本發(fā)明涉及電網(wǎng)配電領(lǐng)域，特別涉及一種基于回路分析法計(jì)算三相配電網(wǎng)潮流的線(xiàn)性方法。
背景技術(shù)：
：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)電力的需求日益增長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)供電的可靠性和供電質(zhì)量提出了更高的要求。合理的配電網(wǎng)優(yōu)化是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。多數(shù)的電力系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題本質(zhì)上是針對(duì)不同的目標(biāo)的最優(yōu)潮流問(wèn)題，這些算法屬于非線(xiàn)性算法，潮流計(jì)算需要反復(fù)迭代求解，負(fù)擔(dān)較重等一些非正常情況下有可能收斂較慢、甚至不收斂，常規(guī)的非線(xiàn)性潮流計(jì)算可以提供一個(gè)精確的結(jié)果，但是計(jì)算用時(shí)長(zhǎng)、存儲(chǔ)空間大。直流潮流算法(DCPF)是傳統(tǒng)牛頓-拉夫遜算法的線(xiàn)性化近似方法，可以直接計(jì)算潮流，不需要迭代運(yùn)算，絕對(duì)收斂，所以在電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度、故障分析、可靠性和安全評(píng)估等方面得到了廣發(fā)的應(yīng)用，但是，由于DCPF計(jì)算忽略了線(xiàn)損、無(wú)功功率和電壓變化，即假定電壓保持不變，然而這個(gè)條件是很難保證的，因此該算法精度較低，一些非正常情況時(shí)，誤差較大，甚至不能滿(mǎn)足工程需求。綜上所述，現(xiàn)有的非線(xiàn)性潮流算法計(jì)算耗時(shí)長(zhǎng)、計(jì)算效率低、資源占用大，而直流潮流算法計(jì)算效率較高，但其精度較差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種計(jì)算效率高、占用資源少、計(jì)算精度高的基于回路分析法計(jì)算三相配電網(wǎng)潮流的線(xiàn)性方法。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于回路分析法計(jì)算三相配電網(wǎng)潮流的線(xiàn)性方法，根據(jù)回路分析法得到配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓和節(jié)點(diǎn)注入電流的關(guān)系函數(shù)；針對(duì)單相系統(tǒng)，根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)，分別得到恒阻抗負(fù)荷、恒電流負(fù)荷、恒功率負(fù)荷、混合模式時(shí)的各節(jié)點(diǎn)注入電流，并帶入所述關(guān)系函數(shù)中計(jì)算得到各節(jié)點(diǎn)電壓值；針對(duì)三相系統(tǒng)，根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)，分別得到恒阻抗負(fù)荷、恒電流負(fù)荷、恒功率負(fù)荷時(shí)的各節(jié)點(diǎn)注入電流，并帶入所述關(guān)系函數(shù)中計(jì)算得到各節(jié)點(diǎn)電壓值；所述三相系統(tǒng)包括星形連接負(fù)荷和三角形連接負(fù)荷。進(jìn)一步地，所述關(guān)系函數(shù)表示為：Un＝ΗUs-ZtIg，其中，Un為各節(jié)點(diǎn)電壓向量，Η＝[1；1；…；1]，Zt為電壓靈敏性矩陣，US為電源電壓，Ig為節(jié)點(diǎn)注入電流向量。