CN109361219A - 一种分布式电源配电网潮流计算方法及装置 - Google Patents

一种分布式电源配电网潮流计算方法及装置 Download PDF

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CN109361219A CN201811326003.9A CN201811326003A CN109361219A CN 109361219 A CN109361219 A CN 109361219A CN 201811326003 A CN201811326003 A CN 201811326003A CN 109361219 A CN109361219 A CN 109361219A
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李娟�
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张三春
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王金龙
马俐
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华东
查传明
李云山
倪博
卫俊辰
李长庆
李强
张永龙
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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及装置，涉及电力技术领域，主要目的在于提高配电网潮流计算的准确性；主要技术方案为：将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状网络；所述纯辐射状网络和所述纯环状网络存在重叠的节点；计算所述纯辐射状网络在满足预设的收敛条件时所述纯辐射状网络中各个节点的电压；将所述纯环状网络中与所述纯辐射状网络中重叠的节点的电压初始化为所述纯辐射状网络中的电压；通过所述纯环状网络中各个节点的电压，得到潮流计算结果。

Description

一种分布式电源配电网潮流计算方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及电力技术领域，特别是涉及一种分布式电源配电网 潮流计算方法及装置。
背景技术
随着电力系统规模的扩大，分布式电源作为传统供电方式的有效补充， 越来越多的应用在配电网络中。在分布式电源接入到配电网络之后，为了 保证配电网的运行稳定及安全，需要对配电网进行潮流计算，以为配电网 规划设计和运行方式的合理性、可靠性及经济性进行定量分析提供重要依 据。
目前，在对分布式电源配电网进行潮流计算时，通常采用的方法为应 用于输电网中的输电网潮流计算方法。但是输电网一般都采用环网运行， 而分布式电源配电网一般采用开环运行或弱环运行，且分布式电源配电网 具有输电线路短、线路分支较多、电压等级较低、配电系统馈线支路的电 抗与电阻的比值较小不能忽略电阻值等特征。也就是说输电网和分布是电 源配电网之间的差别加大，在利用应用于输电网中的输电网潮流计算方法与配电网的适应性较低。因此，输电网潮流计算方法对配电网进行潮流计 算的准确性较低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提出了一种分布式电源配电网潮流计算方法 及装置，主要目的在于可以提高配电网潮流计算的准确性。
第一方面，本发明实施例提供了一种分布式电源配电网潮流计算方法， 该分布式电源配电网潮流计算方法包括：
将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状网络；所述纯辐射 状网络和所述纯环状网络存在重叠的节点；
计算所述纯辐射状网络在满足预设的收敛条件时所述纯辐射状网络中 各个节点的电压；
将所述纯环状网络中与所述纯辐射状网络中重叠的节点的电压初始化 为所述纯辐射状网络中的电压；
通过所述纯环状网络中各个节点的电压，得到潮流计算结果。
可选地，所述计算所述纯辐射状网络在满足预设的收敛条件时所述纯 辐射状网络中各个节点的电压，包括：
确定上一次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个节点的第一节点电 压；
