[发明专利]一种变压器三相节点导纳矩阵奇异的处理方法有效

专利信息
申请号: 201410538381.9 申请日: 2014-10-13
公开(公告)号: CN104269872B 公开(公告)日: 2017-12-05
发明(设计)人: 王少芳;刘广一;郎燕生;王少毅;刘升;黄仁乐;李理;杨占勇;邢颖 申请(专利权)人: 国家电网公司;中国电力科学研究院;国网北京市电力公司
主分类号: H02J3/26 分类号: H02J3/26
代理公司: 北京安博达知识产权代理有限公司11271 代理人: 徐国文
地址: 100031 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 变压器 三相 节点 导纳 矩阵 奇异 处理 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种配电网潮流计算中的处理方法,具体讲涉及一种变压器三相节点导纳矩阵奇异的处理方法。

背景技术

配电网潮流计算是配电网计算与分析中的基本工具,它根据网络拓扑、根节点电压、馈线负荷计算网络各节点电压幅值和相角,并给出全网网络损耗。常用的配电网潮流算法是前推回代法、牛顿法等。由于配电网闭环设计、开环运行的特点,前推回代法在配电网的潮流计算得到了广泛的应用。前推回代法具有物理概念明晰、简单且易实现、收敛性较好等特点,适合于求解辐射状配电网潮流。牛顿法收敛性好,但由于每次迭代要修改雅可比矩阵,计算量大,影响了计算速度。

随着分布式电源在配电网中的大规模接入,随之涉及对多电压等级配电网的计算与分析。变压器是多电压等级配电系统中最重要的元件之一,由于配电网三相系统的不平衡问题较为突出,其三相模型对于多电压等级配电网三相不平衡系统的状态估计与潮流计算等计算分析都非常关键,直接关系到计算结果的合理性。当变压器接线方式导致高压侧和低压侧不能提供零序电流通路时,流过变压器的零序电流为零时,变压器三相节点的导纳阵将是奇异的,从而造成多电压等级配电网计算与分析技术上的瓶颈问题。目前利用前推回代法计算多电压等级配电网潮流中,当变压器低压侧奇异时,现有的处理方法是利用上一次迭代的三相电流计算本次迭代的零序电流,这种计算方法误差较大,没有从根本上解决变压器三相节点导纳阵奇异导致的计算问题。因此,需要提供一种利用变压器的物理机理,建立非奇异的三相节点导纳矩阵的方法来解决多电压等级计算与分析上存在的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种变压器三相节点导纳矩阵奇异的处理方法,能够为电力系统多电压等级配电网三相不平衡计算与分析解决技术上的瓶颈问题,是对多电压等级配电网三相不平衡系统进一步计算和分析的基础。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的:

本发明提供一种变压器三相节点导纳矩阵奇异的处理方法,其改进之处在于,所述方法包括下述步骤:

(1)处理奇异的变压器三相节点导纳矩阵;

(2)确定处理后的变压器三相节点导纳矩阵在前推回代配电网潮流计算中的应用。

进一步地,所述步骤(1)中,用下式1)表示变压器三相节点导纳矩阵:

其中:h和l分别表示高压和低压侧,表示高压侧三相自导纳矩阵,表示高和低压两侧的三相互导纳,表示低和高压侧两侧的三相互导纳矩阵,表示低压侧三相自导纳矩阵;

表示高压侧三相电压,表示低压侧三相电压,表示高压侧三相电流,表示低压侧三相电流。

进一步地,所述步骤(1)中,按最小二乘法处理奇异变压器三相节点导纳矩阵的步骤包括:

①确定带附加条件的变压器新的三相节点导纳矩阵;

②确定变压器新的低压侧三相自导纳矩阵

③确定变压器新的低和高压侧两侧的三相互导纳矩阵

进一步地,所述步骤①中,当变压器低压l端的接线方式是Y型或D型,或者变压器的接线方式是Y/Yn型时,低压侧零序电压和零序电流均为零,即:

YuIl=02);

YuUl=03);

式2)和3)中,数组Yu=[1 1 1];从式1)知:

将式3)和4)整合为一个表达式:

用最小二乘法求解式5):对式5)左乘矩阵得:

式6)中的是最小二乘法中的信息矩阵,与变压器原三相节点导纳矩阵同维;

整理式6),得:

当变压器低压l端的接线方式是Y型或D型,或者变压器的接线方式是Y/Yn型时:

是奇异的,根据上式和式2),得:

其中:y1是变压器的正序导纳;将式8)代入式7)得:

令则根据式式1)和9),得以下表达形式10):

式10)中,为带附加条件的变压器新的三相节点导纳阵。

进一步地,所述步骤②中,(Yu)TYu的值如下:

当变压器低压l端的接线方式是Y型或D型,或者变压器的接线方式是Y/Yn型时:

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