進(jìn)一步地，在單相系統(tǒng)中，所述恒阻抗負(fù)荷下節(jié)點(diǎn)注入電流為：或其中，后者為標(biāo)幺值形式，UN為額定線(xiàn)電壓，SZk為該節(jié)點(diǎn)總恒阻抗負(fù)荷，為該節(jié)點(diǎn)實(shí)際電壓，上標(biāo)‘*’表示取共軛。進(jìn)一步地，在單相系統(tǒng)中，所述恒電流負(fù)荷下節(jié)點(diǎn)注入電流為：或其中，后者為標(biāo)幺值形式，SIk為該節(jié)點(diǎn)總恒電流負(fù)荷，UN為額定線(xiàn)電壓。進(jìn)一步地，在單相系統(tǒng)中，所述恒功率負(fù)荷下節(jié)點(diǎn)注入電流為：其中，該式為標(biāo)幺值形式，SPk為該節(jié)點(diǎn)總恒功率負(fù)荷，為該節(jié)點(diǎn)實(shí)際電壓。進(jìn)一步地，在單相系統(tǒng)中，所述混合負(fù)荷下節(jié)點(diǎn)注入電流為：其中，Η＝[1；1；…；1]，Un為各節(jié)點(diǎn)電壓向量，SZ、SI、SP分別為由各節(jié)點(diǎn)恒阻抗負(fù)荷、恒電流負(fù)荷和恒功率負(fù)荷構(gòu)成的向量。進(jìn)一步地，在三相系統(tǒng)中，且為星形連接的恒阻抗負(fù)荷下，注入節(jié)點(diǎn)電流為：其中，SZk為該節(jié)點(diǎn)三相恒阻抗相負(fù)荷構(gòu)成的向量，Uk為三相相電壓向量；當(dāng)為三角形連接的恒阻抗負(fù)荷下，注入節(jié)點(diǎn)電流為：其中，SZk為該節(jié)點(diǎn)三相恒阻抗線(xiàn)負(fù)荷構(gòu)成的向量，Uk為三相相電壓向量。進(jìn)一步地，在三相系統(tǒng)中，且為星形連接的恒電流負(fù)荷下，注入節(jié)點(diǎn)電流為：其中，SIk為該節(jié)點(diǎn)三相恒電流相負(fù)荷構(gòu)成的向量；當(dāng)為三角形連接的恒電流負(fù)荷下，注入節(jié)點(diǎn)電流為：Igk=M[SIk1*(3ejπ6)*,SIk2*(3ejπ6e-j2π3)*,SIk3*(3ejπ6ej2π3)*]T=ejπ6MΦSIk*/3,]]>其中SIk為該節(jié)點(diǎn)三相恒電流線(xiàn)負(fù)荷構(gòu)成的向量。進(jìn)一步地，在三相系統(tǒng)中，且為星形連接的恒功率負(fù)荷下，注入節(jié)點(diǎn)電流為：其中，SPk為該節(jié)點(diǎn)三相恒功率相負(fù)荷構(gòu)成的向量，Uk為三相相電壓向量,當(dāng)為三角形連接的恒功率負(fù)荷下，注入節(jié)點(diǎn)電流為：Igk=I·gkaI·gkbI·gkc≈MSPk1*ejπ33(23e-jπ6-U·kab*)SPk2*ejπ33e-j2π3(23e-jπ6-U·kbc*e-j2π3)SPk3*ejπ33ej2π3(23e-jπ6-U·kca*e-j2π3)=233ejπ6MΦSPk*-13ejπ3MΦ*diag(SPk*)MTUk*.]]>其中SPk為該節(jié)點(diǎn)三相恒功率線(xiàn)負(fù)荷構(gòu)成的向量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的基于回路分析法計(jì)算三相配電網(wǎng)潮流的線(xiàn)性方法，利用回路分析法的配電網(wǎng)潮流算法，推導(dǎo)了一種線(xiàn)性化潮流計(jì)算方法，方法直接對(duì)原來(lái)的計(jì)算公式進(jìn)行線(xiàn)性化處理，所以包含了所有的電氣參量，可以直接求解，不需要迭代計(jì)算，且絕對(duì)收斂，同時(shí)本發(fā)明的方法計(jì)算效率高、占用資源少、計(jì)算精度高。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的基于回路分析法計(jì)算三相配電網(wǎng)潮流的線(xiàn)性方法流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。