计算与所述上一次迭代相邻的当前次迭代中所述纯辐射状网络包括的 每一个节点的第二节点电压；
根据每一个所述节点的第一节点电压与第二节点电压判断是否满足预 设的收敛条件；
若是，确定所述纯辐射状网络中每一个所述节点的电压。
可选地，所述确定上一次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个节点 的第一节点电压，包括：
根据所述分布式电源配电网的网络参数，对所述纯辐射网络进行层次 化分析，得到所述纯辐射网络中的全部节点；
根据所述全部节点中包括的根节点的电压为所述纯辐射网络包括的每 一个所述节点赋电压初值；
在所述当前次迭代是第一次迭代时，将每一个所述节点的电压初值确 定为上一次迭代中每一个所述节点各自对应的第一节点电压；
在所述当前次迭代不是第一次迭代时，将每一个所述节点的第二节点 电压，确定为上一次迭代中每一个所述节点各自对应的第一节点电压。
可选地，所述计算与所述上一次迭代相邻的当前次迭代中所述纯辐射 状网络包括的每一个节点的第二节点电压，包括：
根据所述分布式电源配电网的网络参数，对所述纯辐射网络进行层次 化分析，得到所述纯辐射网络中的全部节点；
根据所述全部节点中包括的根节点的电压为所述纯辐射网络包括的每 一个所述节点赋电压初值；
确定所述纯辐射网络的回路阻抗矩阵；
根据所述回路阻抗矩阵以及上一次迭代中每一个所述第一节点的第一 电压计算每一个所述节点的三相注入电流；
根据每一个所述节点的三相注入电流，从所述全部节点中包括的末梢 节点开始，回退计算所述纯辐射网络中每一个支路的支路电流；
将每一个所述支路电流叠加到每一个所述支路电流各自对应的支路 上，得到每一个所述支路各自对应的目标支路电流；
根据每一个所述支路各自对应的目标支路电流，确定每一个所述节点 的第二节点电压。
可选地，所述根据每一个节点的第一节点电压与第二节点电压判断是 否满足预设的收敛条件，包括：
计算每一个所述节点的第一节点电压与第二节点电压的差值绝对值；
判断计算得到的差值绝对值中最大的差值绝对值是否小于预设的第一 阈值；
若小于所述第一阈值，计算所述纯辐射状网络中每一对开环节点之间 电压差值绝对值，判断最大的电压差值绝对值是否小于预设的第二阈值； 所述纯辐射状网络中包括至少一对所述开环节点，所述至少一对所述开环 节点包括在所述纯辐射状网络中的全部节点中，每一对所述开环节点分别 对应的所述纯环状网络中的一个闭环节点；每一对所述开环节点是由对应 的闭环节点经过开环处理得到的；
若小于所述第二阈值，判断满足所述收敛条件。
可选地，该方法还包括：
若不满足所述收敛条件，将每一个所述节点的第二节点电压，确定为 上一次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个所述节点的第一节点电压；
计算与所述上一次迭代相邻的当前次迭代中所述纯辐射状网络包括的 每一个所述节点的第二节点电压；
根据每一个所述节点的第一节点电压与第二节点电压判断是否满足预 设的收敛条件。
可选地，所述确定所述纯辐射状网络中每一个所述节点的电压，包括：
将所述当前次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个所述节点的第二 节点电压确定为每一个所述节点各自对应的电压。
可选地，所述将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状网络， 包括：
分解出所述分布式电源配电网包括的所有闭环；每一个所述闭环形成 一个纯环状网络，且每一个所述闭环由至少三个闭环节点组成；
在每一个所述闭环中选取一个目标闭环节点，在所述将分布式电源配 电网中将所述目标闭环节点进行开环处理，形成至少一个纯辐射状态网络。
第二方面，本发明实施例提供了一种分布式电源配电网潮流计算装置， 该分布式电源配电网潮流计算装置包括：
分解模块，用于将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状网 络；所述纯辐射状网络和所述纯环状网络存在重叠的节点；
计算模块，用于计算所述纯辐射状网络在满足预设的收敛条件时所述 纯辐射状网络中各个节点的电压；
初始化模块，用于将所述纯环状网络中与所述纯辐射状网络中重叠的 节点的电压初始化为所述纯辐射状网络中的电压；
获取模块，用于通过所述纯环状网络中各个节点的电压，得到潮流计 算结果。
