专利名称：基于仿射算术的辐射型配电网不确定潮流分析方法
技术领域：
本发明属于电カ系统稳态分析领域，涉及ー种电カ系统不确定潮流分析方法，更具体地，涉及ー种基于仿射算术的辐射型配电网不确定潮流分析方法。
背景技术：
潮流分析是根据给定电力网络结构及运行条件分析整个网络的潮流分布，计算结果中最基本的电气量是系统各母线的复电压的稳态值，其内容属于电力系统稳态分析。不确定潮流是针对电カ系统内负荷和发电机的出力不能精确知道，但知道其一定包含在某个给定区间范围内的情况，通过分析得到的潮流分布结果是一个区间解。由于方法的局限性，在这个区间解里不仅包含所有符合负荷与发电机区间约束的可能解，还会包含ー些实际上不符合所有约束条件的解。前推回代类潮流分析方法是求解辐射型配电网潮流的有效方法，以其简単、灵活、方便等优点，在配电网潮流计算中获得了广泛的应用。前人将区间算木引入到前推回代分析方法中，提出基于区间算木的辐射型配电网不确定潮流分析方法，但该方法的缺陷在于分析结果往往过于保守，使用区间算术得到的区间解的范围往往会比实际中可能出现的范围大很多，这个问题在数次前推回代的长计算链中表现得尤其突出。
发明内容
技术问题:本发明的目的是提供一种能够得到更精确的电压波动范围并包含所有潮流分布结果的基于仿射算木的辐射型配电网不确定潮流分析方法。技术方案:本发明的基于仿射算木的辐射型配电网不确定潮流分析方法，包括以下步骤:I)选取平衡节点为根节点，采用深度优先法则或相关近似法则遍历整个网络，获取网络中的节点个数N并根据网络节点被访问的先后顺序依次为节点编号；2)根据步骤I)得到的节点个数N，针对每个节点，用ー个包含2N个噪声元的仿射量表示节点负荷的波动范围，从而将每个节点的负荷波动范围转换为仿射量；3)将步骤2)中得到的仿射量及各个节点的额定电压，作为负荷及电压的初值赋给除平衡节点外的各个节点；4)运用仿射算木的运算法则，采用基于电流的U-1-PARS型前推回代法，从网络的末端开始不断前推回代，直至满足收敛精度的要求，得到各节点电压的波动范围，基于电流的U-1-PARS型前推回代法中，在前推过程中修正电压，在回代过程中只修正电流。本发明的步骤I)中，若采用其他相关近似法则遍历整个网络，则必须使节点编号满足:网络中任意两个处于同一条支路上的节点，编号较小的节点位于另ー个节点的上游。本发明的步骤2)中，将任ー节点负荷的波动范围转化为一个仿射量的具体方法为:21)将噪声元e i从I到2N编号，并将步骤I)中得到的节点编号与噪声元序号一一对应，即编号为k的节点的有功P与无功Q对应的噪声元序号分别为2k-l和2k ；22)确定网络中的任一节点负荷波动范围的仿射量表达式为:
A2 ATIk-1IN
X = X0 + X1G1 + " + X2n^2N =ズ0 +=JC0 + Lxi￡i + xZk-1s 2k-\ + X2k￡2k + 2^xi￡i，其中ハ表
i=lf—Ii~2ktlJC
示仿射量，X0为不确定量的波动范围的中间值，e i为噪声元，Xi为噪声元系数，k为当前节点的编号，N为网络中的节点个数；23)将网络中的每个节点负荷的波动范围，转化为ー个仿射量，其中节点k的具体转化方法为:将负荷波动范围的中间值作为Xtl的值，其为ー个复数，将节点有功P及无功Q偏离各自中间值的最大值分别作为各自相对应的噪声元系数赋给X21ri及X2k，剩下的与该节点没有对应关系的噪声元系数，均赋初值O。本发明的步骤3)中，平衡节点的电压为给定电压，在分析过程中保持不变。本发明中，步骤4)的具体流程为:41)采用仿射算木的运算法则进行第一次前推回代:首先进行回代:根据每个节点的电压以及负荷转化后的仿射量，运用公式ILk = (Pk+jQk)*/Uk计算得到每个节点的负荷电流Iut，其中，Pk+jQk为该节点负荷转化后的仿射量，Uk为该节点的电压；从配电网各条支路的末端开始，根据基尔霍夫电流定律，从网络中各条支路的末端依次向首端回代，直至根节点，从而得到任意相连的两节点间电流的仿射量；然后进行前推:根据回代过程中得到的每个节点的电压Uk,以及回代过程中求得的各支路电流的仿射量，运用公式 Ub = Ua-1abZab从配电网的根节点开始向各条支路末端前推，依次求出各个节点的新的电压，其中Ua、Ub分别表示相连的两个节点a和b的电压，Iab表示连接这两个节点的线路电流，Zab表示该线路的阻抗；42)采用仿射算木的运算法则进行后续的前推回代:将前一次前推回代得到的各节点的电压赋给各个节点，作为新的节点电压，其为一个仿射量，然后按步骤41)中的流程完成新一次的前推回代计算，其中，由于节点电压不再是ー个确定量，而是ー个仿射量，因此在采用仿射运算法则，计算得到每个节点的负荷电流Iut时，产生4个新的噪声元及其系数，将其添加到原有仿射量的后面；43)进行收敛精度判断，如果所得结果满足收敛精度的要求，则将最后一次前推回代得到的各节点电压的仿射量作为最終的分析结果，并将其转化为区间形式的电压波动范围输出，否则，回到步骤42)。本发明步骤4)中的仿射运算法则具体如下:对于给定的两个包含复数系数的仿射量
权利要求
