一种环网型配电系统潮流计算方法与流程

本发明涉及低压配电技术领域，尤其涉及一种环网型配电系统潮流计算方法。

背景技术：

目前，配电网潮流计算是配电网系统分析、经济运行的重要基础。配电网的网络重构、故障处理、无功优化和状态估计、线损分析等都需要用到配电网潮流计算的结果。一种性能优良的潮流计算方法是配电系统管理的关键。随着电力部门对配电网管理的重视程度不断加深，专门针对配电网的潮流计算研究广泛开展起来。由于配电网是输电网和电能用户的中间环节，电压等级较输电网低，稳态运行时网络结构呈树形、多分支的辐射状结构，而在负荷转移或故障发生时会出现弱环网运行状态。线路r/x值较高，多数情况大于1；低压配电变压器多位于负荷中心，自配电变压器低压侧向多个方向供电，可将配电系统上级变电站出口母线视为无穷大电源，多个方向的供电可分开进行计算，低压配电网的潮流从配变配电变压器低压侧流向负荷。

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，如牛顿法、改进pq解耦法、回路阻抗法和前推回代法等。但牛顿法需要形成导纳矩阵，并且雅可比矩阵的对角优势不复存在，很难收敛；改进pq解耦法对r/x值较大的线路引入补偿技术，这种算法复杂化，丧失了快速解耦原有计算量小、收敛可靠的优点；回路阻抗法需要复杂的节点和支路编号，比较耗时。比较而言，前推回代潮流算法该方法物理概念明晰，但由于，配电网络结构庞大，分支较多，计算过程中对网络结构数据的搜索，影响了潮流的计算速度，数据每次前推时都计算支路的功率损耗，涉及直接对数据矩阵的计算，占用空间比较大又比较费时，且只适用于网络呈辐射状的结构的配电网络。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种环网型配电系统潮流计算方法，能够快速、准确的进行潮流计算，且计算的工作量大大降低，收敛可靠，耗时少。

本发明采用的技术方案为：

一种环网型配电系统潮流计算方法,具体包括以下几个步骤：

步骤一，根据环网型配电系统的特点，建立环网型配电系统电路模型，将配电变压器低压侧作为电势节点，等值为电压幅值和相角为恒定已知量并假定三相电压对称；馈线上所有负荷等效为末端集中的节点负荷，且为恒功率即pq负荷，馈线支路采用集中参数模型，故环网型配电系统中只有一个电势节点，其余节点都是负荷节点；环网型配电系统中部分支路连接形成回路，根据图论知识，确定环网型配电系统中回路的连支，并定义为环网状支路，环网状配电系统中除环网支路外的其他支路定义为辐射状支路；按潮流流动的方向，设定各回路电流的绕行方向，环网状支路电流的参考方向取回路电流的绕行方向；环网型配电系统中每一条支路与系统中的两个节点相连，辐射状支路潮流从电势节点出发流向负荷节点，将辐射状支路潮流流出节点定义为始端节点，另一端的节点定义为末端节点，将环网状支路的参考电流流出节点定义为始端节点，另一端的节点定义为末端节点；

步骤二，对环网型配电系统的电路模型中拓扑结构的支路和节点进行编号，电势节点编号为0，负荷节点依次编号为1,3,4……n-1，n为环网型配电系统的节点数，包括一个电势节点，n-1个负荷节点；支路从与电势节点相连支路出发，先对辐射状支路进行编号，使辐射状支路编号和与其相连的末端节点编号相同，依次编号为1,2,3……,b，b为环网型配电系统中辐射状支路的支路数；再对环网状支路进行编号，依次继续编号为b+1,b+2,……,b+m，m为环网型配电系统中环网状支路的支路数；则环网型配电系统的支路数为(b+m)，包括b条辐射状支路，m条环网状支路；

并通过初始数据矩阵dsh来表述环网型配电系统电路模型的拓扑结构和具体参数，初始数据矩阵dsh为(b+m)行，5列的矩阵，其中第i行为：dsh(i,:)＝[x,ns(x),nr(x),z(x),s(nr(；x))其]中，i＝1,2,......,b+m；x为第i条支路编号，ns(x)为第i条支路始端节点的编号，nr(x)为第i条支路末端节点的编号，z(x)为第i条支路阻抗，s(nr(x))为节点nr(x)的节点负荷复功率；

