CN103986158A - 一种分布式电源配电网潮流计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分布式电源配电网潮流计算方法，包括各待计算电路参数设定及选值、各结传统结点及光伏、燃料电池等新型发电结点功率值、电压幅值及相角的计算、功率补偿值计算及计算数值验算和功率补偿等内容，本发明所采用的计算方法，依托传统的计算方法，并进行全面优化及简化，同时新增了针对燃料电池等新型发电模式潮流值的验算，使得该计算方法易学易懂，可全面对电网中各种类型发电模式造成的潮流值进行精确计算，且计算速度快，出错率低，并可对电网功率补偿直接提供参考值，有效的确保了电网安全稳定的运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种分布式电源配电网潮流计算方法，属电力系统运行分析技术领域。
背景技术
随着电力系统规模的日益扩大，传统的供电方式已经不能满足用户对电能需求量的增加及需求多样性，因此，分布式电源做为传统供电方式的有效补充，得到了充分的应用，并发挥着越来越重要的作用，但分布式电源接入供电网络后，对电网整体运行稳定及安全造成了及大的冲击及影响，其中最为明显的就是电网中潮流现象，因此也相应的产生了现有的牛顿类算法、母线类算法等潮流值计算方法，这些传统的算法虽然可以较为准确的计算出电网中各接入点的潮流值，但在计算中也往往会出现因选择参数不对而造成计算错误，从而增加了计算量及计算强度，再加之随着发电技术的发展，除了传统的异步发电机、同步发电机、电力电子转换端口等发电模式外，又新增了诸如太阳能发电、燃料电池发电等新的发电模式，从而导致了电网潮流更为复杂，使用传统的计算方法已经不能完成潮流值的准确准确，给电网安全稳定运行造成了隐患。
发明内容
本发明目的就在于克服上述不足，提供一种分布式电源配电网潮流计算方法。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
一种分布式电源配电网潮流计算方法，具体步骤如下：
第一步，读取待测电网数据，确定分布式电源PV结点、PQ结点类型及待计算结点的注入功率，并设定所有PQ结点初始无功补偿量均为0，初始电压为该结点的额定电压, 所有PV结点的有功功率及电压幅值为定值；
第二步，根据各PV结点、PQ结点注入功率和电压值，计算各支路的功率损耗及功率分布；
第三步，根据线路首端根PV结点、PQ结点的电压值和初始功率值，沿着能量流动方向计算各结点电压的幅值和相角；
第四步，利用每次迭代得到的各PV结点、PQ结点电压修正量对相应结点注入电路的无功功率修正并得出注入无功功率电量；
第五步，验证各PQ结点电压变化值的最大值是否在给定误差范围，如如在允许误差范围，则结束计算，如超出误差允许范围，则重复第二步及第三步计算，直至各PQ结点电压变化值的最大值在给定误差范围内，验证所得各PV结点电压幅值和初始设定电压幅值之差是否在允许误差范围，如在允许误差范围，则完成计算，如超出误差允许范围，则对PV结点进行无功补偿，使电压维持在设定误差范围内；
第六步，当计算值满足收敛条件时即可完成潮流计算，不满足收敛条件时则返回第一步继续进行迭代计算。
根据各结点注入功率和电压值，计算各支路的功率损耗及功率分布的计算公式为：
为变压器阻抗支路中的功率损耗；
为结点j的等值负荷有功功率、无功功率；
为变压器支路的阻抗；
为结点i到结点j的功率；
为变压器的铁损，其中为空载损耗，为铭牌值。
各结点电压的幅值和相角的计算公式为：
、为结点i的电压幅值和相角；
若为配电变压器时，需将处以其变比值得出的数据为抵押侧电压。
本发明所采用的计算方法，依托传统的计算方法，并进行全面优化及简化，同时新增了针对燃料电池等新型发电模式潮流值的验算，使得该计算方法易学易懂，可全面对电网中各种类型发电模式造成的潮流值进行精确计算，且计算速度快，出错率低，并可对电网功率补偿直接提供参考值，有效的确保了电网安全稳定的运行。