1.一种基于仿射算术的辐射型配电网不确定潮流分析方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 1)选取平衡节点为根节点，采用深度优先法则或相关近似法则遍历整个网络，获取网络中的节点个数N井根据所述网络节点被访问的先后顺序依次为节点编号； 2)根据所述步骤I)得到的节点个数N，针对每个节点，用ー个包含2N个噪声元的仿射量表示节点负荷的波动范围，从而将每个节点的负荷波动范围转换为仿射量； 3)将所述步骤2)中得到的仿射量及各个节点的额定电压，作为负荷及电压的初值赋给除平衡节点外的各个节点； 4)运用仿射算木的运算法则，采用基于电流的U-1-PARS型前推回代法，从网络的末端开始不断前推回代，直至满足收敛精度的要求，得到各节点电压的波动范围，所述基于电流的U-1-PARS型前推回代法中，在前推过程中修正电压，在回代过程中只修正电流。
2.根据权利要求1所述的基于仿射算木的辐射型配电网不确定潮流分析方法，其特征在于，所述步骤I)中，若采用其他相关近似`法则遍历整个网络，则必须使节点编号满足:网络中任意两个处于同一条支路上的节点，编号较小的节点位于另ー个节点的上游。
3.根据权利要求1或2所述的基于仿射算木的辐射型配电网不确定潮流分析方法，其特征在于，所述步骤2)中，将任ー节点负荷的波动范围转化为一个仿射量的具体方法为: 21)将噪声元し从I到2N编号，并将所述步骤I)中得到的节点编号与噪声元序号一一对应，即编号为k的节点的有功P与无功Q对应的噪声元序号分别为2k-l和2k ； 22)确定网络中的任一节点负荷波动范围的仿射量表达式为: x = x0+xlsl+--- + x+^XiSi =X0 + ^XiSi + X2^1S +X ks k + ^xiSi，其中 A 表示仿射量，X0为不确定量的波动范围的中间值，e i为噪声元，Xi为噪声元系数，k为当前节点的编号，N为网络中的节点个数； 23)将网络中的每个节点负荷的波动范围，转化为ー个仿射量，其中节点k的具体转化方法为:将负荷波动范围的中间值作为Xtl的值，其为ー个复数，将节点有功P及无功Q偏离各自中间值的最大值分别作为各自相对应的噪声元系数赋给X21ri及X2k，剩下的与该节点没有对应关系的噪声元系数，均赋初值O。
4.根据权利要求1或2所述的基于仿射算木的辐射型配电网不确定潮流分析方法，其特征在于，所述步骤3)中，平衡节点的电压为给定电压，在分析过程中保持不变。
5.根据权利要求1或2所述的基于仿射算木的辐射型配电网不确定潮流分析方法，其特征在于，所述步骤4)的具体流程为: 41)采用仿射算木的运算法则进行第一次前推回代: 首先进行回代:根据每个节点的电压以及负荷转化后的仿射量，运用公式 ILk = (VJQk)Vuk 计算得到每个节点的负荷电流Iut，其中，Pk+jQk为该节点负荷转化后的仿射量，Uk为该节点的电压； 从配电网各条支路的末端开始，根据基尔霍夫电流定律，从网络中各条支路的末端依次向首端回代，直至根节点，从而得到任意相连的两节点间电流的仿射量； 然后进行前推:根据回代过程中得到的每个节点的电压Uk，以及回代过程中求得的各支路电流的仿射量，运用公式 Ub = Ua-1abZab 从配电网的根节点开始向各条支路末端前推，依次求出各个节点的新的电压，其中ua、Ub分别表示相连的两个节点a和b的电压，Iab表示连接这两个节点的线路电流，Zab表示该线路的阻抗； 42)采用仿 射算木的运算法则进行后续的前推回代: 将前一次前推回代得到的各节点的电压赋给各个节点，作为新的节点电压，其为ー个仿射量，然后按所述步骤41)中的流程完成新一次的前推回代计算，其中，由于节点电压不再是ー个确定量，而是ー个仿射量，因此在采用仿射运算法则，计算得到每个节点的负荷电流Iut时，产生4个新的噪声元及其系数，将其添加到原有仿射量的后面； 43)进行收敛精度判断，如果所得结果满足收敛精度的要求，则将最后一次前推回代得到的各节点电压的仿射量作为最終的分析结果，并将其转化为区间形式的电压波动范围输出，否则，回到步骤42)。
6.根据权利要求5所述的基于仿射算木的辐射型配电网不确定潮流分析方法，其特征在于，所述步骤4)中的仿射运算法则具体如下: 对于给定的两个包含复数系数的仿射量
7.根据权利要求5所述的基于电流的U-1-PARS型前推回代法，其特征在于，所述步骤43)中，进行收敛精度判断的具体方法为:a)将求得的各个节点电压的仿射量转换为区间形式，其具体方法为:对于ー个仿射量
全文摘要
本发明提供一种基于仿射算术的辐射型配电网不确定潮流分析方法，其步骤包括遍历整个网络，确定节点个数并为节点编号；将每个节点的负荷波动范围转换为仿射量；给网络中节点的负荷及电压赋初值；运用仿射算术的运算法则，从网络的末端开始不断前推回代，直至满足收敛精度的要求，得到各节点电压的波动范围。根据本发明的不确定潮流分析方法，可以有效地缓解前人方法的保守性，能够得到更加小的电压波动范围并使其包含所有的电压可能解。
文档编号G06F19/00GK103093079SQ20121055862
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者顾伟, 罗李子 申请人:东南大学