圖1是本發(fā)明的基于回路分析法計(jì)算三相配電網(wǎng)潮流的線(xiàn)性方法流程圖，包括，根據(jù)回路分析法得到配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓和節(jié)點(diǎn)注入電流的關(guān)系函數(shù)；根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)，針對(duì)單相系統(tǒng)，分別得到恒阻抗負(fù)荷、恒電流負(fù)荷、恒功率負(fù)荷、混合模式時(shí)的各節(jié)點(diǎn)注入電流線(xiàn)性計(jì)算方法，并帶入所述關(guān)系函數(shù)中直接計(jì)算得到各節(jié)點(diǎn)電壓值；根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)，針對(duì)三相不平衡系統(tǒng)中，分別得到恒阻抗負(fù)荷、恒電流負(fù)荷、恒功率負(fù)荷時(shí)的各節(jié)點(diǎn)注入電流線(xiàn)性計(jì)算方法，并帶入所述關(guān)系函數(shù)中直接計(jì)算得到各節(jié)點(diǎn)電壓值；所述三相系統(tǒng)包括星形連接負(fù)荷和三角形連接負(fù)荷。具體的，基于回路分析法的潮流算法原理為，設(shè)定弱環(huán)配電網(wǎng)有N+1個(gè)節(jié)點(diǎn)，l條連支(回路)，假定首節(jié)點(diǎn)是電源且作為參考節(jié)點(diǎn)，則獨(dú)立節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為N，支路數(shù)b＝N+l?？梢杂没趫D論的節(jié)支(節(jié)點(diǎn)-支路)關(guān)聯(lián)矩陣A描述，A的階次是(N+1)×b，A中的元素定義如下：A有N+1個(gè)行向量，每一行與一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，表示該節(jié)點(diǎn)與哪些支路相關(guān)聯(lián)。矩陣A有b個(gè)列向量，每一列與一條支路對(duì)應(yīng)，只有1和-1兩個(gè)非零元素，其余元素都為0，表示該支路與哪兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。將參考節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的行從節(jié)-支關(guān)聯(lián)矩陣中刪除，就得到N×b的降階節(jié)-支關(guān)聯(lián)矩陣A，選定一棵樹(shù)，把N條樹(shù)支編號(hào)在前，l條連支編號(hào)在后，則有：A＝[At,Al](1)At為N×N階可逆陣，Al為N×l階矩陣。針對(duì)弱環(huán)配電網(wǎng)，考慮節(jié)點(diǎn)注入不作為網(wǎng)絡(luò)中的支路，并規(guī)定節(jié)點(diǎn)注入電流以流出節(jié)點(diǎn)為正，支路電流以流出節(jié)點(diǎn)為正，流入節(jié)點(diǎn)為負(fù)，記節(jié)點(diǎn)注入電流向量為Ig(N×1階)，支路電流向量為Ib(b×1階)，則有：Ig=AIb=[At,Al]IbtIbl=AtIbt+AlIbl---(2)]]>其中，Ibt(N×1階)為樹(shù)支支路電流向量。由于每個(gè)基本回路只與一條連支對(duì)應(yīng)，定義連支方向?yàn)榛净芈氛较?，Ibl(l×1階)即為連支支路(回路)電流向量。則由式(2)可求解Ibt，即有：Ibt=At-1Ig-At-1AlIbl---(3)]]>其中，下標(biāo)‘T’表示矩陣轉(zhuǎn)置，為對(duì)應(yīng)樹(shù)支支路的回路矩陣，為對(duì)應(yīng)樹(shù)支支路的道路矩陣?；诨鶢柣舴螂妷憾珊蜌W姆定律有：BUb=BtElUbtUbl=BtElZbt00ZblIbtIbl=0---(4)]]>其中，El為l×l階單位矩陣，Ubt(N×1階)為樹(shù)支支路電壓向量,Ubl(l×1階)為連支支路電壓向量,Zbt(N×N)為樹(shù)支支路阻抗形成的對(duì)角陣，Zbl(l×l)為連支支路阻抗形成的對(duì)角陣。