一种含分布式电源的配电网潮流计算方法技术

本发明专利技术提供了一种含分布式电源的配电网潮流计算方法，所述潮流计算方法具体为首先获取进行潮流计算的配电网的网络拓扑结构，并根据网络拓扑结构获取所有节点、回路和支路信息，采集对应的电力数据并建立回路

【技术实现步骤摘要】
一种含分布式电源的配电网潮流计算方法


[0001]本专利技术涉及有源配电网潮流计算
，尤其是指一种含分布式电源的配电网潮流计算方法。

技术介绍

[0002]随着自然资源的消耗以及环境问题的日益加剧，可再生能源的发展和利用成为时代的主题，分布式电源接入配电网的需求也与日俱增。分布式电源接入配电网之后，将改变传统配电网的无源网络特点，使其成为有源网络，对配电网的潮流走向、电压分布、调度运行等各方面都会产生重要影响。含分布式电源的配电网也会从传统的自然分布型潮流向主动调控型潮流进行转变，原有的潮流计算方法对于新的含分布式电源的配电网已经不再适用。为了满足对含分布式电源的配电网潮流计算需求，目前大多根据分布式电源的计算模型来对常规潮流计算方法进行改进，但是改进之后依旧需要通过多次迭代求解非线性方程组的方式来求得电压分布结果，这种方式依旧存在计算复杂、收敛缓慢的问题，若需要计算含分布式电源较多、规模较大的复杂配电网潮流时，计算速度大大降低，难以满足含分布式电源的配电网快速潮流分析的工程要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种含分布式电源的配电网潮流计算方法。
[0004]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现：
[0005]一种含分布式电源的配电网潮流计算方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一，获取进行潮流计算的配电网的网络拓扑结构，并根据网络拓扑结构获取所有节点、回路和支路信息，然后采集配电网内所有节点、回路和支路对应的电力数据；<br/>[0007]步骤二，根据采集到的电力数据建立回路
‑
支路矩阵；
[0008]步骤三，根据分布式电源接入配电网的节点类型提取分布式电源的发电无功功率计算模型，并根据发电无功功率计算模型求得每个接入分布式电源的节点对应的发电无功功率，从而获取所有节点的功率分布；
[0009]步骤四，根据回路
‑
支路矩阵以及所有接入分布式电源的节点的发电无功功率计算得到所有节点的电压分布。
[0010]进一步的，所述回路
‑
支路矩阵包括回路
–
支路电抗矩阵X，回路
–
支路电阻矩阵R和回路
‑
支路阻抗矩阵Z。
[0011]进一步的，步骤四中所有节点的电压分布计算所用公式具体为：
[0012][0013]其中：为配电网首节点电压幅值构成的n阶常数列向量；U为节点电压幅值列向量U＝[V1,
…
,V
i
,
…
,V
n
]T
，i为其中一个节点，V
G
为PV节点的电压幅值，V0为非PV节点电压幅值；回路
–
支路电阻矩阵R中元为相应支路的电阻；回路
–
支路电抗矩阵X中元为相应支路的电抗；D
i
为支路i的所有下游节点集合；P＝[P1,
…
,P
i
,
…
,P
n
]T
为支路末端有功功率列向量；Q＝[Q1,
…
,Q
i
,
…
,Q
n
]T
为支路末端无功功率列向量；P
j
、Q
j
分别为节点j的有功和无功负荷；P
Gj
、Q
Gj
分别为节点j上所装分布式电源的有功和无功发电功率，j为配电网的其中一个节点。
[0014]将节点计算公式简化为线性代数方程，降低潮流方程计算难度。由于分布式电源通过节点接入配电网，所以节点的功率分布需要考虑到分布式电源的功率，所以根据分布式电源接入节点的类型来计算节点功率分布，不需要进行多次迭代计算，降低计算量，缩短潮流计算时间，即使面对含多个分布式电源、规模较大的配电网的潮流计算时，也能够快速获取潮流计算结果。
[0015]进一步的，所述支路的下游节点为通过该支路供电的节点，支路的下游节点的具体获取过程为：提取回路
‑
支路矩阵，选择其中一条支路，并获取该支路对应的编号，筛选出回路
‑
支路矩阵内支路编号对应列中不为零元素的行号，根据行号对应的节点编号获取对应的节点信息，获取的节点即为该支路的下游节点。
[0016]进一步的，步骤三中所述分布式电源接入配电网的节点类型包括PV节点和PQ节点，PV节点类型上连接的分布式电源的节点电压以及有功功率均为恒定值，PQ节点类型上连接的分布式电源的节点有功功率和无功功率恒定。
