CN105356456A - 一种基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法，包括以下步骤：步骤1：将配电网和输电网在边界节点处分开，并完成初始化；步骤2：分别进行配电网潮流计算和输电网潮流计算；步骤3：判断输配电网联合潮流是否收敛，若不收敛则更新边界节点电压，返回步骤2。本发明提供的输配电网联合潮流计算方法中，输电网潮流计算和配电网潮流计算是相互独立的，能够根据输配电网各自的特点和计算要求采用合适的算法，可以利用现有的计算方法，便于利用现有的计算程序实现。

Description

一种基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法。

背景技术

配电网的结构和参数方面都与高压输电网有很大不同，具体体现在以下几点：在结构方面，配电网一般采用闭环设计、开环运行的供电方式，多呈辐射状网络结构，电源较少，一般只有一个PV节点；在参数方面，配电网R/X比值较大。配电网的这些特征使原来在输电网中行之有效的快速解耦法失效，牛顿法收敛性变差。

输电网和配电网在结构和参数方面有着很大的不同，二者的潮流分析手段、计算模型和方法有着较大差距。传统的分析手段将输电网和配电网完全分割开来，单独计算，无法考虑输配网之间的影响。

在计算配电网潮流时，传统的做法是将输电网在边界节点处等值为电源，采用配电网潮流算法单独计算分析配电网。常用的算法主要有：回路阻抗法、前推回代法、Z-Bus法和改进牛顿法等。这些方法充分考虑了配电网的特点，能够获得满足要求的计算结果，计算效率较高。但是，配电网单独计算的模式将输电网和配电网完全割裂开来，无法考虑输配网之间的相互影响。随着智能电网的发展，配电网的特性正在发生改变，输配网间的相互影响增大，另一方面，配电网的管理正朝着输配一体化，精细化管理的方向发展。在这种背景下，传统输配网单独计算的模式无法满足电网发展的需求。

将输配网统一建模，形成统一的数据计算也是一种输配网潮流计算的思路，但是配电网的特点决定了其分析手段、计算模型和方法与输电网有着较大差距，两者很难统一，统一数据计算为了兼顾输电网和配电网，一般采用输电网的建模和计算方法，无法满足配电网的计算要求，计算收敛性也较差。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法，将输电网和配电网统一考虑，输电网潮流和配电网潮流交替更新边界节点状态量，考虑了输电网和配电网的相互影响，形成了统一的潮流计算结果。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法，所述计算方法包括以下步骤：

步骤1：将配电网和输电网在边界节点处分开，并完成初始化；

步骤2：分别进行配电网潮流计算和输电网潮流计算；

步骤3：判断输配电网联合潮流是否收敛，若不收敛则更新边界节点电压，返回步骤2。

所述步骤1中，初始化包括：

将迭代次数k置为1，将边界节点电压设置为1.0，将边界节点相角设置为0°。

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2-1：根据边界节点电压和相角采用PSD潮流计算软件中配电网潮流计算方法进行配电网潮流计算，得到边界节点等值负荷

步骤2-2：根据边界节点等值负荷采用PSD潮流计算软件中输电网潮流计算方法进行输电网潮流计算，得到边界节点电压和相角

所述步骤2包括以下步骤：

步骤3-1：比较和并比较和得到边界节点电压幅值差ΔV_B ^(k)和相角差Δθ_B ^(k)，有：

$\left|{{\mathrm{\ΔV}}_B}^{\left(k\right)}\right|=|V_B^{\left(k\right)}-V_B^{\left(k\right)*}|---\left(1\right)$

$\left|{{\mathrm{\Δ\θ}}_B}^{\left(k\right)}\right|=|{\mathrm{\θ}}_B^{\left(k\right)}-{\mathrm{\θ}}_B^{\left(k\right)*}|---\left(2\right)$

步骤3-2：判断是否满足|ΔV_B ^(k)|≤ε_V且|Δθ_B ^(k)|≤ε_θ，如果满足，则计算结束；否则执行下一步；

步骤3-3：令k＝k+1，更新边界节点电压和相角并返回步骤2；

和表示为：

$V_B^{\left(k\right)}=V_B^{\left(k\right)*}---\left(3\right)$

${\mathrm{\θ}}_B^{\left(k\right)}={\mathrm{\θ}}_B^{\left(k\right)*}---\left(4\right)$

其中，ε_V和ε_θ分别表示设定的电压收敛阈值和相角收敛阈值。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

1)本发明提供的基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法将输电网和配电网统一考虑，输电网潮流和配电网潮流交替更新边界节点状态量，考虑了输电网和配电网的相互影响，形成了统一的潮流计算结果。

2)本发明提供一种基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法中，输电网潮流计算和配电网潮流计算是相互独立的，能够根据输配电网各自的特点和计算要求采用合适的算法，可以利用现有的计算方法，便于利用现有的计算程序实现。

附图说明

图1是本发明实施例中基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

输配电网联合计算需要考虑如下问题：

1)算法在计算输电网潮流时，要能够适应输电网环网结构多，R/X比值小的特点，要满足输电网潮流分析的要求，尽量利用现有输电网潮流的模型和算法，要具有良好的收敛性；

2)算法在计算配电网潮流时，要能够适应配电网开环运行，辐射状网络，R/X比值较大的特点，满足配电网潮流分析的要求，要尽量利用现有配电网潮流的模型和算法，具有良好的收敛性；

