[发明专利]一种含小阻抗支路电网串联补偿快速分解法潮流计算方法

说明书

本发明公开了一种含小阻抗支路电网串联补偿快速分解法潮流计算方法，在进行潮流计算之前，先对电阻值大于电抗绝对值的小阻抗支路进行处理，把此小阻抗支路变成两个支路串联的形式，其中一个支路的阻抗为z₁＝r+j(x+x_av)，另一个支路的阻抗为z₂＝‑jx_av，这里x_av为电力系统正常电抗均值。经过串联补偿把一个小阻抗变成两个阻抗较大的支路，可以提高潮流计算的收敛性。能够计算任意阻抗的小阻抗支路。本发明仅对r>|x|的小阻抗支路进行补偿，有效减少了新增加的节点和支路个数，内存占用量比现有专利方法少，计算速度更快。本发明对数据进行预处理，不需要改变潮流计算程序。

技术领域

本发明涉及一种电力系统的快速分解法潮流计算方法，特别是一种适合含小阻抗支路系统的快速分解法潮流计算方法。

背景技术

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行的一项基本计算，它根据给定的运行条件和网络结构确定电力系统的运行状态。潮流计算也是电力系统其他分析的基础，如安全分析、暂态稳定分析等都要用到潮流计算。由于具有收敛可靠、计算速度快及内存需求少的优点，快速分解法成为当前潮流计算的主流方法之一。

当电力系统不存在小阻抗支路或电力系统中的小阻抗支路的电阻很小时，快速分解法潮流计算具有良好的收敛性，但电力系统中存在电阻相对较大的小阻抗支路时，快速分解法潮流计算就可能发散。电力系统小阻抗支路可以分为小阻抗线路和小阻抗变压器支路，在数学模型上线路可以看作变比为1:1的变压器，因此对小阻抗变压器的分析结论也适合小阻抗线路。下面对小阻抗支路分析时以小阻抗变压器支路为例进行分析。变压器支路l_i-j模型见图4，变压器的端节点分别为节点i和节点j，变压器的非标准变比k位于节点i侧，阻抗位于标准变比侧。当变压器的电阻r和电抗x都很小时，此变压器支路即为小阻抗变压器支路。变压器阻抗z＝r+jx，导纳为：

式中，g、b分别为小阻抗支路的电导和电纳。

由于小阻抗变压器支路的阻抗很小，其阻抗上的电压降也很小，因此小阻抗变压器支路两端的电压相量应满足：

式中，分别为节点i和节点j的电压相量。

如果电压相量用极坐标表示，则有

式中，V_i、V_j分别为节点i和节点j的电压幅值；θ_i、θ_j分别为节点i和节点j的电压相角。

如图1所示，现有快速分解法潮流计算方法，主要包括以下步骤：

A、输入原始数据和初始化电压；

根据电力系统节点的特点，潮流计算把电力系统节点分成3类：节点有功功率和无功功率已知、节点电压幅值和电压相角未知的节点称为PQ节点；节点有功功率和电压幅值已知、节点无功功率和电压相角未知的节点称为PV节点；节点电压幅值和电压相角已知，节点有功功率和无功功率未知的节点称为平衡节点。

电压初始化采用平启动，即PV节点和平衡节点的电压幅值取给定值，PQ节点的电压幅值取1.0；所有电压的相角都取0.0。这里相角单位为弧度，其他量单位采用标幺值。

B、形成节点导纳矩阵；

设节点i和节点j原来的自电导与自电纳分别为G_i0、B_i0、G_j0、B_j0，在它们之间增加一条小阻抗支路后的自导纳Y_ii和Y_jj、互导纳Y_ij分别为：