一种含分布式电源的智能配电网络潮流分析装置及方法

摘要

一种含分布式电源的智能配电网络潮流分析装置及方法，包括检测模块、A/D转换模块、主网络分析模块、连接模块、从网络分析模块、键盘和液晶显示模块、通讯模块和上位机，本发明所提出的及分布式电源的智能配电网络潮流分析方法，编程简单，计算速度快，而且根据分布式电源的有功输出概率密度计算出P，充分考虑了分布式发电的实际情况，在迭代过程中，根据节点无功功率作为收敛条件判断依据，并根据迭代过程中节点电压不同利用公式对节点无功进行修正，充分考虑了分布式电源点无功功率与节点电压的关系，使计算更准确。

主权项

1.一种含分布式电源的智能配电网络潮流分析方法，采用一种含分布式电源的智能配电网络潮流分析装置，包括：检测模块、A/D转换模块、键盘和液晶显示模块、通讯模块和上位机，其特征在于：该装置还包括主网络分析模块、连接模块和从网络分析模块；检测模块的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端连接主网络分析模块的输入端，主网络分析模块的第一输入输出端连接连接模块的第一输入输出端，连接模块的第二输入输出端连接从网络分析模块的输入输出端，主网络分析模块的第二输入输出端连接通讯模块的输入输出端，通讯模块的第二输入输出端连接上位机的输入输出端，主网络分析模块的第三输入输出端连接键盘和液晶显示模块的输入输出端；含分布式电源的智能配电网络潮流分析装置分析方法包括以下步骤：步骤1：利用检测模块采集现场数据信号，包括主、从网络PQ子节点的有功负荷P和无功负荷Q；步骤2：通过A/D转换模块将采集到的模拟信号转换为数字信号；步骤3：A/D转换模块将数字信号传递给主网络分析模块，主网络分析模块通过连接模块将属于从网络的数据信号传递给从网络分析模块；步骤4：从网络分析模块以主从网络连接线上属于从网络的节点作为根节点，根据采集到的节点信息对从网络进行计算，计算出连接线的线损及主从网络连接线上主网络节点的有功功率P和无功功率Q；步骤5：将计算出的主网络的节点信息传递给主网络分析模块，主网络分析模块利用主网络节点信息进行潮流分析，分析结果包括主网络平衡点的有功功率注入P、无功功率注入Q，PQ子节点的电压幅值U及电压相角、主从网络连接线上主网络节点的电压幅值U及电压相角；步骤6：主网络分析模块将步骤5计算出的主从网络连接线上主网络节点的电气信息传递给从网络分析模块，从网络分析模块据此计算主从网络连接线上从网络节点的电压，判断相邻两次迭代间主从网络连接线上从网络节点两次计算的电压差的模分量的最大值max|ΔV_i|，是否小于给定的收敛指标ε₃，其中ε₃的取值范围为10^-6～10^-3，i∈C_G，若不收敛，则跳转至第4步重新开始进行下一次迭代，否则转入下一步；步骤7：通讯模块将以上的潮流分析结果传送给上位机，并在显示器上显示该潮流分析结果；其中，步骤5所述的潮流分析包括以下步骤：步骤5-1：输入网络原始参数，包括除根节点外的PQ节点的有功负荷P与无功负荷Q，确定各分布式电源的有功功率、无功功率初值及各段线路的电阻、电抗值；步骤5-2：给定根节点电压初值V₀；步骤5-3：迭代次数k置零，即k＝0；步骤5-4：当k＝1时，将根节点电压初值赋给PQ节点和各分布式电源节点，即各节点电压初值为当k＞1时，将上次潮流分析结果中的节点电压作为本次潮流分析的节点电压初值，即对于分布式电源节点，当k＝1时，计算分布式电源节点的无功功率初值；当k＞1时，确定分布式电源节点的无功功率；步骤5-5：确定各子节点电流，公式为：$I_{L,i}=\frac{P_{L,i}-{\mathrm{jQ}}_{L,i}}{V_i^{*}}$式中，I_L，i为节点i的电流，为节点i的节点电压的共轭，P_L，i为节点i的有功功率，Q_L，i为节点i的无功功率；步骤5-6：根据从网络分析模块信息表中的节点间联结信息由末梢节点向根节点递推，确定各支路电流，公式如下：$I_t=I_{L,y}+\underset{k\in d}{\Sigma }{I}_k$式中，I_t为支路电流，y为支路末梢节点，I_L，y为支路末梢节点电流，集合d为以节点y为父节点的支路集合，I_k为以y为父节点的支路电流；步骤5-7：由根节点向末梢节点递推，确定各节点电压，公式如下：V_y＝V_i-I_t(R_t+jX_t)式中，V_i为节点i的电压，i、y分别为支路的首末节点，R_t、X_t分别为支路的电阻和电抗；步骤5-8：计算各分布式电源点节点无功功率及它们的修正量判断是否满足收敛条件，即其中ε₂为所要求的潮流分析精度，计算各负荷节点电压的修正量判断是否满足收敛条件，即其中ε₁为所要求的潮流分析精度，如果有一个节点不收敛，则k＝k+1，自第4步重新开始进行下一次迭代，否则转入下一步；步骤5-9：确定线路上功率的流动和线路损耗，公式如下：S_iy＝U_iI_iy，LS_iy＝|I_iy|²Z_iy式中，S_iy为流经以i、y为首尾节点的支路的功率，U_i为该支路首节点的电压，I_iy为该支路的电流，LS_iy为该支路的线损，Z_iy为该支路的阻抗；步骤5-10：输出分析结果。