把(4)展開(kāi)可得，BtZbtIbt+ZblIbl＝0(5)把(3)帶入(5)，可求得Ibl為，Ibl＝-YlBtZbtTtTIg(6)其中為回路阻抗陣，Yl是回路阻抗陣Zl的逆矩陣。則任一節(jié)點(diǎn)與電源節(jié)點(diǎn)的電壓差ΔUn，等于從此節(jié)點(diǎn)開(kāi)始沿著該節(jié)點(diǎn)所在道路到達(dá)電源節(jié)點(diǎn)所經(jīng)過(guò)支路的支路電壓之和，基于矩陣形式可以表示為，ΔUn=HU·s-Un=TtUbt=TtZbtIbt=TtZbtTtTIg+TtZbtBtTIbl---(7)]]>其中，是電源電壓，Un(N×1)各節(jié)點(diǎn)電壓向量，Η＝[1；1；…；1](N×1階)。把(6)帶入(7)，可得，ΔUn=TtZbtTtTIg-TtZbtBtTYlBtZbtTtTIg=TtZbt(I-BtTYlBtZbt)TtTIg=ZtIg---(8)]]>其中如果沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有回路時(shí)，則簡(jiǎn)化為Zt＝TtZbtTtT，Zt可以稱(chēng)為電壓靈敏性矩陣，具有阻抗性質(zhì)。則可求得Un為，Un＝ΗUs-ZtIg(9)繼而，可通過(guò)(9)式來(lái)計(jì)算求得各節(jié)點(diǎn)電壓，但是Ig是各節(jié)點(diǎn)實(shí)際電壓的函數(shù)，存在非線(xiàn)性，所以需要反復(fù)迭代求解直至獲得足夠精度的解，并可能存在不收斂的情況。但由于Zt在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變時(shí)是常數(shù)，所以可以提前生成，這樣在迭代過(guò)程中，就使計(jì)算負(fù)擔(dān)減小，從而可提高計(jì)算效率。從式(9)可見(jiàn)，如果Ig能線(xiàn)性化求解，則各節(jié)點(diǎn)電壓可以不用迭代計(jì)算，直接求解。各節(jié)點(diǎn)注入電流與電壓有關(guān)，具體的，基于單相系統(tǒng)分析，針對(duì)恒阻抗負(fù)荷，節(jié)點(diǎn)注入電流可以表示為：或后者為標(biāo)幺值形式，本發(fā)明針對(duì)三相平衡系統(tǒng)，基準(zhǔn)電壓取網(wǎng)絡(luò)的額定電壓(即額定線(xiàn)電壓，UN)?？梢钥闯雠c之間是線(xiàn)性關(guān)系，所以可得，Un=HUs-Ztdiag(SZ*)Un⇒[E+Ztdiag(SZ*)]Un=HUs---(11)]]>其中，E為N×N單位矩陣，diag(V)為形成對(duì)角矩陣函數(shù)(把向量V中的元素發(fā)在矩陣的主對(duì)角線(xiàn)上)?；谑?11)可見(jiàn)，針對(duì)恒阻抗模型，Un可以直接求解，不需要迭代運(yùn)算。針對(duì)恒電流負(fù)荷，節(jié)點(diǎn)注入電流可以表示為：或后者為標(biāo)幺值形式?；谑?12)可見(jiàn)，針對(duì)恒電流模型，與無(wú)關(guān)，帶入式(9)有可以直接求解，也不需要迭代運(yùn)算。針對(duì)恒功率負(fù)荷，節(jié)點(diǎn)注入電流可以表示為：或后者為標(biāo)幺值形式?？梢钥闯雠c之間是非線(xiàn)性關(guān)系，不能直接求解，需要對(duì)其進(jìn)行線(xiàn)性化處理。這里基于復(fù)變函數(shù)理論來(lái)分析，考慮復(fù)變函數(shù)f(z)，函數(shù)f(z)在區(qū)域D內(nèi)解析，則對(duì)于D內(nèi)任意一點(diǎn)z0，函數(shù)一定可以在z0的某個(gè)鄰域內(nèi)展開(kāi)為泰勒級(jí)數(shù)。