[发明专利]有源配电网简洁前推回代潮流计算方法

权利要求书

1.有源配电网简洁前推回代潮流计算方法，其特征在于，包括如下步骤：确定支路的前推、回代顺序，并按此顺序进行前推计算，再按支路序列进行回代计算即完成了一次潮流计算，经过多次前推、回代循环，即可得到潮流解；

支路前推、回代顺序，采用配电网运行拓扑与支路顺序算法得到；

前推计算：首次计算，设各节点电压初值为首节点电压，后续计算，取上次迭代计算的节点电压，从末节点开始，根据节点类型的不同，取或计算节点有功、无功功率或回代计算的节点功率无功功率，从辐射状网络末端开始推算各支路的电流；

回代计算：从根节点的电压开始，根据节点电压不同，求取下游节点电压、或电压相角和无功功率，向末端推算各节点电压；

通过以上前推计算、回代计算便完成了一次迭代过程，重复以上前推计算、回代计算步骤；

所述前推计算的具体步骤如下：

对接入DG的配电网进行潮流计算时认为首节点为平衡节点，负荷节点为PQ节点，接入DG的节点根据DG的不同运行特性和状态，分为PQ、PV、PI、PQV四种节点，前推回代法计算潮流时，除平衡节点外的其它节点均需计算其注入电流，其中节点的注入有功、无功功率分别为P_i、Q_i，节点电压为

PQ节点；

考虑环保和经济方面的要求，运行在额定条件下的风电机组通过并联电容器的自动投切，能够使功率因数恒定，故将其作为PQ节点，此类节点有功功率、无功功率恒定：

式中：P_i、Q_i为节点给定的有功、无功注入功率，为第k-1次迭代时的节点电压，为节点注入电流；

PV节点；

采用电压控制型策略的光伏并网逆变器和具有励磁调节的同步机都可作为有功功率、电压恒定的PV节点，PV节点通常已知无功的上、下限，

在首次前推时，取PV节点的无功功率为：

式中：Q_{i max}、Q_{i min}为无功的上、下限；

随后第k次迭代的前推计算中，节点i的无功功率在k-1次，即上一次迭代的回代过程中计算，PV节点注入电流为：

PI节点；

采用电流控制模式的并网型逆变器，可以等效为有功功率和电流有效值恒定的PI节点，设PI节点注入电流的有效值为I_i，则其注入电流为：

式中：I_i为节点注入电流有效值，为节点注入电流的相角；

在前推过程中，已知节点电压向量为由式(10)可计算出该节点的无功功率

得到后可由下式计算得到电流相角为节点i的电压：

PQV节点；

考虑异步发电机发出的有功功率确定，而从系统吸收的无功功率随端口电压V的变化而变化，故将其作为PQV节点，R_e为机械负载等效电阻；R为转子电阻；X_σ为漏电抗；X_m为励磁电抗；I_r为转子电流；I_s为定子电流；I_m为励磁电流；s为转差率，发电机输出的有功功率和功率因数角的正切计算公式分别为：

从式(12)看出，当发电机端口电压V和发电机出力P_i给定时，即可得到其转差率s，通过下式可计算出节点的无功功率：

式中：为第k次迭代的节点无功功率，P_i为节点有功功率，s^(k)为第k次迭代的转差率，因此：

即：将PQV节点暂时转换成PQ节点，再用式(15)计算节点的注入电流；

所述回代计算的具体步骤如下：

通过前推过程已计算出各支路电流，回代过程从根节点开始，按照支路参数递推出其下游节点电压，但对于下游节点为PV节点的支路，按递推计算的节点电压与给定的节点电压比较时出现偏差，对于PQ、PI、PQV类型的节点与PV节点回代过程采用不同的计算方法；

PQ、PI、PQV节点电压计算；

回代过程中，从首支路开始，如支路ij，已知节点i的电压V_i^(k)、支路电流节点j侧为PQ、PI、PQV节点时节点j电压均可通过公式(5)进行计算；

PV节点电压的计算；

配电网中的一条支路，左端节点i的电压为和右端节点j的有功功率P_j及电压有效值V_j已知，节点j的电压相角θ_j和无功功率Q_j未知，理论上，节点j电压恒定，节点j下游支路的电流、有功、无功功率均由其节点电压决定，上游支路的各个节点电压和节点的无功功率决定了节点j即PV节点的电压，因此，在节点j电压给定时，潮流计算的迭代过程中可通过调整节点j的无功，来保证节点j电压恒定，引入节点无功功率调节量ΔQ_j；

通过一条支路即得到计算ΔQ_j的方程式，这条支路左侧为靠近上级系统侧，其节点编号为i，右侧节点为PV节点，编号为j，支路阻抗为Z_ij＝R+jX，通过调节节点的无功功率调节量ΔQ_j使支路电流发生变化，从而引起节点电压的变化，不考虑线路对地电容效应，根据其等值电路，得出下列方程：

式中：为支路流入节点j的有功功率和无功功率，为第k次迭代时的无功功率调节量；

等式(16)两边同乘得：

令：代入式(17)中；

并将实部、虚部分开得到方程：

此方程组中，V_i^(k),V_j,R，X为已知量，θ^(k)，为未知量，方程的求解过程；

由式(18)得：

代入式(19)，得：

方程两边同乘X得：

上式经整理写成：

令：

则式(23)化简为：

即：其中：

从上式得：

因此:PV节点的电压相角为：

再由式(19)得：

由式(26)计算得到再由计算得到θ^(k)，代入式(27)即可得到无功功率调节量可以使PV节点电压恒定，并确定无功修正的方向，若其为正则需减少节点无功注入，若为负则需增加节点无功注入；

PV节点的无功功率取为：

式中：k_p为修正系数，取为0.05-0.1。