第三方面，本发明实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存 储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述 中任意一项所述的分布式电源配电网潮流计算方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备中包括 处理器、存储器和总线；所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互 间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行上述中 任意一项所述的分布式电源配电网潮流计算方法。
本发明实施例提供了一种分布式电源配电网潮流计算方法及装置，将 分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状网络。然后计算纯辐射状 网络在满足预设的收敛条件时纯辐射状网络中各个节点的电压，并将纯环 状网络中与纯辐射状网络中重叠的节点的电压初始化为纯辐射状网络中的 电压，最后通过纯环状网络中各个节点的电压，得到潮流计算结果。通过 上述可知，本发明提供的方案中将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络 和纯环状网络，基于分解出的纯辐射状网络和纯环状网络得到分布式电源 配电网的潮流计算结果。因此，本发明提供的方案可以提高配电网潮流计 算的准确性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明一个实施例提供的一种分布式电源配电网潮流计算 方法的流程图；
图2示出了本发明一个实施例提供的一种分布式电源配电网的结构示 意图；
图3示出了本发明一个实施例提供的一种纯环状网络的结构示意图；
图4示出了本发明一个实施例提供的一种纯辐射状网络的结构示意图；
图5示出了本发明另一个实施例提供的一种分布式电源配电网潮流计 算方法的流程图；
图6示出了本发明一个实施例提供的一种分布式电源配电网潮流计算 装置的结构示意图；
图7示出了本发明另一个实施例提供的一种分布式电源配电网潮流计 算装置的结构示意图；
图8示出了本发明又一个实施例提供的一种分布式电源配电网潮流计 算装置的结构示意图；
图9示出了本发明一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更加详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中 显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公 开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够 更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技 术人员。
如图1所示，本发明实施例提供了一种分布式电源配电网潮流计算方 法，该分布式电源配电网潮流计算方法包括：
101、将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状网络；所述纯 辐射状网络和所述纯环状网络存在重叠的节点；
102、计算所述纯辐射状网络在满足预设的收敛条件时所述纯辐射状网 络中各个节点的电压；
103、将所述纯环状网络中与所述纯辐射状网络中重叠的节点的电压初 始化为所述纯辐射状网络中的电压；
104、通过所述纯环状网络中各个节点的电压，得到潮流计算结果。
根据图1所示的实施例，将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和 纯环状网络。然后计算纯辐射状网络在满足预设的收敛条件时纯辐射状网 络中各个节点的电压，并将纯环状网络中与纯辐射状网络中重叠的节点的 电压初始化为纯辐射状网络中的电压，最后通过纯环状网络中各个节点的 电压，得到潮流计算结果。通过上述可知，本发明提供的方案中将分布式 电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状网络，基于分解出的纯辐射状网 络和纯环状网络得到分布式电源配电网的潮流计算结果。因此，本发明提 供的方案可以提高配电网潮流计算的准确性。