定義(這里僅討論標(biāo)幺值形式，非標(biāo)幺值要轉(zhuǎn)化為標(biāo)幺值來(lái)處理)，f(z)=f(ΔU·k)=11-ΔU·k=1U·k---(14)]]>如果滿(mǎn)足式(14)在區(qū)域D內(nèi)解析可導(dǎo)，所以可求得在零點(diǎn)附近的泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)式為，1U·k=11-ΔU·k=Σn=0+∞(ΔU·k)n,(|ΔU·k|<1)---(15)]]>忽略高次項(xiàng)有，1U·k=11-ΔU·k≈1+ΔU·k=1+1-U·k=2-U·k---(16)]]>如果足夠小，精度可以很高，如當(dāng)時(shí)，最大幅值誤差為5％，當(dāng)趨近于零時(shí)，誤差會(huì)顯著下降。因此，把式(16)帶入(13)，則可得線(xiàn)形計(jì)算等式為，I·gk=SPk*U·k*≈SPk*(2-U·k*)---(17)]]>針對(duì)混合模型(僅考慮標(biāo)幺值模型)：I·gk=SZk*U·k+SIk*+SPk*(2-U·k*)---(18)]]>用矩陣形式有,Ig=diag(SZ*)Un+SI*+diag(SP*)(2H-Un*)---(19)]]>把式(19)帶入式(9),Un=HUs-Zt[diag(SZ*)Un+SI*+diag(SP*)(2H-Un*)]---(20)]]>對(duì)式(20)進(jìn)行整理，并定義可得，λUn+γUn*=χ---(21)]]>把式(21)的復(fù)數(shù)矩陣在直角坐標(biāo)系下分解展開(kāi)，整理可求解出各節(jié)點(diǎn)電壓的實(shí)部和虛部，如下式所示(下標(biāo)‘r’和‘i’分別表示該矩陣或向量的實(shí)部和虛部)，λr+γr-λi+γiλi+γiλr-γrUrUi=χrχi---(22)]]>式(22)可直接求得各節(jié)點(diǎn)的電壓，進(jìn)而求得其他的電氣參量，不用迭代計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)潮流的線(xiàn)性化求解。并且，如果式(17)結(jié)果足夠精確，則式(22)的結(jié)果也應(yīng)足夠精確，并且可獲取所有的電氣參量。將單相線(xiàn)性近似處理擴(kuò)展到三相不平衡系統(tǒng)，首先需要把上述網(wǎng)絡(luò)描述矩陣Tt和Bt、阻抗參數(shù)矩陣Zbt和Yl擴(kuò)展到三相或混合配電網(wǎng)絡(luò)，而Un和S應(yīng)為三相相電壓和相或線(xiàn)負(fù)荷向量。對(duì)于星形連接的負(fù)荷，即“Y”連接，針對(duì)恒阻抗負(fù)荷(Y-Z)，定義則Y-Z負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)注入電流可以表示為，Igk=[SZk1*U·ka,SZk2*U·kb,SZk3*U·kc]T=diag(SZk*)Uk---(23)]]>針對(duì)恒電流負(fù)荷(Y-I)，定義則Y-I負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)注入電流可以表示為，Igk=[SIk1*,SIk2*/(e-j2π3)*,SIk3*/(ej2π3)*]T=ΦSIk*---(24)]]>針對(duì)恒功率負(fù)荷(Y-P)，首先按常規(guī)定義A相作為參考向量，任一節(jié)點(diǎn)的三相電壓可以表示為和(這里，和這是為了滿(mǎn)足前面基于復(fù)變函數(shù)的近似線(xiàn)性化等式條件而采用的一種近似表達(dá)式)。