基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法技术

基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法，包括以下步骤：将配电网所有节点进行编号，输入各节点功率和各支路阻抗值等参数；将所有输入参数转化为标准仿射形式，并初始化迭代参数；从末节点开始，采用改进仿射算法回代计算每个节点的注入电流仿射向量；根据KCL定理计算上游节点电流仿射值；前推计算每个节点的电压仿射值；计算电压迭代误差，并判断是否满足迭代终止条件，若不满足则返回，直到迭代满足精度要求为止；迭代终止后，输出仿射潮流计算结果，为调度人员提供更加直观的配电网状态信息。本发明专利技术相较于传统仿射算法的潮流计算更好地解决了区间潮流计算过程中的保守性问题，提高了计算效率，有效地求解含不确定性信息的配电网络的潮流状态。电网络的潮流状态。电网络的潮流状态。

【技术实现步骤摘要】
基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法


[0001]本专利技术涉及电力系统潮流分析领域，具体涉及一种基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法。

技术介绍

[0002]风力光伏发电等可再生能源集中式并网的规模日益增加，其出力的波动性增加了电力系统的不确定因素。如何快速计算含有不确定性波动的系统潮流分布是系统运行人员最关心的问题。传统的确定性潮流计算只是在某一时间断面或确定工况下进行，无法量化不确定因素对电力系统的影响，已不适用于可再生电源电力系统分析。因此，采用不确定性分析方法对电力系统的潮流分布状态进行描述成为了当前研究热点之一。
[0003]区间潮流采用区间数来描述不确定量，通过区间算法求解含区间数的潮流方程；通过包含区间潮流状态量的上下界，包含了电力系统所有可能的运行情况。具有简单直接、易于实现的优点。但运用区间算法进行近似求解会产生区间保守性的问题，仿射算术作为区间算术的发展，运用于不确定性潮流计算时，能够考虑多个变量之间的关联性和耦合性，能够有效的减少区间扩张问题，越来越受到研究人员的关注。然而仿射运算的非线性运算仍会带来计算结果扩张的问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法，通过将区间泰勒方程引入仿射非线性运算中，降低潮流区间结果保守性的同时提高计算效率。
[0005]本专利技术采取的技术方案为：
[0006]基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一：将配电网所有节点进行编号，输入各节点功率和各支路阻抗值参数；
[0008]步骤二：将所有输入参数转化为标准仿射形式，并初始化迭代参数；
[0009]步骤三：从末节点开始，采用改进仿射算法回代计算每个节点的注入电流仿射向量；
[0010]步骤四：根据KCL定理，计算上游节点电流仿射值；
[0011]步骤五：前推计算每个节点的电压仿射值；
[0012]步骤六：计算电压迭代误差，并判断是否满足迭代终止条件，若不满足则返回步骤三，直到迭代满足精度要求为止；
[0013]步骤七：迭代终止后，输出仿射潮流计算结果。
[0014]所述步骤一中，将配电网所有负荷节点进行编号，输入各负荷节点功率和各支路阻抗值参数以构建配电网数值模型，为后续潮流计算提供模型支持。
[0015]所述步骤二中，输入参数即为步骤一中输入的各负荷节点功率和各支路阻抗值参数。
[0016]步骤二包括以下步骤：
[0017]S2.1:初始化各负荷节点电压的幅值和相角，设各节点的电压设置迭代次数T，初始化迭代参数t＝1。
[0018]S2.2:利用转化公式，将区间波动参数转化为仿射值形式：
[0019][0020]式(1)中：为节点功率仿射值，S0为节点功率中心值，S
i
为各仿射噪声元系数，ε
i
为噪声元，其值为[
‑
1,1]。
[0021]所述步骤三包括以下步骤：
[0022]S3.1:对于除法运算将其转化为求解，故将节点电流计算转换如下：
[0023][0024]式(2)中：为负荷节点i在t时刻的仿射电流值，为负荷节点i的仿射功率值，为负荷节点i在t时刻的仿射电压值。
[0025]S3.2:将电流计算公式中的进行一阶泰勒展开，展开时所有噪声元的偶数次方等价为ε
ni
＝0.5+0.5ε
i
，n为偶数；同理奇数次方也可等价为ε
ni
＝ε
i
，n为奇数；通过整理得：
[0026][0027]式(3)中：为节点电压的仿射值，为节点电压仿射中心值，为节点电压仿射半径值，为节点电压下界值，ε、ε1、ε2为噪声元，它们的值均为[
‑
1,1]。
