含多变压器支路的配电网三相解耦潮流计算方法

摘要

本发明公开了一种含多变压器支路的配电网三相解耦潮流计算方法，根据配电网的三相线路参数基本对称，三相负荷不平衡和配电网树状结构等特点，首先，运用对称分量法对配电网三相不平衡网络进行序分量解耦。接着，在配电三序网络模型中，运用相位变换技术将变压器支路变换成普通支路。最后，采用基于道路矩阵的回路分析法计算配电系统序网潮流，并运用逆变换原理将序分量潮流变换成相分量潮流，从而实现含多变压器支路的配电网三相不平衡系统的三相解耦潮流计算，减少了计算量。整个发明的计算过程清晰，编程简单，计算速度快。最后，通过34母线测试算例验证了本发明的正确性和良好的收敛性，同时，具有很好的通用性和实用性。

主权项

一种含多变压器支路的配电网三相解耦潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)设首节点是电源且作为参考节点，电源节点三相电压相量矩阵为各节点三相电压相量矩阵为在配电系统序网络中，得出电源节点的三序电压矩阵为各节点三序电压矩阵为其中，令a＝e^j2π/3，$A=\frac{1}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& 1& 1\\ 1& a& a^2\\ 1& a^2& a\end{array}\right],A^{-1}=\left[\begin{array}{ccc}1& 1& 1\\ 1& a^2& a\\ 1& a& a^2\end{array}\right];$n为独立节点的个数，则独立支路条数为b＝n；即针对具有N个节点的三相辐射状配电网，假设首节点是电源且作为参考节点，则独立节点个数为n＝N‑1，独立支路条数b＝n；2)根据配电网中变压器的个数K，相应的把配电网划分为K块区域，依据参考节点，各变压器的接线方式依次计算出各块区域的相位变换矩阵Θ_k，并计算出各块区域的解耦变换矩阵A_k＝Θ_kA；其中，k表示配电网中第k块区域，k∈{1,2,…,K}；Θ为相位变换矩阵，是一个3×3对角阵，且θ₀、θ₁和θ₂分别为三序网络系统中的零序、正序和负序相移量，下标“0”、“1”和“2”分别代表三序网中的零序、正序和负序；同时求出$A_k^{-1}=A^{-1}{\Theta }_k^{-1};$3)计算各序网络参数为基于支路i的序阻抗形成的对角阵，其中，上标s＝0,1,2，分别表示序网络模型中的零序、正序和负序网络模型；支路i的三相阻抗为假设其属于第k块区域，则有其中，$Z_{\mathrm{bi}}^{\mathrm{0,1,2}}=\left[\begin{array}{ccc}{Z}_{\mathrm{bi}}^0& 0& 0\\ 0& Z_{\mathrm{bi}}^1& 0\\ 0& 0& Z_{\mathrm{bi}}^2\end{array}\right],Z_{\mathrm{bi}}^{a,b,c}=\left[\begin{array}{ccc}{Z}_{\mathrm{iaa}}& Z_{\mathrm{iab}}& Z_{\mathrm{iac}}\\ Z_{\mathrm{iba}}& Z_{\mathrm{ibb}}& Z_{\mathrm{ibc}}\\ Z_{\mathrm{ica}}& Z_{\mathrm{icb}}& Z_{\mathrm{icc}}\end{array}\right];$其中A_k为支路i所在区域的解耦变换矩阵；4)在解耦的各序网模型电路中，计算各序网络的道路矩阵T_s；另对于注入序电流为零的节点，在各序网的道路矩阵T_s中把该节点所对应行删去后形成新矩阵为T_sg；其中，下标s＝0,1,2，分别表示序网络模型中的零序、正序和负序网络；5)计算各序网中阻抗灵敏性矩阵6)给配电网各节点三相电压赋初始值其中E_n＝[E,E,…,E]^T，共n个E，E为3×3单位矩阵；7)计算d次迭代时节点i注入的各相电流其中是节点i各相注入功率，是第d‑1次迭代时求出的节点i各相电压相量，Y_i^p是节点i各相并联导纳之和，p＝a,b,c，i＝1,2,…,m；m为节点注入序电流不为零的节点个数，d为迭代次数变量；8)计算d次迭代时节点i注入的各序电流i＝1,2,…,m；其中，A_k为节点i所在区域的解耦变换矩阵；9)计算d次迭代时的其中，为d次迭代时去除注入序电流为零的节点后形成的新注入序电流矩阵，m为节点注入序电流不为零的节点个数，上标s＝0,1,2，分别表示序网络模型中的零序、正序和负序网络模型；10)计算d次迭代时的其中，1_n＝[1,1,…,1]^T，共n个1；s＝0,1,2，分别表示序网络模型中的零序、正序和负序网络模型；11)基于逆变换计算d次迭代时节点i三相电压相量i＝1,2,…,n；其中，A_k为节点i所在区域的解耦变换矩阵，为第d次迭代时节点i三序电压相量矩阵；12)判断和幅值之差是否满足收敛精度要求；满足结束迭代；不满足转步骤7)。