在本发明一个实施例中，上述图1所示流程图中的步骤101将分布式 电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状网络，可以包括：
分解出所述分布式电源配电网包括的所有闭环；每一个所述闭环形成 一个纯环状网络，且每一个所述闭环由至少三个闭环节点组成；
在每一个所述闭环中选取一个目标闭环节点，在所述将分布式电源配 电网中将所述目标闭环节点进行开环处理，形成至少一个纯辐射状态网络。
在本实施例中，根据分布式电源配电网的配电网线路、配电网开关、 配电网负荷、分布式电源连接关系等配电网网络参数，从分布式电源配电 网中分解出所有闭环。闭环的数量可能是一个或多个。在纯环状网络中， 移走所有的电源和节点负荷后，将所有的辐射状支路也一并移走，只保留 合环点处附加的电压源和所有环中的支路。
在本实施例中，举例说明：如图2所示，图2为一个分布式电源配电 网60，配电网中的50均为节点。通过分解，如果3所示，从图2所示的分 布式电源配电网中分解出了501和502两个纯环状网络。
在本实施例中，在分解出闭环之后，在每一个闭环中选取一个目标闭 环节点。该目标闭环节点的选取规则至少包括如下两种：第一种，对于任 一纯环状网络，从该纯环状网络包括的各个闭环节点中随机选择一个闭环 节点作为目标闭环节点。此时在分布式电源配电网中针对目标闭环节点进 行开环处理后，可能会形成一个或多个纯辐射网络。第二种，对于任一纯 环状网络，从该纯环状网络包括的各个闭环节点中指定目标闭环节点。此种方式可以控制形成纯辐射网络的数量。
在本实施例中，在纯辐射状网络中，将分布式配电网中的所有的环都 解开，只保留分布式电源配电网中的电源和节点，形成一个不含环状结构 的纯辐射状网络。
在本实施例中，举例说明：如图3所示，分别选择501、502两个纯环 状网络中的节点50A和50B作为目标闭环节点。则将分布式电源配电网中 将目标闭环节点50A和50B进行开环处理，得到50A1、50A2、50B1以及 50B2四个节点，形成一个如图4所示的纯辐射状态网络503。
根据上述实施例，将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状 网络，由于是针对纯辐射状网络和纯环状网络分别计算的，因此可以降低 分布式电源配电网潮流计算的难度。
在本发明一个实施例中，上述图1所示流程图中的步骤102计算所述 纯辐射状网络在满足预设的收敛条件时所述纯辐射状网络中各个节点的电 压，可以包括：
A1、确定上一次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个节点的第一节 点电压；
A2、计算与所述上一次迭代相邻的当前次迭代中所述纯辐射状网络包 括的每一个节点的第二节点电压；
A3、根据每一个所述节点的第一节点电压与第二节点电压判断是否满 足预设的收敛条件；若是，执行A4；
A4、确定所述纯辐射状网络中每一个所述节点的电压。
在本发明一个实施例中，上述实施例中的步骤A1确定上一次迭代中所 述纯辐射状网络包括的每一个节点的第一节点电压，可以包括：
根据所述分布式电源配电网的网络参数，对所述纯辐射网络进行层次 化分析，得到所述纯辐射网络中的全部节点；
根据所述全部节点中包括的根节点的电压为所述纯辐射网络包括的每 一个所述节点赋电压初值；
在所述当前次迭代是第一次迭代时，将每一个所述节点的电压初值确 定为上一次迭代中每一个所述节点各自对应的第一节点电压；
在所述当前次迭代不是第一次迭代时，将每一个所述节点的第二节点 电压，确定为上一次迭代中每一个所述节点各自对应的第一节点电压。
在本实施例中，根据所述分布式电源配电网的网络参数，对所述纯辐 射网络进行层次化分析，得到所述纯辐射网络中的全部节点，可以包括： 根据分布式电源配电网的配电网线路、配电网开关、配电网负荷、分布式 电源连接关系等配电网网络参数，从分布式电源配电网的根节点或末梢节 逐层的确定出纯辐射网络中的全部节点。
在本实施例中，根据所述全部节点中包括的根节点的电压为所述纯辐 射网络包括的每一个所述节点赋电压初值，可以包括：初始化每一个节点 的电压为根节点的三相电压，并给各节点的电压赋初值。比如，为每一个 节点赋电压初值为1，即Ui＝1(Ui表征第i个节点的电压初值)。另外，在 为每一个节点赋电压初值时，还可以初始化各开环电压和回路电流为0。
