[发明专利]一种辐射型配电系统潮流计算方法

权利要求书

1.一种辐射型配电系统潮流计算方法，其特征在于：具体包括以下几个步骤：

步骤一，根据辐射型配电系统的特点，建立辐射型配电系统的电路模型：将配电变压器低压侧作为电势节点，并在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；馈线上所有负荷等效为支路末端节点集中负荷，简称为节点负荷，馈线支路采用集中参数模型；辐射型配电系统中只有一个电势节点，其余节点都是负荷节点，配电系统中的潮流均从电势节点出发流向负荷节点；配电系统中每一条支路与系统中的两个节点相连，潮流流出节点称为支路始端节点，潮流流入节点称为支路末端节点，每一个节点最多与两个支路相连；

步骤二，根据辐射型配电系统的电路模型，对电路模型中拓扑结构的支路和节点进行编号，支路从与电势节点相连支路出发，依次编号为1,2,3……b，b为配电系统的支路数；电势节点编号为0，对应支路末端节点依次编号为1,2，3,4……n-1，n为配电系统的节点数；根据辐射型配电系统的特点则有b＝n-1，编号时令支路编号与支路相连的末端节点编号相同；通过初始数据矩阵DS来表述电路模型的拓扑结构和具体参数；

步骤三，根据初始数据矩阵DS来构造辐射型配电系统的节点支路关联矩阵NB；

步骤四，根据节点支路关联矩阵NB构造表示由电势节点到负荷节点的潮流流经的路径矩阵P；

步骤五，根据路径矩阵P和初始数据矩阵DS，构造电势节点到负荷节点的潮流流经的支路阻抗矩阵ZP和节点负荷的复功率矩阵SB；

步骤六，计算辐射型配电系统中各负荷节点电压和各支路潮流。

2.根据权利要求1所述的辐射型配电系统潮流计算方法，其特征在于：所述的步骤二中，初始数据矩阵DS为b行，5列的矩阵，其中第i行为：DS(i,:)＝[x,NS(x),NR(x),Z(x),S(NR(x))]；i＝1,2,......,b；x为第i条支路编号，NS(x)为第i条支路始端节点的编号，NR(x)为第i条支路末端节点的编号，故NR(x)＝i，Z(x)为第i条支路阻抗，S(NR(x))为末端节点为NR(x)的节点负荷复功率。

3.根据权利要求1所述的辐射型配电系统潮流计算方法，其特征在于：所述的步骤三中节点支路关联矩阵NB为n行，b列的矩阵，第j行第i列元素NB(j,i)为：

其中，j＝1,2,......,n，i＝1,2,......,b。

4.根据权利要求1所述的辐射型配电系统潮流计算方法，其特征在于：所述的步骤四中路径矩阵P为(n-1)行，b列的矩阵，第j行第i列元素P(j,i)为：

其中，j＝1,2,......,n-1，i＝1,2,......,b；其中，从电势节点0到负荷节点j的潮流流经路径的判定包括以下几步：

遍历NB矩阵中第(j+1)行元素NB(j,:)若NB(j,y)＝1，可确定支路y末端节点为j；

遍历NB矩阵中第y列元素NB(:,y)，若NB(z,y)＝-1，可确定支路y始端节点为(z-1)；

遍历NB矩阵中第z行元素NB(z,:)，若NB(z,t)＝1，可确定支路t末端节点为(z-1)；

重复以上步骤，直到确定支路始端节点为电势节点0。

5.根据权利要求1所述的辐射型配电系统潮流计算方法，其特征在于：所述的步骤五中，支路阻抗矩阵ZP为(n-1)行，b列的矩阵，第j行第i列元素ZP(j,i)为：

ZP(j,i)＝P(j,i)*Z(i)；节点负荷的复功率矩阵SB为b行，(n-1)列的矩阵，第i行第j列元素SB(i，j)＝P(i，j)*S(j)；其中，Z(i)＝DS(i，4)为第i条支路的阻抗；S(j)＝DS(i,5)为j节点的节点负荷复功率，支路i末端节点为j；j＝1,2,......,n-1，i＝1,2,......,b。

6.根据权利要求5所述的辐射型配电系统潮流计算方法，其特征在于：所述的步骤六具体包括如下步骤：具体包括：

6-1，设定各个负荷节点的电压初始值依次为V₁，V₂，…V_j，…V_n-1,其中，V_j表示负荷节点j的电压初始值，构造节点电压矩阵V，节点电压矩阵V为1行，(n-1)列的矩阵，其中第j列元素：

V(1,j)＝V_j

其中，j＝1,2,......,n-1；

6-2，进一步可以得到节点电压共轭矩阵VC，节点电压共轭矩阵为1行，n-1列的矩阵，其中第j列元素：

VC(1,j)＝V^*(1,j)

节点负荷的复功率共轭矩阵为SC，节点负荷的复功率共轭矩阵SC为b行，(n-1)列的矩阵，其中第i行第j列元素为：

SC(i,j)＝SB^*(i,j)

其中，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1；

6-3，计算可得负荷电流矩阵LC，支路电流矩阵FC，负荷电流矩阵LC为b行，(n-1)列的矩阵，其中第i行第j列元素为：

LC(i,j)＝SC(i,j)/VC(1,j)

支路电流矩阵FC为b行，1列的矩阵，其中第i行元素为：

其中，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1；

6-4，计算可得压降矩阵D，总压降矩阵M和电压矩阵T；压降矩阵D，总压降矩阵M和电压矩阵T为n-1行，b列的矩阵；

D(j,i)＝ZP(j,i)*FC(i,1)

T(j,i)＝V₀-M(j,i)

计算可得新节点电压矩阵Vnew，新节点电压矩阵Vnew为1行，(n-1)列的矩阵，第j列元素：Vnew(1,j)＝min(T(j,1),T(j,2),...T(j,(n-1)))

其中，V₀为辐射型配电系统低压侧变压器出口处电压测量值，i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1；l＝1,2,......,i；

6-5，确定收敛条件，选择系统的误差精度为δ，判定|Vnew(1,j)-V(1,j)|≤δ是否成立，如果不成立，则V(1,j)＝Vnew(1,j)并回到步骤6-2)；

否则，可得辐射型配电系统各节点电压和各支路潮流：

节点j的电压为U_j＝V(1,j)

第i支路电流为Il_i＝FC(i,1)

第i条支路潮流为

其中，Z(i)＝DS(i,4)为第i条支路的阻抗；i＝1,2,......,b；j＝1,......,n-1。