步骤三，通过初始数据矩阵dsh来构造环网型配电系统的节点支路关联矩阵nbh，节点支路关联矩阵nbh为n行，(b+m)列的矩阵，第j行第i列元素nbh(j,i)为：

其中，j＝1,2,......,n，i＝1,2,......,b+m；

步骤四，根据节点支路关联矩阵nbh构造环网型配电系统电路模型的回路路径矩阵lh，回路路径矩阵lh为m行，(b+m)列的矩阵，第s行第i列元素lh(s,i)为：

其中，s＝1,2,......,m，i＝1,2,......,b+m；

根据回路路径矩阵lh和初始数据矩阵dsh，构造回路阻抗矩阵zlh，回路阻抗矩阵zlh为m行，m列的矩阵，第s1行第s2列元素zlh(s1,s2)为：

当s1＝s2＝s时，zlh(s,s)表示回路s的自阻抗，等于回路s中所有支路阻抗之和，当s1≠s2时，zlh(s1,s2)表示回路s1与回路s2的互阻抗，等于回路s1和s2共有支路阻抗代数和，s1＝1,2,......,m；s2＝1,2,......,m；s＝1,2,......,m；

其中，回路s表示环网状支路(b+s)所在的回路；

步骤五，将环网型配电系统的环网状支路断开，将环网型配电系统电路模型等效为对应的辐射型电路模型，并将注入末端节点的负荷电流用等效电流的形式来替代；

用等效数据矩阵ds来表述等效后辐射型电路模型的拓扑结构和具体参数，则等效数据矩阵ds为b行，5列的矩阵，第i行元素ds(i,:)＝dsh(i,:)；构造等效后辐射型电路模型的等效节点支路关联矩阵nb，等效节点支路关联矩阵nb为n行，b列的矩阵，第j行第i列元素nb(j,i)＝nbh(j,i)；

其中，i＝1,2,......,b；j＝1,2,......,n，i＝1,2,......,b；

步骤六，根据等效节点支路关联矩阵nb和等效数据矩阵ds构造等效后辐射型电路模型从电势节点到负荷节点的潮流流经的路径矩阵p，路径矩阵p为(n-1)行，b列的矩阵，第j行第i列元素p(j,i)为：

其中，j＝1,2,......,n-1，i＝1,2,......,b；

等效后辐射型电路模型中从电势节点0到负荷节点j的潮流流经支路的判定包括以下几步：

1)遍历nb矩阵中第(j+1)行元素nb(j,:)若nb(j,y)＝1，可确定支路y末端节点为j；

2)遍历nb矩阵中第y列元素nb(:,y)，若nb(z,y)＝-1，可确定支路y始端节点为(z-1)；

3)遍历nb矩阵中第z行元素nb(z,:)，若nb(z,t)＝1，可确定支路t末端节点为(z-1)；

4)重复以上步骤2,3，直到支路始端节点为电势节点0；

则从电势节点0到负荷节点j的潮流经路径为电势节点0……支路t，节点(z-1)，支路y，负荷节点j；

步骤七，根据等效后辐射型电路模型的路径矩阵p和等效数据矩阵ds，构造等效后辐射型电路模型从电势节点到负荷节点的潮流流经的支路阻抗矩阵zp和节点负荷的复功率矩阵lb；支路阻抗矩阵zp为(n-1)行，b列的矩阵，第j行第i列元素zp(j,i)为：zp(j,i)＝p(j,i)*z(i)；节点负荷的复功率矩阵sb为b行，(n-1)列的矩阵，第i行第j列元素sb(i,j)为：sb(i,j)＝p(i,j)*s(j)；

其中，z(i)＝ds(i,4)为第i条支路的阻抗；s(j)＝ds(i,5)为j节点的节点负荷复功率，支路i末端节点为j；j＝1,2,......,n-1，i＝1,2,......,b；