在本实施例中，在上一次迭代为第零次迭代时，也就是当前迭代为第 一次迭代时，将每一个节点的电压初值确定为上一次迭代中每一个节点各 自对应的第一节点电压。
在本实施例中，在上一次迭代非第零次迭代时，也就是当前迭代不是 第一次迭代时，将每一个节点的第二节点电压，确定为上一次迭代中每一 个节点各自对应的第一节点电压。
在本发明一个实施例中，上述实施例中的步骤A2所述计算与所述上一 次迭代相邻的当前次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个节点的第二节 点电压，可以包括：
根据所述分布式电源配电网的网络参数，对所述纯辐射网络进行层次 化分析，得到所述纯辐射网络中的全部节点；
根据所述全部节点中包括的根节点的电压为所述纯辐射网络包括的每 一个所述节点赋电压初值；
确定所述纯辐射网络的回路阻抗矩阵；
根据所述回路阻抗矩阵以及上一次迭代中每一个所述第一节点的第一 电压计算每一个所述节点的三相注入电流；
根据每一个所述节点的三相注入电流，从所述全部节点中包括的末梢 节点开始，回退计算所述纯辐射网络中每一个支路的支路电流；
将每一个所述支路电流叠加到每一个所述支路电流各自对应的支路 上，得到每一个所述支路各自对应的目标支路电流；
根据每一个所述支路各自对应的目标支路电流，确定每一个所述节点 的第二节点电压。
在本实施例中，根据所述分布式电源配电网的网络参数，对所述纯辐 射网络进行层次化分析，得到所述纯辐射网络中的全部节点，可以包括： 根据分布式电源配电网的配电网线路、配电网开关、配电网负荷、分布式 电源连接关系等配电网网络参数，从分布式电源配电网的根节点或末梢节 逐层的确定出纯辐射网络中的全部节点。
在本实施例中，根据所述全部节点中包括的根节点的电压为所述纯辐 射网络包括的每一个所述节点赋电压初值，可以包括：初始化每一个节点 的电压为根节点的三相电压，并给各节点的电压赋初值。比如，为每一个 节点赋电压初值为1，即Ui＝1(Ui表征第i个节点的电压初值)。另外，在 为每一个节点赋电压初值时，还可以初始化各开环电压和回路电流为0。
在本实施例中，计算每一个节点的三相注入电流的方法与节点的接法 以及类型有关，节点的类型可以包括负荷和并联电容。
对于星形接法的三种类型的负荷产生的节点三相注入电流分别为：恒 定功率负荷产生的节点三相注入电流如公式(1)所示，恒定电流负荷产生 的节点三相注入电流如公式(2)所示，恒定阻抗负荷产生的节点三相注入 电流如公式(3)所示。对于三角形接法的三种类型的负荷产生的节点三相 注入电流分别为：恒定功率负荷产生的节点三相注入电流如公式(4)所示， 恒定电流负荷产生的节点三相注入电流如公式(5)所示，恒定阻抗负荷产生的节点三相注入电流如公式(6)所示。
其中，a、b、c分别代表三相电压中的一相电压；k是迭代次数； 是节点j三相节点注入电流；是节点j的电压向量； 是节点j的星形接法节点负荷功率。是节点j的三角形 接法节点负荷功率；Yja、Yjb、Yjc、yjab、yjbc、yjca为负荷的恒阻抗参数。
对于星形接法的并联电容器产生的节点三相注入电流如公式(7)所示。 对于三角形接法的并联电容器产生的节点三相注入电流如公式(8)所示。
其中，Qja、Qjb、Qjc为星形接法的节点j所接电容器的额定功率。Qjab、 Qjbc、Qjca为三角形接法的节点j所接电容器的额定功率。
在本实施例中，根据每一个所述节点的三相注入电流，从所述全部节 点中包括的末梢节点开始，回退计算所述纯辐射网络中每一个支路的支路 电流的过程可以包括：
从纯辐射状网络的末梢节点开始，逐次向根节点进行推进，根据公式 (9)求得各支路电流。
其中，是支路l的电流；M是所有与节点j相连的下层支路 的集合。
当遇到含变压器的支路时，可以根据公式(10)求出变压器高压侧的 三相电流。
[IABC]＝[Ct][VLGabc]+[dt][Iabc] (10)
其中，[IABC]是高压侧三相电流，[Ct]、[dt]是不同类型的变压器参数是 变压器低压侧的三相相电压，[Iabc]是变压器低压侧三相相电流。
在本实施例中，将每一个所述支路电流叠加到每一个所述支路电流各 自对应的支路上，得到每一个所述支路各自对应的目标支路电流的过程可 以包括：
根据预设的叠加原则进行叠加，该叠加原则可以为但不限于：当支路 电流的参考方向和支路的回路电流的参考方向一致时，直接将两电流相加。 当二者电流方向相反时，将支路的回路电流取负后再与支路电流相加。
