含微电网型配电网潮流分析可视化方法、装置和设备

本发明属于配电网，具体涉及含微电网型配电网潮流分析可视化方法、装置和设备。

背景技术：

1、近年来，随着新能源的快速发展和电力系统的智能化进程，传统配电网面临着诸多挑战和变革。新能源的大规模接入、电力市场的改革以及智能电网技术的应用，使得配电网的结构和运行方式发生了巨大变化。然而，这些变化也带来了一系列新的问题和需求。首先，新能源的接入给配电网带来了不确定性和波动性。光伏、风能等可再生能源的发电量受天气和季节等因素的影响，导致电网负荷的不稳定性，增加了电网的运行压力和安全风险。其次，传统配电网的结构和运行方式无法适应新能源的高渗透和分布式电源的复杂性。传统的单向供电模式无法充分利用分布式电源的潜力和灵活性，限制了新能源的有效利用和负荷的就地消化。此外，电力市场的改革使得配电网需要更加灵活和智能的运行方式。需求侧响应、能源管理和优化调度等新的需求要求配电网能够实时监测和控制电力系统的状态，以实现资源的高效分配和优化调度。因此，需要一种能够有效应对含微电网型配电网特点的潮流分析方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了含微电网型配电网潮流分析可视化方法、装置和设备，其目的在于实时监测和分析配电网的潮流分布，提高配电网的可靠性、稳定性和能源利用效率，推动可持续能源的发展和应用。

2、为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、根据本发明的第一方面，提供一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法，包括：

4、采用并网控制策略，使微电网向配电网的吸收功率或输送功率保持恒定，利用配电网潮流分析算法，结合配电网中电力元件及线路的实际参数，计算得到配电网潮流分析结果；

5、建立配电网数字孪生可视化模型，将所述配电网潮流分析结果导入所述配电网数字孪生可视化模型。

6、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述配电网潮流分析算法，包括：

7、采用前推回代法来设计配电网潮流分析算法：

8、在前推阶段中，设定配电网中各节点的电压为额定电压，并已知末端节点的功率，从末端节点出发，采用第一算式确定支路的功率损耗和支路送端的功率，进而得到配电网的功率分布情况；

9、在回代阶段中，基于前推阶段得到的配电网的功率分布情况，从电源节点开始，根据第二算式确定各支路上的电压降落，进而确定各节点的电压情况。

10、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一算式为：

11、

12、所述第二算式为：

13、

14、式中，δs为配电网的功率；p为有功功率；q为无功功率；r为电阻；jx为电抗；uj为节点j的电压；δu为节点电压；ui为节点i的电压。

15、在第一方面的一种可能的实现方式中，每次进行前推回代计算后，还包括：

16、检查两次迭代中各节点电压的变化情况，以确定是否满足收敛条件；

17、如果节点电压的变化小于预定收敛阈值，则认为潮流计算已经收敛，结束迭代过程；否则进行下一轮的前推回代计算，直至潮流计算收敛。

18、在第一方面的一种可能的实现方式中，在前推阶段，按照节点到源节点的距离进行分层遍历，首先遍历最底层的节点，然后遍历上层节点和相应的支路，直到遍历到源节点，完成一轮前推计算。

19、在第一方面的一种可能的实现方式中，采用按层遍历的递归算法，确定前推阶段的节点遍历顺序，具体为：

20、以根节点和目标层之间的距离作为递归算法的输入，并对目标层中的所有节点进行遍历操作，递归算法首先检查当前节点是否为空；

21、如果当前节点为空，则停止该分支的递归；

22、如果当前节点不为空，则判断是否达到目标层；

23、如果已经到达目标层，则进行前推操作并停止递归；

24、如果尚未到达目标层，则对当前节点的子节点进行递归，并将子节点的距离设置为当前节点到目标层的距离减一层。

25、在第一方面的一种可能的实现方式中，在回代阶段，使用队列进行广度优先遍历，将电源节点放入队列，并按照广度优先的原则逐个取出节点进行回代计算，通过计算每个后向支路的电压降落和后向节点的电压，并将后向节点加入队列，逐层遍历所有节点和支路，更新配电网的电压分布。