針對(duì)滿(mǎn)足則式(16)仍然成立，但是針對(duì)和滿(mǎn)足該條件，不能直接采用式(16)，需要做一定的處理，考慮到三相相位的偏差基本在左右，可作如下推導(dǎo)，1U·b=ej2π31U·bej2π3≈ej2π3(2-U·bej2π3)1U·c=e-j2π31U·ce-j2π3≈e-j2π3(2-U·ce-j2π3)---(25)]]>定義則可得，Igk=I·gkaI·gkbI·gkc≈SPk1**(2-U·ka*)SPk2**e-j2π3(2-U·kb*e-j2π3)SPk3**ej2π3(2-U·kc*ej2π3)=2ΦSPk*-Φ*diag(SPk*)Uk*---(26)]]>對(duì)于三角形連接的負(fù)荷，即“D”連接，由于負(fù)荷連接在線(xiàn)線(xiàn)之間，但上述的三相系統(tǒng)潮流計(jì)算公式中各電氣參量Igk和Uk為線(xiàn)電流和相電壓，所以需要進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換計(jì)算，定義則有，ULine_k=MTUkIgk=MIdelta_k---(27)]]>針對(duì)恒阻抗負(fù)荷(D-Z)，則D-Z負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)注入電流推導(dǎo)可以表示為，Igk=Mdiag(SZk*/3)MTUk---(28)]]>針對(duì)恒電流負(fù)荷(D-I)，則D-I負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)注入電流可以求得為，Igk=M[SIk1*(3ejπ6)*,SIk2*(3ejπ6e-j2π3)*,SIk3*(3ejπ6ej2π3)*]T=ejπ6MΦSIk*/3---(28)]]>針對(duì)恒功率負(fù)荷(D-P)，同樣考慮到相位的差異，為了滿(mǎn)足式(16)近似的條件，線(xiàn)電壓可以推導(dǎo)表示為，1U·ab=e-jπ631U·abe-jπ6/3≈e-jπ63(2-U·abe-jπ63)=e-jπ33(23ejπ6-U·ab)1U·bc=ej2π31U·bcej2π3≈e-jπ33ej2π3(23ejπ6-U·bcej2π3)1U·ca=e-j2π31U·cae-j2π3≈e-jπ33e-j2π3(23ejπ6-U·cae-j2π3)---(29)]]>則D‐P負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)注入電流可以近似求得為，Igk=I·gkaI·gkbI·gkc≈MSPk1*ejπ33(23e-jπ6-U·kab*)SPk2*ejπ33e-j2π3(23e-jπ6-U·kbc*e-j2π3)SPk3*ejπ33ej2π3(23e-jπ6-U·kca*ej2π3)=233ejπ6MΦSPk*-13ejπ3MΦ*diag(SPk*)MTUk*---(30)]]>應(yīng)用所設(shè)計(jì)的線(xiàn)性處理方法求解三相不平衡系統(tǒng)潮流，除了擴(kuò)展各網(wǎng)絡(luò)描述矩陣(回路矩陣、道路矩陣)外，需要用式(23)～(30)替代式(20)～(22)并進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q處理。具體的，表1(節(jié)點(diǎn)注入電流線(xiàn)性近似計(jì)算公式)列出了上面?zhèn)€討論的針對(duì)三相平衡系統(tǒng)和三相不平衡系統(tǒng)的電流處理公式，表1實(shí)施例1：為了更好的說(shuō)明本發(fā)明的方案，本發(fā)明選用了三個(gè)三相平衡系統(tǒng)算例，33節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)，69節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)和一個(gè)210節(jié)點(diǎn)中低壓配電系統(tǒng)，具體可參看王守相，王成山，現(xiàn)代配電系統(tǒng)分析[M]，北京：高等教育出版社，2007:196-202以及‘LiHongwei,JinYong,ZhangAnan,ShenXia,JinXu.Animprovedhybridloadflowcalculationalgorithmforweakly-meshedpowerdistributionsystem.IntJElectrPowerEnergySyst2016；74:437–45’中對(duì)應(yīng)內(nèi)容，在此不再贅述，同時(shí)選用前述的基于回路分析法的非線(xiàn)性迭代潮流算法計(jì)算結(jié)果作為基準(zhǔn)，定義電壓幅值誤差為ΔUk＝|Uk_loop-Uk_linear|(標(biāo)幺值，p.u.)