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专利号: 2020102584027
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤S1,设定潮流计算收敛条件A和B、迭代次数M和N,要求B≤A、M≥1、N≥0,根据分布式电源已知的输出物理量,区分配电网中各分布式电源接入点的类型,包括:Vθ型、PQ型、PV型、PI型和PQ(V)型,设定各节点电压幅值初始值;

步骤S2,若配电网中含有PI型或PQ(V)型节点,则进入步骤S3,否则跳至步骤S4;

步骤S3,计算PI型或PQ(V)型节点所接分布式电源的输出无功功率;

步骤S4,根据配电网Vθ型节点和/或PV型节点的电压幅值,计算更新配电网其它节点的电压幅值和PV型节点所接分布式电源的无功功率;

步骤S5,若配电网中含有PV型节点,则进入步骤S6,否则跳至步骤S7;

步骤S6,计算更新PV型节点所接分布式电源的无功功率和PQ/PI/PQ(V)型节点的电压幅值和相角,步骤如下:步骤S61,根据配电网各节点接入负荷和分布式电源的有功功率和无功功率、以及节点电压幅值的最新数值,由配电网末端节点往始端节点计算每段线路上的功率损耗、及其传输的有功功率和无功功率;

步骤S62,由配电网始端节点往末端节点计算各节点电压幅值和相角,更新每段线路上传输的无功功率以及PV节点所接分布式电源的无功功率数值,步骤如下:步骤S621,判断线路流出节点是否为PV节点,若是,则进入步骤S622,否则跳至步骤S623;

步骤S622,根据每段线路上传输的有功功率、流入节点的电压幅值和相角、流出节点的电压幅值,计算流出节点的电压相角,并更新该线路上传输的无功功率数值;

步骤S623,判断线路流出节点是否为配电网末端节点,若是,则进入下一步,否则,跳回步骤S621;

步骤S624,根据更新后的每段线路上的无功功率,计算更新PV型节点所接分布式电源的无功功率;

步骤S63,判断是否满足设定的收敛条件A或迭代次数M,若是,则进入步骤S64,若否,则跳回步骤S61;

步骤S64,判断当前的收敛指标是否符合收敛条件B,若是,则直接跳至步骤S9,若否,则进入步骤S7;

步骤S7,采用传统的前推回代算法进行一次迭代计算;

步骤S8,判断传统前推回代算法的迭代计算是否满足设定的收敛条件B或迭代次数N,若是,则进入步骤S9,若否,则跳回步骤S2;

步骤S9,输出配电网的各节点电压和线路传输功率、非PQ型节点所接分布式电源的无功功率。

2.如权利要求1所述的一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法,其特征在于,所述步骤S1中,区分配电网中各分布式电源接入点类型,可采取如下策略:通常将配电网接入外部电网的源节点视为Vθ型节点,常规负荷所接节点视为PQ型节点,具备电压调节能力的分布式电源所接节点视为PV型节点,采用电流控制型逆变器并网的分布式电源所接节点可视为PI型节点,异步发电机分布式电源所接节点可视为PQ(V)型。

3.如权利要求1或2所述的一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法,其特征在于,所述步骤S3中,计算PI型节点所接分布式电源的输出无功功率Q,方法如下:式中,V为该节点最新的电压幅值,P和I为已知的该分布式电源的输出有功功率和电流。

4.如权利要求1或2所述的一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法,其特征在于,所述步骤S3中,计算PQ(V)型节点所接分布式电源的输出无功功率,步骤如下:步骤S31,根据如下的分布式电源输出有功功率P的表达式,计算出异步发电机的转差率s;

式中,R为转子电阻,V为发电机所接节点电压,Xσ为漏电抗;

步骤S32,根据下式计算出该分布式电源输出的无功功率:

式中,P为分布式电源输出有功功率,s为异步发电机的转差率,R为转子电阻,Xσ为漏电抗,Xm为励磁电抗。

5.如权利要求1或2所述的一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法,其特征在于,所述步骤S4中,计算节点电压幅值和PV型节点所接分布式电源的无功功率,采取如下步骤:步骤S41,由配电网末端节点往始端节点方向寻找最接近末端节点E的PV型节点或者Vθ型节点,记为节点x;

步骤S42,若末端节点E是PV型节点,则跳至步骤S44,否则进入步骤S43;

