专利名称：基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法
技术领域：
本发明属于电力系统分析与计算领域，具体涉及一种基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法。
背景技术：
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。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。其中前推回代法由于充分利用了配电网的结构特点，并且其具有物理概念明晰、编程简单、没有大矩阵计算、计算速度快、收敛性较好、非常适合于求解辐射状配电网潮流等优点而被广泛应用。但这些方法处理环网能力较弱。相分量法对三相直接建模，物理概念清晰，易处理不对称元件和负荷。但是，对称 元件三相不能解耦，导致潮流计算时节点数目较多，计算量较大，计算效率不高。同时，平衡节点和PV节点的处理也存在困难。因此，需要一种新的弱环配电网三相潮流计算方法以解决上述问题。
发明内容
发明目的本发明针对现有技术中配电网三相潮流计算方法存在的缺陷，提供一种基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法。技术方案为解决上述技术问题，本发明的基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法采用如下技术方案一种基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤(I)基于序分量法对弱环配电网进行三相潮流建模，并实现三序解耦；(2)在步骤⑴的基础上，建立弱环配电网三相解耦潮流计算方法，所述弱环配电网三相解耦潮流算法是基于道路的回路分析法。发明原理采用序分量法时，可以对三相对称元件实现三序解耦，从而减少系统潮流计算节点数目，提高计算效率。因此基于序分量法的三相潮流建模方法在处理线路空间对称、负荷三相不平衡的配电网具有很好的效果和计算优势。可以将一组不对称的“a”、“b”、“c”三相分量分解为三组三相对称的序分量，那么，三相潮流计算就变成了计算三组三相对称序分量中的一相。因此，配电网三相不平衡潮流计算的计算量会减少2/3，在保持较好的收敛性的情况下，可以给配电网三相潮流计算带来更快的计算速度。本发明针对现有配电网三相潮流计算方法存在的一些不足，提出了一种基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法，该方法首先基于序分量法进行配电系统三相潮流建模，实现三序解耦。有益效果本发明针对现有配电网三相潮流计算方法存在的一些不足，提出了一种基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法，该方法首先基于序分量法进行配电系统三相潮流建模，实现三序解耦。接着，在配电网三序解耦的情况下，基于道路的回路分析法提出一种改进的弱环配电网三序解耦潮流算法。该算法保留了面向支路的前推回推法的优点，而其收敛性不受回路多少的影响，具有很好的收敛性。同时，由于采用三序解耦，减少系统潮流计算节点数目，降低了潮流计算量，提高了计算效率。最后，通过6母线和33母线测试算例验证了本发明方法的正确性和良好的收敛性，以及较强的回路处理能力，迭代次数随着闭合环路的增加而减少。
图I为本发明流程结构示意图；图2为6母线三相不平衡弱环配电网系统；图3为33母线三相不平衡弱环配电网系统；图4为算例2在表4中的7种运行方式下各节点C相电压幅值分布图。·
具体实施例方式下面结合附图具体实施方式
和算例，进一步阐明本发明，应理解这些算例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。请参阅图I所示，本发明的基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法，包括以下步骤(I)基于序分量法对弱环配电网进行三相潮流建模，并实现三序解耦；(2)在步骤(I)的基础上，建立弱环配电网三相解耦潮流计算方法，弱环配电网三相解耦潮流算法基于道路的回路分析法。其中，步骤(I)弱环配电网三相潮流建模包括以下步骤A、确定弱环配电网络的树，树具有节点、树支和连支，分别给节点、树支和连支进行编号；B、确定弱环配电网拓扑结构参数，弱环配电网拓扑结构参数包括节点数N、支路数b和独立回路数I ;根节点是电源且作为参考节点，独立节点个数为η = Ν-1,支路数b =n+1，其中，弱环配电网络的树包括树支和连支，树支条数与独立节点个数相等，连支条数与独立回路数相等，即树支η条，连支I条，支路数等于树支条数与连支条数的和。C、获取网络参数，设定参考节点三相电压穴〃 (3X1阶),各节点三相电压相量矩阵为阶);在弱环配电系统三序网络中，电源节点(即参考节点)的三序电压矩阵为= (3X1阶)，各节点三序电压矩阵为阶),其中，a = eJ2"/3,
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A = — I a a2 ,A'1 = I a2 a 。
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权利要求
1.一种基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)基于序分量法对弱环配电网进行三相潮流建模，并实现三序解耦； (2)在步骤(I)的基础上，建立弱环配电网三相解耦潮流计算方法，所述弱环配电网三相解耦潮流算法是基于道路的回路分析法。
2.如权利要求I所述的基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法，其特征在于，步骤(I)所述的弱环配电网三相潮流建模包括以下步骤 A、确定弱环配电网络的树，所述树具有节点、树支和连支，分别给所述节点、树支和连支进行编号； B、确定弱环配电网拓扑结构参数,所述弱环配电网拓扑结构参数包括节点数N、支路数b和独立回路数I ; C、获取网络参数，设定电源节点三相电压(3X1阶),各节点三相电压相量矩阵为Rjv (3 Xl 阶)； D、计算三序网络参数，其中，上标s= 0、1、2，分别表示三序网络模型中的零序、正序和负序网络模型。
3.如权利要求2所述的基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法，其特征在于，所述电源节点是根节点且作为参考节点，独立节点个数为η = Ν-1,支路数b = n+1,其中，弱环配电网络的树包括树支和连支，树支条数与独立节点个数相等，连支条数与独立回路数相等，即树支η条，连支I条，支路数等于树支条数与连支条数的和。
4.如权利要求2所述的基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法，其特征在于，在弱环配电系统三序网络中，电源节点的三序电压矩阵为印U = If (3X1阶),各节 点三序电压矩阵为
5.如权利要求2所述的基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法，其特征在于，步骤D中所述三序网络参数Z为基于支路i的序阻抗Z6S,形成的对角阵(ηχη阶)，其中，上标s = O，1，2，分别表示三序网络模型中的零序、正序和负序网络模型；
6.如权利要求I所述的基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法，其特征在于，步骤(2)所述的弱环配电网三相解耦潮流计算方法包括以下步骤 E、计算三序网络道路矩阵
7.如权利要求I所述的基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法，其特征在于，步骤J中，对于注入序电流为零的节点，在三序网络道路矩阵Ts中把该节点所对应行删去后形成新矩阵为TsgOnXb阶)，其中，下标s = 0、1、2，分别表示三序网络模型中的零序、正序和负序网络模型，m为节点注入序电流不为零的节点个数。
全文摘要
本发明公开了一种基于序分量法的弱环配电网三相解耦潮流计算方法，包括以下步骤(1)基于序分量法对弱环配电网进行三相潮流建模，并实现三序解耦；(2)在步骤(1)的基础上，建立弱环配电网三相解耦潮流计算方法，所述弱环配电网三相解耦潮流算法是基于道路的回路分析法。因此，该算法保留了面向支路的前推回推法的优点，而其收敛性不受回路多少的影响，具有很好的收敛性。同时，由于采用三序解耦，减少系统潮流计算节点数目，降低了潮流计算量，提高了计算效率。最后，通过6母线和33母线测试算例验证了本发明方法的正确性和良好的收敛性，以及较强的回路处理能力，迭代次数随着闭合环路的增加而减少。
文档编号H02J3/00GK102891485SQ20121038905
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月15日 优先权日2012年10月15日
发明者杨雄, 卫志农, 孙永辉, 孙国强, 韦延方, 袁阳, 陆子刚 申请人:河海大学