[0017]由于分布式电源能够分为PV型以及PQ型，将分布式电源接入的节点按照分布式电源的类型进行分类，并根据分布式电源类型的特点对各节点的潮流计算进行简化。
[0018]进一步的，所述PV恒定型分布式电源的发电无功功率的计算公式为：
[0019][0020]其中：R
t
×
n
为抽取回路
–
支路电阻矩阵R中t个PV节点所对应的行组成的t
×
n阶矩阵；X
t
×
n
为抽取回路
–
支路电抗矩阵X中t个PV节点所对应的行组成的t
×
n阶矩阵；j为其中一
个节点，Q
PQGj
为节点j上PQ型分布式电源的无功发电功率；Q
PVGj
为节点j上PV型分布式电源的无功发电功率；U
PV
为t个PV节点的电压幅值组成的t阶列向量。
[0021]进一步的，步骤一中在根据网络拓扑结构获取所有节点、回路和支路信息的同时，还利用配电网节点、支路编号规则对配电网网络拓扑内所有节点和支路进行编号，所述节点、支路编号规则具体为：设置配电系统与上级电网接入点为首节点，编号设为0，并将关联首节点的支路编号为1，其他由编号为1的支路发散出去的支路的编号沿顺潮流方向递增，除首节点外的其他节点的编号与指向节点的支路编号一致，通过节点连接至地的支路编号则与相应与地连接的节点的编号一致。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]利用配电网自身特点对现有潮流计算方法进行简化，将现有的非线性潮流计算方程组简化为线性代数方程，降低潮流方程计算难度。并利用节点上所接分布式电源类型来对节点功率进行计算，根据计算所得节点功率以及简化后潮流计算方程得到所有节点电压分布，从而实现含分布式电源的配电网潮流计算。通过简化潮流计算方程有效减少迭代过程，大大缩短运算时间，满足快速潮流分析的工程要求，即使是对含多个分布式电源、规模较大的配电网潮流进行计算，也能够快速获取计算结果。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的一种流程示意图；
[0025]图2是本专利技术实施例的一种N节点配电网络回路示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例的一种不含分布式电源的节点电压分布计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含分布式电源的配电网潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，获取进行潮流计算的配电网的网络拓扑结构，并根据网络拓扑结构获取所有节点、回路和支路信息，然后采集配电网内所有节点、回路和支路对应的电力数据；步骤二，根据采集到的电力数据建立回路
‑
支路矩阵；步骤三，根据分布式电源接入配电网的节点类型提取分布式电源的发电无功功率计算模型，并根据发电无功功率计算模型求得每个接入分布式电源的节点对应的发电无功功率，获取所有节点的功率分布；步骤四，根据回路
‑
支路矩阵以及所有接入分布式电源的节点的发电无功功率计算得到所有节点的电压分布。2.根据权利要求1所述的一种含分布式电源的配电网潮流计算方法，其特征在于，所述回路
‑
支路矩阵包括回路
–
支路电抗矩阵X，回路
–
支路电阻矩阵R和回路
‑
支路阻抗矩阵Z。3.根据权利要求1所述的一种含分布式电源的配电网潮流计算方法，其特征在于，步骤四中所有节点的电压分布计算所用公式具体为：其中：其中：为配电网首节点电压幅值构成的n阶常数列向量；U为节点电压幅值列向量U＝[V1,
…
,V
i
,
…
,V
n
]
T
，i为其中一个节点，V
G
为PV节点的电压幅值，V0为非PV节点电压幅值；回路
–
支路电阻阵R中元为相应支路的电阻；回路
–
支路电抗阵X中元为相应支路的电抗；D
i
为支路i的所有下游节点集合；P＝[P1,
…
,P
i
,
…
,P
n
]
T
为支路末端有功功率列向量；Q＝[Q1,
…
,Q
i
,
…
,Q
n
]
T
为支路末端无功功率列向量；P
j
、Q
j
分别为节点j的有功和无功负荷；P
Gj

【专利技术属性】
技术研发人员：郑东升，汪科敏，邢烨，吕湛，邵佳丽，庄明建，宣文雯，邓蔚，谢坚铿，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司嵊州市供电公司，
类型：发明
国别省市：