步骤八，计算环网型配电系统的各支路潮流和各负荷节点电压，具体包括：

1)设定各个负荷节点的电压初始值依次为v1，v2，…vj，…vn-1,其中，vj表示负荷节点j的电压初始值，构造节点电压矩阵v，节点电压矩阵v为1行，(n-1)列的矩阵，其中第j列元素：

v(1,j)＝vj

其中，j＝1,2,......,n-1；

2)计算可得回路压降矩阵vl，回路压降矩阵vl为m行，1列的矩阵，其中第s行第1列元素为：

vl(s,1)＝v(1,y)-v(1,z)；由zlh*il＝vl计算可得回路电流矩阵il，回路电流矩阵il为m行，1列的矩阵，第s回路的回路电流il(s+b)＝il(s,1)；

其中，环网状支路(b+s)的始端节点为y，末端节点为z，s＝1,2,......,m；

3)构造节点电压共轭矩阵vc，节点电压共轭矩阵为1行，n-1列的矩阵，其中第j列元素：

vc(1,j)＝v^*(1,j)

节点负荷复功率共轭矩阵为sc，节点负荷复功率共轭矩阵sc为b行，(n-1)列的矩阵，其中第i行第j列元素为：

sc(i,j)＝sb^*(i,j)

计算可得节点电流矩阵lc，节点电流矩阵lc为b行，(n-1)列的矩阵，第i行第j列元素为：

lc(i,j)＝sc(i,j)/vc(1,j)；其中，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1；

4)计算可得等效节点电流矩阵lct，等效节点电流矩阵lct为b行，(n-1)列的矩阵，其中第i行第j列元素为：

若lc(i,j)＝0，则lct(i,j)＝0

若节点j不与环网状支路相连，则lct(i,j)＝lc(i,j)

若节点j与环网状支路相连，则:

a)若节点j与环网状支路k相连，且为首端节点，则令lc(i,j)＝lc(i,j)+il(k)

b)若节点j与环网状支路k相连，且为末端节点，则令lc(i,j)＝lc(i,j)-il(k)

c)令k＝k+1，若k≤b+m回到步骤a)，否则，到步骤d)

d)lct(i,j)＝lc(i,j)

其中，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1，k＝b+1；

5)计算可得支路电流矩阵fc，支路电流矩阵fc为b行，1列的矩阵，其中第i行元素为：

其中，i＝1,2,......,b；

6)计算可得压降矩阵d，总压降矩阵m和电压矩阵t；压降矩阵d，总压降矩阵m和电压矩阵t为n-1行，b列的矩阵；

d(j,i)＝zp(j,i)*fc(i,1)

t(j,i)＝v0-m(j,i)

计算可得新节点电压矩阵vnew，新节点电压矩阵vnew为1行，(n-1)列的矩阵，第j列元素：vnew(1,j)＝min(t(j,1),t(j,2),...t(j,(n-1)))

其中，v0为辐射型配电系统低压侧变压器出口处电压测量值，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1；l＝1,2,......,i；

7)确定收敛条件，选择系统的误差精度为δ，判定|vnew(1,j)-v(1,j)|≤δ是否成立，如果不成立，则v(1,j)＝vnew(1,j)并回到步骤2)；

否则，可得环网型配电系统中各负荷节点电压和各支路潮流：

第j节点电压为uj＝v(1,j)

第i支路电流为ili＝fc(i,1)

第i支路潮流为

其中，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1；

第k支路电流为ilk＝il(k)

第k支路潮流为

其中，k＝b+1,b+2,......,b+m；j＝1,......,n-1。

本发明根据环网型配电系统的特点建立电路模型，对电路模型中的节点和支路进行编号，并利用矩阵形式来表示电路的初始数据，尤其是电路拓扑结构的数据化描述，使电路模型中图形连接的逻辑关系清晰明确，关联矩阵的引入实现了对路径搜索过程的程序化设计，并用初始数据矩阵作为唯一数据输入，使整个程序设计直接简单；计算过程中利用图论的知识，对环网型配电系统回路进行合理展开，等效为辐射型配电系统进行计算，大大简化了计算过程，并且计算过程中主要利用矩阵元素的代数运算求解配电网的各支路潮流和各负荷节点电压，因而程序计算用时较少，收敛速度较快。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程图；

图2为本发明实施例所述环网型配电系统的电路模型示意图；

图3为本发明实施例所述环网型配电系统的电路模型支路节点编号示意图；

图4为本发明实施例所述等效辐射型配电系统的电路模型示意图；

图5为本发明实施例所述等效辐射型配电系统从电势节点到负荷节点9潮流流经支路的判定示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2和3所示，本发明具体包括以下几个步骤：