步骤S43,根据下述公式计算末端节点E的电压初始值VE:

式中,Vx是步骤S41中节点x的已知电压幅值,PE和QE分别是末端节点E所接负荷的有功功率和无功功率,RxE和XxE分别是节点E和节点x之间线路LxE的电阻和电抗,跳至步骤S45;

步骤S44,根据下述公式计算末端节点E所接分布式电源的无功功率QE:式中,Vx和VE分别是步骤S41中节点x和末端节点E的已知电压幅值,SxE是末端节点E与节点x之间的其它节点集合,Pi和Qi分别是节点i所接负荷或分布式电源的有功功率和无功功率,Rxi和Xxi分别是连接节点x和节点i的线路Lxi的电阻和电抗;

步骤S45,计算末端线路LkE从节点k流出的有功功率PkE和无功功率QkE:式中,RkE和XkE分别是线路LkE的电阻和电抗;

步骤S46,将步骤S45获取的PkE和QkE视为接于节点k的等效负荷的有功功率无功功率,然后将节点k视为配电网的新的末端节点E,重复步骤S41至步骤S45,直至所有节点电压幅值和PV型节点所接分布式电源的无功功率的初始值得到求解。

6.如权利要求1或2所述的一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法,其特征在于,所述步骤S61中,由配电网末端节点往始端节点计算每段线路上的功率损耗、及其传输的有功功率和无功功率,设连接节点i和节点j的线路为Lij,其中节点i较节点j更靠近始端节点,则该线路上的功率损耗、及其传输的有功功率和无功功率的计算步骤如下:步骤S611,计算线路Lij流入节点j的有功功率Pij和无功功率Qij:式中,Pj和Qj分别为接于节点j的负荷或分布式电源的有功功率和无功功率,以流出节点方向为正,Pjk’和Qjk’分别为线路Ljk从节点j流入的有功功率和无功功率,Sj为与节点j有直接线路相连的节点的集合;

步骤S612,计算线路Lij上的有功功率损耗ΔPij和无功功率损耗ΔQij,公式如下:式中,Vj为节点j的最新电压数值,Rij和Xij分别为线路Lij的电阻和电抗;

步骤S613,计算从节点i流入线路Lij的有功功率Pij’和Qij’和无功功率,公式如下:P′ij=Pij+ΔPij

Q′ij=Qij+ΔQij

从配电网末端节点往始端节点前推,重复上述计算步骤,即可求得所有线路上的功率损耗、其上传输的有功功率和无功功率。

7.如权利要求1或2所述的一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法,其特征在于,所述步骤S622中,计算流出节点的电压相角并更新该线路上传输的无功功率数值,设连接节点i和节点j的线路为Lij,其中节点i较节点j更靠近始端节点,根据节点i的电压幅值Vi和相角δi、节点j的电压幅值Vj、从节点i流向线路Lij的有功功率Pij’,首先根据下式求解节点j的电压相角δj:式中,Rij和Xij分别为线路Lij的电阻和电抗;然后根据下式计算更新从节点i流向该线路的无功功率Qij’数值:线路Lij流向节点j的无功功率Qij计算公式如下:

8.如权利要求1或2所述的一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法,其特征在于,所述步骤S624中,计算更新PV型节点所接分布式电源的无功功率,设连接节点i和节点j的线路为Lij,其中节点i较节点j更靠近始端节点,假设节点j为PV型节点,计算更新节点j所接分布式电源的无功功率Qj(k+1):式中,Qj(k)和Qj(k+1)分别为第k次和第k+1次迭代计算更新的接于节点j的分布式电源的无功功率数值,Qij(k)和Qij(k+1)分别为第k次和第k+1次迭代计算更新的线路为Lij流出节点j的无功功率数值,所有负荷和分布式电源的功率以流出节点为正,流入节点为负,K为调整步长,0

9.如权利要求1或2所述的一种基于前推回代思想的含分布式电源配电系统的潮流计算方法,其特征在于,所述步骤S7中,采用传统的前推回代算法进行一次迭代计算,步骤如下:步骤S71,根据配电网各节点接入负荷和分布式电源的有功功率和无功功率、以及节点电压幅值的最新数值,由配电网末端节点往始端节点计算每段线路上的功率损耗、及其传输的有功功率和无功功率;

步骤S72,由配电网始端节点往末端节点计算非PV型节点的电压幅值。