和角度誤差Δθk＝|θk_loop-θk_linear|(角度，°)來(lái)進(jìn)行測(cè)試和分析。與回路分析法算法比較，本文線(xiàn)性算法的計(jì)算結(jié)果對(duì)應(yīng)的誤差結(jié)果見(jiàn)表2(平衡系統(tǒng)算例潮流計(jì)算結(jié)果誤差對(duì)比表)，為了進(jìn)一步對(duì)比算法的高效性，也選用了回路分析法算法第一次迭代的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析比較，相應(yīng)的結(jié)果也列入了表2。表2從表2的誤差結(jié)果對(duì)比來(lái)看，針對(duì)三個(gè)算例，本文算法計(jì)算結(jié)果中最大電壓幅值誤差分別為5.30×10-4、7.29×10-4和3.82×10-4。對(duì)非迭代運(yùn)算的線(xiàn)性直接潮流算法來(lái)講，這樣的誤差是比較低的。三個(gè)算例潮流計(jì)算結(jié)果的最低節(jié)點(diǎn)電壓都略大于0.9(p.u.)，這是誤差小的主要原因。一般來(lái)講，最低電壓越接近于1，相應(yīng)的誤差越小。另外，由表2中可見(jiàn)，基于回路分析法算法的第一次迭代結(jié)果誤差要大的多，對(duì)應(yīng)的最大幅值誤差分別是本位算法計(jì)算誤差的12.1倍、10.8倍和15.1倍。相應(yīng)的相角計(jì)算誤差有相似的結(jié)果，本文算法的計(jì)算誤差可以忽略不計(jì)?？偟恼f(shuō)來(lái)，針對(duì)三相平系統(tǒng)，本文線(xiàn)性潮流算法完全能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的精度要求。為進(jìn)一步分析本文算法應(yīng)用于惡劣負(fù)荷情況的有效性，選擇了上述的69母線(xiàn)系統(tǒng)并閉合其5條聯(lián)絡(luò)支路構(gòu)成環(huán)網(wǎng)后的系統(tǒng)，在不同負(fù)荷率情況下進(jìn)行了進(jìn)一步的測(cè)試分析。同時(shí)為了分析上述三種不同負(fù)荷模型對(duì)誤差的影響，選擇了四種情景討論：原始的均為恒阻抗負(fù)荷情景和三種ZIP負(fù)荷比例不同情況下的情景(額定電壓狀態(tài)下總的負(fù)荷不變)，相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3(不同負(fù)荷水平下69母線(xiàn)配電系統(tǒng)潮流計(jì)算誤差對(duì)比表<5條聯(lián)絡(luò)支路閉合>)。表3表3的計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)負(fù)荷加重后，誤差升高。從4種情景結(jié)果看，同樣負(fù)荷時(shí)，恒功率負(fù)荷比列越大，誤差越大，表明恒功率負(fù)荷對(duì)誤差大小有更大的影響。分析原因可知，從節(jié)點(diǎn)注入電流來(lái)看，當(dāng)節(jié)點(diǎn)電壓降低時(shí)，恒阻抗負(fù)荷、恒電流負(fù)荷和恒功率負(fù)荷對(duì)應(yīng)的電流分別降低、保持不變和升高，因此，恒功率負(fù)荷比例越大，電流增大，線(xiàn)路電壓損失增加，節(jié)點(diǎn)電壓降低更多，所以應(yīng)用本文算法求解帶來(lái)的誤差會(huì)更大。恒功率負(fù)荷比例越大，電壓受影響更大，電壓降低越多。而恒阻抗負(fù)荷隨電壓降低電流減少，所以電壓受影響比恒功率模型更小，所以更多的恒阻抗負(fù)荷比恒電流負(fù)荷帶了誤差要小些。當(dāng)然，恒阻抗負(fù)荷和恒電流負(fù)荷都是線(xiàn)性關(guān)系，所以其比例高時(shí)，誤差相對(duì)小得多。