步骤一，根据环网型配电系统的特点，建立环网型配电系统电路模型，将配电变压器低压侧作为电势节点，等值为电压幅值和相角为恒定已知量并假定三相电压对称；馈线上所有负荷等效为末端集中的节点负荷，且为恒功率即pq负荷，馈线支路采用集中参数模型，故环网型配电系统中只有一个电势节点，其余节点都是负荷节点；环网型配电系统中部分支路连接形成回路，根据图论知识，确定环网型配电系统中回路的连支，并定义为环网状支路，环网状配电系统中除环网支路外的其他支路定义为辐射状支路；按潮流流动的方向，设定各回路电流的绕行方向，环网状支路电流的参考方向取回路电流的绕行方向；环网型配电系统中每一条支路与系统中的两个节点相连，辐射状支路潮流从电势节点出发流向负荷节点，将辐射状支路潮流流出节点定义为始端节点，另一端的节点定义为末端节点，将环网状支路的参考电流流出节点定义为始端节点，另一端的节点定义为末端节点；

步骤二，对环网型配电系统的电路模型中拓扑结构的支路和节点进行编号，电势节点编号为0，负荷节点依次编号为1,3,4……n-1，n为环网型配电系统的节点数，包括一个电势节点，n-1个负荷节点；支路从与电势节点相连支路出发，先对辐射状支路进行编号，使辐射状支路编号和与其相连的末端节点编号相同，依次编号为1,2,3……,b，b为环网型配电系统中辐射状支路的支路数；再对环网状支路进行编号，依次继续编号为b+1,b+2,……,b+m，m为环网型配电系统中环网状支路的支路数；则环网型配电系统的支路数为(b+m)，包括b条辐射状支路，m条环网状支路；

并通过初始数据矩阵dsh来表述环网型配电系统电路模型的拓扑结构和具体参数，初始数据矩阵dsh为(b+m)行，5列的矩阵，其中第i行为：dsh(i,:)＝[x,ns(x),nr(x),z(x),s(nr(；x))其]中，i＝1,2,......,b+m；x为第i条支路编号，ns(x)为第i条支路始端节点的编号，nr(x)为第i条支路末端节点的编号，z(x)为第i条支路阻抗，s(nr(x))为节点nr(x)的节点负荷复功率；

步骤三，通过初始数据矩阵dsh来构造环网型配电系统的节点支路关联矩阵nbh，节点支路关联矩阵nbh为n行，(b+m)列的矩阵，第j行第i列元素nbh(j,i)为：

其中，j＝1,2,......,n，i＝1,2,......,b+m；

步骤四，根据节点支路关联矩阵nbh构造环网型配电系统电路模型的回路路径矩阵lh，回路路径矩阵lh为m行，(b+m)列的矩阵，第s行第i列元素lh(s,i)为：

其中，s＝1,2,......,m，i＝1,2,......,b+m；

根据回路路径矩阵lh和初始数据矩阵dsh，构造回路阻抗矩阵zlh，回路阻抗矩阵zlh为m行，m列的矩阵，第s1行第s2列元素zlh(s1,s2)为：

当s1＝s2＝s时，zlh(s,s)表示回路s的自阻抗，等于回路s中所有支路阻抗之和，

当s1≠s2时，zlh(s1,s2)表示回路s1与回路s2的互阻抗，等于回路s1和s2共有支路阻抗代数和，s1＝1,2,......,m；s2＝1,2,......,m；s＝1,2,......,m；

其中，回路s表示环网状支路(b+s)所在的回路；

步骤五，将环网型配电系统的环网状支路断开，将环网型配电系统电路模型等效为对应的辐射型电路模型，并将注入末端节点的负荷电流用等效电流的形式来替代；

用等效数据矩阵ds来表述等效后辐射型电路模型的拓扑结构和具体参数，则等效数据矩阵ds为b行，5列的矩阵，第i行元素ds(i,:)＝dsh(i,:)；构造等效后辐射型电路模型的等效节点支路关联矩阵nb，等效节点支路关联矩阵nb为n行，b列的矩阵，第j行第i列元素nb(j,i)＝nbh(j,i)；