附图说明
图1为发明计算流程图。
具体实施方式
为了方便理解，以下通过具体计算实例进行说明，计算方法如下：
第一步：设定系统有30个传统结点、3个光伏发电结点、32条电力支路、5条联络支路，该系统的电压为12KV,总负荷为5084KW+j23547Var，光伏发电结点分别加入分布电源DG1、DG2、DG3，其中DG1的容量值为300、功率因数1，DG2的容量值为300、功率因数1，DG3的容量值为300、功率因数0.85，并设定所有30各传统结点初始无功补偿量均为0，初始电压为该结点的额定电压, 3个光伏结点的有功功率及电压幅值为定值；
第二步，将设定数值，分别带入分布电源DG1、DG2、DG3支路中的设定参数值，根据公式
计算，可得出DG1结点功率值为30KW，DG2结点功率值为30KW，DG3结点功率值为50KW；
第三步，根据线路首端根普通结点、光伏结点的电压值和初始功率值，沿着能量流动方向依次按照公式，
计算各结点电压的幅值和相角，其中DG1结点电压幅值为0.952，相角为15°，DG2结点电压幅值为0.997，相角为13°，相角为15°，DG3结点功率值为0.997，相角为20°；
第四步，将所计算得出的功率值、电压幅值等参数带入公式中，验证计算注入电路的无功功率修正并得出注入无功功率电量。
第五步，验证各传统结点电压变化值的最大值是否在给定误差范围，如在允许误差范围，则结束计算，如超出误差允许范围，则重复第二步及第三步计算，直至各传统结点电压变化值的最大值在给定误差范围内，验证所得各光伏结点电压幅值和初始设定电压幅值之差是否在允许误差范围，如在允许误差范围，则完成计算，如超出误差允许范围，则对光伏结点进行无功补偿，使电压维持在设定误差范围内；
第六步，当计算值满足收敛条件时即可完成潮流计算，不满足收敛条件时则返回第一步继续进行迭代计算。
Claims (4)
1.一种分布式电源配电网潮流计算方法，其特征在于：具体步骤如下：
第一步，读取待测电网数据，确定分布式电源PV结点、PQ结点类型及待计算结点的注入功率，并设定所有PQ结点初始无功补偿量均为0，初始电压为该结点的额定电压, 所有PV结点的有功功率及电压幅值为定值；
第二步，根据各PV结点、PQ结点注入功率和电压值，计算各支路的功率损耗及功率分布；
第三步，根据线路首端根PV结点、PQ结点的电压值和初始功率值，沿着能量流动方向计算各结点电压的幅值和相角；
第四步，利用每次迭代得到的各PV结点、PQ结点电压修正量对相应结点注入电路的无功功率修正并得出注入无功功率电量；
第五步，验证各PQ结点电压变化值的最大值是否在给定误差范围，如如在允许误差范围，则结束计算，如超出误差允许范围，则重复第二步及第三步计算，直至各PQ结点电压变化值的最大值在给定误差范围内，验证所得各PV结点电压幅值和初始设定电压幅值之差是否在允许误差范围，如在允许误差范围，则完成计算，如超出误差允许范围，则对PV结点进行无功补偿，使电压维持在设定误差范围内；
第六步，当计算值满足收敛条件时即可完成潮流计算，不满足收敛条件时则返回第一步继续进行迭代计算。
2.根据权利要求1所述的一种分布式电源配电网潮流计算方法，其特征在于：所述的根据各结点注入功率和电压值，计算各支路的功率损耗及功率分布的计算公式为：
为变压器阻抗支路中的功率损耗；
为结点j的等值负荷有功功率、无功功率；
为变压器支路的阻抗；
为结点i到结点j的功率；
为变压器的铁损，其中为空载损耗，为铭牌值。
3.根据权利要求1所述的一种分布式电源配电网潮流计算方法，其特征在于：所述的各结点电压的幅值和相角的计算公式为：
、为结点i的电压幅值和相角。
4.根据权利要求3所述的一种分布式电源配电网潮流计算方法，其特征在于：所述的若为配电变压器时，需将处以其变比值得出的数据为抵押侧电压。
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