3)算法设计要考虑到输电网和配电网相互影响，既能够适应输电网想配电网输送潮流，也能够适应配电网向输电网供电的双向潮流状态。

本发明基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法将输电网和配电网统一考虑，将输电网和配电网在边界节点处分开，分别计算输电网和配电网潮流。在计算配电潮流时，将输电网在边界节点等值，由输电潮流计算结果提供配电边界节点电压数据；在计算输电潮流时，将配电网在边界节点处等值，由配电潮流计算结果提供输电网的负荷数据，输电潮流和配电潮流交替计算，反复迭代直至收敛。

本方法中输电网潮流和配电网潮流是分别计算的，因此可以采用各自的模型和算法。本方法要求每个配电网只能有一个边界节点与输电网联接，适用于配电网广泛采用的开环运行的供电方式。

本发明提供一种基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法，所述计算方法包括以下步骤：

步骤1：将配电网和输电网在边界节点处分开，并完成初始化；

步骤2：分别进行配电网潮流计算和输电网潮流计算；

步骤3：判断输配电网联合潮流是否收敛，若不收敛则更新边界节点电压，返回步骤2。

所述步骤1中，初始化包括：

将迭代次数k置为1，将边界节点电压设置为1.0，将边界节点相角设置为0°。

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2-1：根据边界节点电压和相角采用PSD潮流计算软件中配电网潮流计算方法进行配电网潮流计算，得到边界节点等值负荷

步骤2-2：根据边界节点等值负荷采用PSD潮流计算软件中输电网潮流计算方法进行输电网潮流计算，得到边界节点电压和相角

所述步骤2包括以下步骤：

步骤3-1：比较和并比较和得到边界节点电压幅值差ΔV_B ^(k)和相角差Δθ_B ^(k)，有：

$\left|{{\mathrm{\ΔV}}_B}^{\left(k\right)}\right|=|V_B^{\left(k\right)}-V_B^{\left(k\right)*}|---\left(1\right)$

$\left|{{\mathrm{\Δ\θ}}_B}^{\left(k\right)}\right|=|{\mathrm{\θ}}_B^{\left(k\right)}-{\mathrm{\θ}}_B^{\left(k\right)*}|---\left(2\right)$

步骤3-2：判断是否满足|ΔV_B ^(k)|≤ε_V且|Δθ_B ^(k)|≤ε_θ，如果满足，则计算结束；否则执行下一步；

步骤3-3：令k＝k+1，更新边界节点电压和相角并返回步骤2；

和表示为：

$V_B^{\left(k\right)}=V_B^{\left(k\right)*}---\left(3\right)$

${\mathrm{\θ}}_B^{\left(k\right)}={\mathrm{\θ}}_B^{\left(k\right)*}---\left(4\right)$

其中，ε_V和ε_θ分别表示设定的电压收敛阈值和相角收敛阈值。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法，其特征在于：所述计算方法包括以下步骤：

步骤1：将配电网和输电网在边界节点处分开，并完成初始化；

步骤2：分别进行配电网潮流计算和输电网潮流计算；

步骤3：判断输配电网联合潮流是否收敛，若不收敛则更新边界节点电压，返回步骤2。

2.根据权利要求1所述的基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法，其特征在于：所述步骤1中，初始化包括：

将迭代次数k置为1，将边界节点电压设置为1.0，将边界节点相角设置为0°。

3.根据权利要求1所述的基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：

步骤2-1：根据边界节点电压和相角采用PSD潮流计算软件中配电网潮流计算方法进行配电网潮流计算，得到边界节点等值负荷

步骤2-2：根据边界节点等值负荷采用PSD潮流计算软件中输电网潮流计算方法进行输电网潮流计算，得到边界节点电压和相角

4.根据权利要求3所述的基于边界节点等值的输配电网联合潮流计算方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：

步骤3-1：比较和并比较和得到边界节点电压幅值差ΔV_B ^(k)和相角差Δθ_B ^(k)，有：

$\left|{{\mathrm{\ΔV}}_B}^{\left(k\right)}\right|=|V_B^{\left(k\right)}-V_B^{\left(k\right)*}|---\left(1\right)$

$\left|{{\mathrm{\Δ\θ}}_B}^{\left(k\right)}\right|=|{\mathrm{\θ}}_B^{\left(k\right)}-{\mathrm{\θ}}_B^{\left(k\right)*}|---\left(2\right)$

步骤3-2：判断是否满足|ΔV_B ^(k)|≤ε_V且|Δθ_B ^(k)|≤ε_θ，如果满足，则计算结束；否则执行下一步；

步骤3-3：令k＝k+1，更新边界节点电压和相角并返回步骤2；

和表示为：

$V_B^{\left(k\right)}=V_B^{\left(k\right)*}---\left(3\right)$

${\mathrm{\θ}}_B^{\left(k\right)}={\mathrm{\θ}}_B^{\left(k\right)*}---\left(4\right)$

其中，ε_V和ε_θ分别表示设定的电压收敛阈值和相角收敛阈值。