其中，i＝1,2,......,b；j＝1,2,......,n，i＝1,2,......,b；

步骤六，根据等效节点支路关联矩阵nb和等效数据矩阵ds构造等效后辐射型电路模型从电势节点到负荷节点的潮流流经的路径矩阵p，路径矩阵p为(n-1)行，b列的矩阵，第j行第i列元素p(j,i)为：

其中，j＝1,2,......,n-1，i＝1,2,......,b；

等效后辐射型电路模型中从电势节点0到负荷节点j的潮流流经支路的判定包括以下几步：

5)遍历nb矩阵中第(j+1)行元素nb(j,:)若nb(j,y)＝1，可确定支路y末端节点为j；

6)遍历nb矩阵中第y列元素nb(:,y)，若nb(z,y)＝-1，可确定支路y始端节点为(z-1)；

7)遍历nb矩阵中第z行元素nb(z,:)，若nb(z,t)＝1，可确定支路t末端节点为(z-1)；

8)重复以上步骤2,3，直到支路始端节点为电势节点0；

则从电势节点0到负荷节点j的潮流经路径为电势节点0……支路t，节点(z-1)，支路y，负荷节点j；

步骤七，根据等效后辐射型电路模型的路径矩阵p和等效数据矩阵ds，构造等效后辐射型电路模型从电势节点到负荷节点的潮流流经的支路阻抗矩阵zp和节点负荷的复功率矩阵lb；支路阻抗矩阵zp为(n-1)行，b列的矩阵，第j行第i列元素zp(j,i)为：zp(j,i)＝p(j,i)*z(i)；节点负荷的复功率矩阵sb为b行，(n-1)列的矩阵，第i行第j列元素sb(i,j)为：sb(i,j)＝p(i,j)*s(j)；

其中，z(i)＝ds(i,4)为第i条支路的阻抗；s(j)＝ds(i,5)为j节点的节点负荷复功率，支路i末端节点为j；j＝1,2,......,n-1，i＝1,2,......,b；

步骤八，计算环网型配电系统的各支路潮流和各负荷节点电压，具体包括：

1)设定各个负荷节点的电压初始值依次为v1，v2，…vj，…vn-1,其中，vj表示负荷节点j的电压初始值，构造节点电压矩阵v，节点电压矩阵v为1行，(n-1)列的矩阵，其中第j列元素：

v(1,j)＝vj

其中，j＝1,2,......,n-1；

2)计算可得回路压降矩阵vl，回路压降矩阵vl为m行，1列的矩阵，其中第s行第1列元素为：

vl(s,1)＝v(1,y)-v(1,z)；由zlh*il＝vl计算可得回路电流矩阵il，回路电流矩阵il为m行，1列的矩阵，第s回路的回路电流il(s+b)＝il(s,1)；

其中，环网状支路(b+s)的始端节点为y，末端节点为z，s＝1,2,......,m；

3)构造节点电压共轭矩阵vc，节点电压共轭矩阵为1行，n-1列的矩阵，其中第j列元素：

vc(1,j)＝v^*(1,j)

节点负荷复功率共轭矩阵为sc，节点负荷复功率共轭矩阵sc为b行，(n-1)列的矩阵，其中第i行第j列元素为：

sc(i,j)＝sb^*(i,j)

计算可得节点电流矩阵lc，节点电流矩阵lc为b行，(n-1)列的矩阵，第i行第j列元素为：

lc(i,j)＝sc(i,j)/vc(1,j)；其中，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1；

4)计算可得等效节点电流矩阵lct，等效节点电流矩阵lct为b行，(n-1)列的矩阵，其中第i行第j列元素为：

若lc(i,j)＝0，则lct(i,j)＝0

若节点j不与环网状支路相连，则lct(i,j)＝lc(i,j)

若节点j与环网状支路相连，则:

a)若节点j与环网状支路k相连，且为首端节点，则令lc(i,j)＝lc(i,j)+il(k)

b)若节点j与环网状支路k相连，且为末端节点，则令lc(i,j)＝lc(i,j)-il(k)

c)令k＝k+1，若k≤b+m回到步骤a)，否则，到步骤d)

d)lct(i,j)＝lc(i,j)