26、在第一方面的一种可能的实现方式中，当微电网为含储能的微电网时，将含储能的微电网视为普通负荷或“负”负荷，直接采用所述配电网潮流分析算法；

27、当微电网为无储能的光伏发电系统时，采用第三算式将配电网输出电流转换为注入电网的无功功率；在每次前推回代计算出配电网电压后，利用更新后的光伏节点电压来更新配电网输出的无功功率；结合配电网恒定的有功功率输出，在潮流分析时，将光伏节点视为负荷节点，采用所述配电网潮流分析算法；所述第三算式为：

28、

29、式中，q为无功功率；p为有功功率；i为注入电流的恒定电流；e+jf为光伏并网电压。

30、根据本发明的第二方面，提供一种含微电网型配电网潮流分析可视化装置，包括：

31、分析模块，用于利用配电网潮流分析算法，结合配电网中电力元件及线路的实际参数，计算得到配电网潮流分析结果；

32、可视化模块，用于建立配电网数字孪生可视化模型，将所述配电网潮流分析结果导入所述配电网数字孪生可视化模型。

33、根据本发明的第三方面，提供一种设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法的步骤。

34、根据本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法的步骤。

35、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

36、本发明提供的一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法，利用配电网潮流分析算法，结合配电网中电力元件及线路的实际参数，计算得到配电网潮流分析结果，并建立配电网数字孪生可视化模型，将配电网潮流分析结果导入配电网数字孪生可视化模型。本发明能够快速准确地预测配电网中的电流分布和电压情况，通过建立配电网数字孪生可视化模型并结合配电网潮流分析算法，可以高效地分析复杂的配电网系统，提供准确的潮流分析结果，将配电网的拓扑结构、潮流分布等信息直观呈现，用户可以通过图形化界面实时查看配电网的状态和数据，并进行交互分析，以便更好地理解和决策。数字孪生技术使得配电网可以实时监测和诊断系统运行状态，通过与实际配电网的实时数据交互，可以及时捕捉到潮流异常、故障和负荷波动等情况，并快速作出响应和调整，以保障配电网的稳定运行。

37、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法，其特征在于，所述配电网潮流分析算法，包括：

3.根据权利要求2所述的一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法，其特征在于，所述第一算式为：

4.根据权利要求2所述的一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法，其特征在于，每次进行前推回代计算后，还包括：

5.根据权利要求2所述的一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法，其特征在于，在前推阶段，按照节点到源节点的距离进行分层遍历，首先遍历最底层的节点，然后遍历上层节点和相应的支路，直到遍历到源节点，完成一轮前推计算。

6.根据权利要求5所述的一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法，其特征在于，采用按层遍历的递归算法，确定前推阶段的节点遍历顺序，具体为：

7.根据权利要求2所述的一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法，其特征在于，在回代阶段，使用队列进行广度优先遍历，将电源节点放入队列，并按照广度优先的原则逐个取出节点进行回代计算，通过计算每个后向支路的电压降落和后向节点的电压，并将后向节点加入队列，逐层遍历所有节点和支路，更新配电网的电压分布。

8.一种含微电网型配电网潮流分析可视化装置，其特征在于，包括：

9.一种设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法的步骤。

技术总结
本发明属于配电网技术领域，公开了含微电网型配电网潮流分析可视化方法、装置和设备，一种含微电网型配电网潮流分析可视化方法，包括：采用并网控制策略，使微电网向配电网的吸收功率或输送功率保持恒定，利用配电网潮流分析算法，结合配电网中电力元件及线路的实际参数，计算得到配电网潮流分析结果；建立配电网数字孪生可视化模型，将所述配电网潮流分析结果导入所述配电网数字孪生可视化模型。本发明的目的在于实时监测和分析配电网的潮流分布，提高配电网的可靠性、稳定性和能源利用效率，推动可持续能源的发展和应用。

技术研发人员：张爱民,王珊,杜羽东,程江怡,张杭,高旭明
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16