΔI = Yn-AV 上式两边同时乘以单位电压，配电网线路短可忽略电压相角差得:
AV = L ( Δ P+j Δ Q) 其中，Z_p, = = G/v +/S/T，代入上式，由于Δ P为零,两边实部相等得:
Δ V = Bpv Δ Q 可得PV无功出力的修正量为:
AQ= B PY Al, 其中，Bpv = Im(Zpv)为PV节点灵敏度电抗矩阵； 故，PV节点无功出力修正公式为:
【文档编号】G06F19/00GK103971026SQ201410232110
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】何小栋, 张强, 左智勇 申请人:南京工程学院