[发明专利]一种配电网三相牛顿拉夫逊法潮流计算初值选取方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统配电网潮流计算领域，具体涉及一种配电网三相牛顿拉夫逊法潮流计算初值选取方法。

背景技术

随着用户对供电可靠性及电能质量要求的提高，作为电力系统相对薄弱的配电网日益得到重视，配网环网结构、辐射状运行，联络开关经常切换，运行方式多变，潮流计算作为电力系统分析最基本的计算，不仅可以计算网损、校验各种运行方式的合理性等，也可以为暂态计算提供初值，配电网基本潮流计算重要性不言而喻。

从处理三相的方式上来看，电力系统潮流计算可分为相分量法、序分量法，但与输电网不同的是配电网的运行和网络参数不对称，其中网络参数的不对称使得序分量法解耦失效，配电网潮流计算必须基于相分量法，也即考虑全耦合的abc模型。

从传统潮流算法上来看，配电网潮流计算应用最多的是前推回代法和牛顿拉夫逊法:前推回代法充分利用了配电网辐射状的特点，具有收敛性好、占用内存少、计算速度快，是公认的高效率算法，但前推回代对于配网中存在的弱环处理能力弱，需要对配网各节点及支路合理编号，此外随着配网中分布式电源的接入，前推回代对分布式电源点的处理也十分不便；牛顿拉夫逊法理论上适合一切非线性方程组的求解、不受环网影响、分布式电源节点处理方便，是公认的通用算法，但存在对初值敏感、收敛性差、数据存储量大、计算速度慢的缺点，而配电网多节点、长辐射状，末支路节点电压降落大，传统的牛顿法潮流计算初值平直启动（V_i=1.0pu，θ_i=0）极易产生初值选取不合理，导致牛顿法迭代不收敛，为此配网采用牛顿法潮流计算时需要解决初值选取问题。

发明内容

本发明涉及一种配电网三相牛顿拉夫逊法潮流计算初值选取方法，包括：

步骤S1，建立配电网三相系统模型；

步骤S2，忽略所述配电网三相系统模型中的合环支路，构成配电网三相简化系统，对所述配电网三相简化系统模型中的节点和支路进行编号；

步骤S3，按所述节点的编号顺序存储各个节点的三相负荷参数，按所述支路的编号顺序存储各个支路的三相阻抗参数；

步骤S4，对所述各个节点的三相负荷参数和所述各个支路的三相阻抗参数进行标幺化；

步骤S5，构建配电网单相简化系统：将所述配电网三相简化系统中各个支路已经标幺化的三相阻抗参数的平均值作为所述配电网单相简化系统中对应支路阻抗；将所述配电网三相简化系统中各个节点已经标幺化的三相负荷参数的平均值作为所述配电网单相简化系统中对应节点的负荷；按实际情况设置源节点的电压幅值和相角的初值；选取除源节点之外的所有节点的初值为电压幅值为1pu，相角为0；

步骤S6，选择收敛精度，对所述配电网单相简化系统采用前推回代法进行潮流计算，得到所述配电网单相简化系统各节点电压幅值和相角；

步骤S7，选取所述配电网三相系统的三相牛顿拉夫逊法潮流计算初值：将所述步骤S6中计算得到的各节点电压幅值和相角作为所述配电网三相系统对应的节点的a相电压幅值和相角初值；选取所述配电网三相系统的各个节点的b和c相电压幅值初值与所述a相电压幅值相同；选取所述配电网三相系统的各个节点的b相电压相角为所述a相电压相角减去120°；选取所述配电网三相系统的各个节点的c相电压相角为所述a相电压相角加上120°。

本发明提供的第一优选实施例中：所述步骤S1中建立配电网三相系统模型包括：

将所述配电网的上级变电站出口母线视为无穷大电源，作为所述潮流计算中作为平衡节点，等值为电压幅值和相角为恒定已知量并假定三相电压对称；将所述支路上所有负荷等效为支路末节点集中负荷，模型为可考虑不对称的恒功率PQ负荷；所述支路采用集中参数模型，考虑三相之间的耦合电抗。

本发明提供的第二优选实施例中：所述步骤S2中对所述配电网三相简化系统模型中的节点和支路进行编号的方法包括：

对所述的配电网三相简化系统，将所述平衡节点的编号设为0，按照深度优先或者广度优先对其他节点进行编号；

对所述的配电网三相简化系统，按照各支路末端节点编号对各支路进行编号，进行三相牛顿拉夫逊潮流计算时再对所述配电网三相系统合环支路进行编号。

本发明提供的第三优选实施例中：所述步骤S3中存储节点i的三相负荷参数包括a、b和c三相的有功功率P_ia、P_ib、P_ic和无功功率Q_ia、Q_ib、Q_ic；