其中，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1，k＝b+1；

5)计算可得支路电流矩阵fc，支路电流矩阵fc为b行，1列的矩阵，其中第i行元素为：

其中，i＝1,2,......,b；

6)计算可得压降矩阵d，总压降矩阵m和电压矩阵t；压降矩阵d，总压降矩阵m和电压矩阵t为n-1行，b列的矩阵；

d(j,i)＝zp(j,i)*fc(i,1)

t(j,i)＝v0-m(j,i)

计算可得新节点电压矩阵vnew，新节点电压矩阵vnew为1行，(n-1)列的矩阵，第j列元素：vnew(1,j)＝min(t(j,1),t(j,2),...t(j,(n-1)))

其中，v0为辐射型配电系统低压侧变压器出口处电压测量值，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1；l＝1,2,......,i；

7)确定收敛条件，选择系统的误差精度为δ，判定|vnew(1,j)-v(1,j)|≤δ是否成立，如果不成立，则v(1,j)＝vnew(1,j)并回到步骤2)；

否则，可得环网型配电系统中各节点负荷电压和各支路潮流：

第j节点负荷电压为uj＝v(1,j)

第i支路电流为ili＝fc(i,1)

第i支路潮流为

其中，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1；

第k支路电流为ilk＝il(k)

第k支路潮流为

其中，k＝b+1,b+2,......,b+m；j＝1,......,n-1；

参见图1，为了更好的解释本发明的方法步骤，以下以一个具体实施例进行解释说明，具体包括以下几个步骤：

步骤一，参见图2，根据环网型配电系统的特点，建立电路模型，将配电变压器低压侧作为电源节点1，等值为电压幅值和相角为恒定已知量并假定三相电压对称；馈线上所有负荷等效为节点负荷2,故配电系统中只有一个电势节点1，其余节点都是负荷节点2，配电系统中环网电路部分6中支路连接形成回路，根据图论知识，每个回路仅含一条连支，且这个连支不出现在其他回路中，确定回路的连支，定义为环网状支路7，并设定环网状支路所在回路的回路电流参考方向8，标示环网状支路电流的参考方向8与回路的绕行方向一致，环网型配电系统中除环网状支路外的其他支路称为辐射状支路4；配电系统中每一条支路与系统中的两个节点相连，辐射状支路潮流从电势节点出发流向负荷节点，将辐射状支路潮流流出节点定义为始端节点3，另一端的节点定义为末端节点5，将环网状支路的参考电流流出节点定义为始端节点，另一端的节点定义为末端节点；

步骤二，参见图3，对环网型的电路模型拓扑结构中的支路和节点进行编号，其中，配电系统的节点数n为10，包括一个电势节点，9个负荷节点；配电系统的支路数(b+m)为(9+2)，包括9个辐射状支路和2个环网状支路。源节点编号为0，负荷节点依次编号为1,2,3……9；从与源节点相连支路出发，对辐射状支路进行编号，使支路编号与相连的末端节点编号相同，依次编号为[1],[2],[3]……[9]；再对形成回路的环网状支路的进行编号，依次继续编号为[10],[11]；

并通过初始数据矩阵ds来表述电路模型的拓扑关系和具体参数如下：

其中，初始数据矩阵ds为11行，5列的矩阵，z(i)为第i条支路阻抗，s(j)为第i条支路末端节点为j的节点负荷复功率，i＝1,2,......,9，j＝1,2,......,11；

步骤三，通过初始数据矩阵dsh可构造配电系统的节点支路关联矩阵nbh如下：

步骤四，根据节点支路关联矩阵nbh构造环网型电路模型回路路径矩阵lh如下：

构造环网型电路模型回路阻抗矩阵zlh如下

步骤五，参见图4，将配电系统的环网型支路断开，将环网状电路模型等效为对应的辐射型电路模型如图3所示，注入末端节点负荷电流用环网状支路等效电流的形式来替代；

则用等效数据矩阵ds来表述等效后辐射型电路模型的拓扑结构和具体参数，

等效节点支路关联矩阵nb为：

步骤六，参见图5，根据等效节点支路关联矩阵nb可得由电势节点到负荷节点的潮流流经的路径矩阵p如下：

步骤七，根据路径矩阵p和等效初始数据矩阵ds，构造从电势节点到负荷节点的潮流电流流经的支路阻抗矩阵zp和节点的负荷复功率矩阵sb如下：

步骤八，计算配电网的各支路电流和各负荷节点电压，具体包括

1)设定其他各个负荷节点电压初始值依次为v1，v2…vj…vn-1,其中，vj表示第j节点电压初始值，构造这里令所有负荷节点的电压都等于电势节点电压v0，则电压矩阵v如下：

v＝[v0v0v0v0v0v0v0v0v0]