實(shí)施例2：為了驗(yàn)證所提算法的有效性和可行性，本發(fā)明還選用3個(gè)三相不平衡系統(tǒng)算例來(lái)進(jìn)行測(cè)試和分析，即IEEE13、IEEE37和IEEE123系統(tǒng)算例，具體可參看‘DistributionSystemAnalysisSubcommittee.Radialdistributiontestfeeders[EB/OL]’,http://ewh.ieee.org/soc/pes/dsacom/testfeeders/index.html’，在此不再贅述，其中，IEEE13和IEEE123系統(tǒng)包含了單相線(xiàn)路(負(fù)荷)、兩相線(xiàn)路(負(fù)荷)和三相線(xiàn)路(負(fù)荷)，是混合的配電網(wǎng)系統(tǒng)。同樣選擇回路分析法算法的計(jì)算結(jié)果作為基準(zhǔn)，相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4(不平衡配電系統(tǒng)算例潮流計(jì)算結(jié)果誤差對(duì)比表)。表4從表4可見(jiàn)，針對(duì)三個(gè)算例，最大電壓幅值誤差分別為5.28×10-5、5.66×10-5和3.87×10-5。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)電壓相對(duì)較高(分別為0.9710、0.9449和0.9680，p.u.)，所以誤差比表2中三相對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)算例的誤差要小，即一般節(jié)點(diǎn)最底電壓越接近于1，誤差越小。相似地，基于回路分析法算法的第一次迭代結(jié)果誤差要大的多，對(duì)應(yīng)的最大幅值誤差分別是本位算法計(jì)算誤差的28.2倍、20.5倍和23.0倍。相角誤差結(jié)論與三相平衡系統(tǒng)的結(jié)論相同。針對(duì)不同負(fù)荷率的情況，IEEE123系統(tǒng)被用來(lái)做了進(jìn)一步的測(cè)試，對(duì)應(yīng)的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5(不同負(fù)荷水平下IEEE123配電系統(tǒng)潮流計(jì)算誤差對(duì)比表)。從表5中可以看出，可以得出前面三相平衡系統(tǒng)同樣的結(jié)論，負(fù)荷率增加，誤差增大，同樣負(fù)荷時(shí)，當(dāng)恒功率負(fù)荷比例高時(shí)，誤差要更大，進(jìn)一步表明了恒功率負(fù)荷對(duì)誤差有更大的影響。表5綜上所述，本發(fā)明提出的適用于三相不平衡配電網(wǎng)絡(luò)的線(xiàn)性潮流算法，該算法不要迭代結(jié)算，絕對(duì)收斂，可一次直接求解。用不同類(lèi)型的配電系統(tǒng)算例進(jìn)行了仿真測(cè)試，結(jié)果表明該算法精度足夠高，且在負(fù)荷比較重的情況下仍能取得令人滿(mǎn)意的結(jié)果。為處理三相不平衡配電網(wǎng)絡(luò)提供了一種簡(jiǎn)單、強(qiáng)健、高效的算法，且相比直流潮流計(jì)算，該算法可獲得所有電氣量結(jié)果，能取得滿(mǎn)足工程要求的更令人滿(mǎn)意的精度，可以把該算法應(yīng)用于配電網(wǎng)最優(yōu)潮流、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、故障分析、可靠性和安全性評(píng)估等場(chǎng)合。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不限制于上述實(shí)施方式，在不脫離本申請(qǐng)的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出各種修改或改型。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3