[0028]S3.3:由于式(3)中分母ε＝[0,1]为区间数，为了避免区间数的除法，将等式右边进行放缩得：
[0029][0030]S3.4:故将节点电流计算公式化简如下：
[0031][0032]式(5)中：为节点电流的仿射值，为的共轭值，为节点功率的仿射值。
[0033]所述步骤四中，根据KCL定理，即电路中任一不包含电源的假设封闭面的电流代数和为零。从辐射状网络的末节点开始，通过对支路电流的求和计算，获得各条支路的电流仿射值：
[0034][0035]式(6)中：Ni为i节点及下游节点的集合，j为上游节点，ij为节点i与节点j的支路，其中上游节点为辐射状网络中更靠近源头的节点，而下游节点为辐射状网络中更靠近末端
的节点。
[0036]所述步骤五中，前推计算每个节点的电压，其计算公式如下：
[0037][0038]式(7)中：Z
ij
为节点i与节点j间的支路阻抗值，为节点j的电压仿射值，为节点i与节点j间的支路电流仿射值。
[0039]所述步骤六包括以下步骤：
[0040]S6.1:计算电压迭代误差如下：
[0041][0042]式(8)中：为第t次迭代求出的节点i的电压仿射值，为第t
‑
1次迭代求出的节点i的电压仿射值。
[0043]S6.2:判断迭代是否终止，即是否满足：其中，σ为迭代收敛精度，σ＝10
‑
10
；若满足则停止迭代；否则，返回步骤三继续迭代，迭代次数t加一，t＝t+1。
[0044]本专利技术一种基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法，技术效果如下：
[0045]1)与现有技术相比，本专利技术提出的基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法，利用区间泰勒公式将仿射运算中的非线性运算线性化，降低了求解复杂度。
[0046]2)本专利技术改进后仿射量的近似除法固定了噪声项个数，使得解区间的精度更高。可以更有效地求解含不确定信息的配电网络的潮流，更好地解决传统仿射潮流计算过程中的保守性。
[0047]3)本专利技术相较于传统仿射算法的潮流计算更好地解决了区间潮流计算过程中的保守性问题，提高了计算效率。可以更有效地求解含不确定性信息的配电网络的潮流状态。
附图说明
[0048]图1是本专利技术提供的基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法流程图。
[0049]图2是本专利技术提供的改进的IEEE33节点拓扑图。
[0050]图3(1)是本专利技术提供的潮流计算节点电压幅值区间结果图；
[0051]图3(2)是本专利技术提供的潮流计算节点电压相角区间结果图。
具体实施方式
[0052]如图1所示，基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法，包括以下步骤：
[0053]步骤一：将配电网所有节点进行编号，输入各节点功率和各支路阻抗值等参数；
[0054]步骤二：将所有输入参数转化为标准仿射形式，并初始化迭代参数；
[0055]所述步骤二包括以下步骤：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：将配电网负荷节点进行编号，输入各节点功率和各支路阻抗值参数；步骤二：将所有输入参数转化为标准仿射形式，并初始化迭代参数；步骤三：从末节点开始，采用改进仿射算法回代计算每个节点的注入电流仿射向量；步骤四：根据KCL定理，计算上游节点电流仿射值；步骤五：前推计算每个节点的电压仿射值；步骤六：计算电压迭代误差，并判断是否满足迭代终止条件，若不满足则返回步骤三，直到迭代满足精度要求为止；步骤七：迭代终止后，输出仿射潮流计算结果。2.根据权利要求1所述基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法，其特征在于：所述步骤二包括以下步骤：S2.1:初始化各负荷节点电压的幅值和相角，设各节点的电压设置迭代次数T，初始化迭代参数t＝1；S2.2:利用转化公式，将区间波动参数转化为仿射值形式：式(1)中：为节点功率仿射值，S0为节点功率中心值，S
i
为各仿射噪声元系数，ε
i
为噪声元，其值为[
‑
1,1]。3.根据权利要求1所述基于改进仿射算法的前推回代潮流计算方法，其特征在于：所述步骤三包括以下步骤：S3.1:对于除法运算将其转化为求解，故将节点电流计算转换如下：式(2)中：为负荷节点i在t时刻的仿射电流值，为负荷节点i的仿射功率值，为负荷节点i在t时刻的仿射电压值；S3.2:将电流计算公式中的进行一阶泰勒展开，展...

【专利技术属性】
技术研发人员：程杉，左先旺，杨堃，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：