2)计算可得回路压降矩阵vl如下：

由zlh*il＝vl可得

回路电流矩阵il为m行，1列的矩阵，定义il(s+b)＝il(s,1)；即为第s回路的回路电流；

其中，s＝1,2,......,m；

3)进一步构造节点电压共轭矩阵vc，节点电压共轭矩阵为1行，9列的矩阵，其中第j列元素：

vc(1,j)＝v^*(1,j)

节点负荷复功率共轭矩阵为sc，节点负荷复功率共轭矩阵sc为9行，9列的矩阵，其中第i行第j列元素为：

sc(i,j)＝sb^*(i,j)

其中，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1；

4)计算可得节点电流矩阵lc，支路电流矩阵fc，

lc(i,j)＝sc(i,j)/vc(1,j)

其中，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1；

为书写方便，这里不妨设定：

5)计算可得等效电流矩阵lct，

由可得

6)计算可得压降矩阵d，总压降矩阵m和电压矩阵t；压降矩阵d；

d(j,i)＝zp(j,i)*fc(i,1)

t(j,i)＝v0-m(j,i)

计算可得新节点电压矩阵vnew，新节点电压矩阵vnew为1行，9列的矩阵，第j列元素：vnew(1,j)＝min(t(j,1),t(j,2),...t(j,(n-1)))

其中，

m(1)＝z(1)*il(1)

m(2)＝z(1)*il(1)+z(2)*il(2)

m(3)＝z(1)*il(1)+z(2)*il(2)+z(3)*il(3)

m(4)＝z(1)*il(1)+z(2)*il(2)+z(3)*il(3)+z(4)*il(4)

m(5)＝z(1)*il(1)+z(5)*il(5)

m(6)＝z(1)*il(1)+z(5)*il(5)+z(6)*il(6)

m(7)＝z(1)*il(1)+z(7)*il(7)

m(8)＝z(1)*il(1)+z(2)*il(2)+z(8)*il(8)

m(9)＝z(1)*il(1)+z(2)*il(2)+z(3)*il(3)+z(9)*il(9)

其中，v0为配电网低压侧变压器出口处电压测量值，i＝1,2,......,9；j＝1,......,9；

l＝1,2,......,i；

vnew(1,j)

＝[v0-m(1)v0-m(2)v0-m(3)v0-m(4)v0-m(5)v0-m(6)v0-m(7)v0-m(8)v0-m(9)]

7)确定收敛条件，选择系统的误差精度为δ，判定|vnew(1,j)-v(1,j)|≤δ是否成立，

如果不成立，则v(1,j)＝vnew(1,j)并回到步骤2)；

否则，可得环网状电路模型中各节点负荷电压和各支路潮流如下：

第j节点电压为uj＝v(1,j)

第i支路电流为ili＝fc(i,1)

第i支路潮流为

其中，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1；

第k支路电流为ilk＝il(s+b)

第k支路潮流为

其中，k＝b+1,b+2,......,b+m；s＝1,2,......,m。

本发明提供了一种环网型配电系统的潮流计算方法，针对配电网台区一个方向的配电系统进行潮流计算，首先根据环网型配电系统的特点，建立环网型配电系统电路模型，并利用矩阵形式存储配电网的原始数据，包括拓扑结构关系和电网参数，并将其作为唯一的数据输入，建立节点支路关联矩阵，并将环网型电路模型等效为对应的辐射型电路模型，进一步计算出节点负荷电流和回路电流，并用等效电流的形式来替代等效辐射型电路注入末端节点的负荷电流；最后直接利用矩阵元素的代数运算求解环网型配电系统的各支路潮流和各负荷节点电压。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。