在本实施例中，根据每一个所述支路各自对应的目标支路电流，确定 每一个所述节点的第二节点电压的过程可以包括：
从纯辐射状网络的根节点开始，逐次向末梢节点进行推进，根据公式 (11)求得每一个节点的第二节点电压。
在求解节点的第二电压的时候，如果遇到变压器的支路，则利用公式 (12)求出变压器低压侧三相电压。
[VLGABC]＝[At][VLNabc]+[Bt][Iabc] (12)
其中，VLGABC是变压器低压侧三相相电压，VLNabc变压器高压侧三相电 压At、Bt是变压器固有参数。
在本发明一个实施例中，上述实施例中的步骤A3所述根据每一个节点 的第一节点电压与第二节点电压判断是否满足预设的收敛条件，包括：
计算每一个所述节点的第一节点电压与第二节点电压的差值绝对值；
判断计算得到的差值绝对值中最大的差值绝对值是否小于预设的第一 阈值；
若小于所述第一阈值，计算所述纯辐射状网络中每一对开环节点之间 电压差值绝对值，判断最大的电压差值绝对值是否小于预设的第二阈值； 所述纯辐射状网络中包括至少一对所述开环节点，所述至少一对所述开环 节点包括在所述纯辐射状网络中的全部节点中，每一对所述开环节点分别 对应的所述纯环状网络中的一个闭环节点；每一对所述开环节点是由对应 的闭环节点经过开环处理得到的；
若小于所述第二阈值，判断满足所述收敛条件。
在本实施例中，每一个节点的第一节点电压和第二节点电压均为三相 相电压。计算每一个节点的第一节点电压与第二节点电压的差值绝对值的 具体过程可以为：根据公式(13)计算每一个节点的每一相前后两次迭代 电压之间的差值绝对值。
其中，表征前后两个两次迭代电压的差值绝对值；表征第k 次迭代，节点j的i相的电压，也就是第二节点电压；表征第k- 1次迭代，节点j的i相的电压，也就是第一节点电压；i∈(a，b，c)，a、 b、c分别代表三相电压中的一相电压。
在本实施例中，从计算的每一相前后两次迭代电压之间的差值绝对值 中确定最大的差值绝对值。在判断出确定出的最大差值绝对值小于预设的 第一阈值时，说明纯辐射状网络可能收敛。则继续计算所述纯辐射状网络 中每一对开环节点之间电压差值绝对值。举例说明：如图4所示，节点50A1 和50A2为一对开环节点，则计算节点50A1和50A2之间电压差值绝对值。 在计算中的各对开环节点之间的电压差值中选取最大的电压差值。在最大的电压差值大于预设的第二阈值时，说明纯辐射状网络收敛。
在本实施例中，在判断出每一相前后两次迭代电压之间的最大差值绝 对值不小于第一阈值时，则纯辐射状网络不收敛，则将每一个节点的第二 节点电压，确定为上一次迭代中纯辐射状网络包括的每一个节点的第一节 点电压。
在本实施例中，在判断各对开环节点之间的电压差值中的最大电压差 值不小于第二阈值时，则纯辐射状网络不收敛，则将每一个节点的第二节 点电压，确定为上一次迭代中纯辐射状网络包括的每一个节点的第一节点 电压。
在本实施例中，第一阈值和第二阈值的数值均可以根据业务要求确定。 可选地，第二阈值可以为0.000001pu(标么值)。
在本发明一个实施例中，上述实施例中的步骤A4确定所述纯辐射状网 络中各个节点的电压，可以包括：
将所述当前次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个所述节点的第二 节点电压确定为每一个所述节点各自对应的电压。
在本发明一个实施例中，对上述图1所示流程图中的步骤104通过所 述纯环状网络中各个节点的电压得到潮流计算结果进行说明：
在本实施例中，纯环状网络由于移去了所有的电源、节点负荷和所有 不在环中的支路，只保留了包含在环中的支路和合环点处附加的电压源， 因此可以采用回路电流法，即公式(14)求解其三相潮流。
对于一个具有个基本回路的电路，利用基尔霍夫电压定律KVL列写 回路电流方程可得公式(15)。
其中，为回路k的回路电流，为回路k的 开环电压差。为各回路的阻抗。当k＝i时，Z′ki为各回路的自阻 抗，其值为各回路中所有支路阻抗之和，都为正值；当k≠i时，Z′ki为回路 间的互阻抗，其值为两回路间公共支路的阻抗之和，若两个回路的回路电 流方向相反，则矩阵中每个元素取负值，否则取正值；若两回路无公共支路， 则该矩阵的所有元素为零。
在本发明一个实施例中，该方法还包括：
若不满足所述收敛条件，将每一个所述节点的第二节点电压，确定为 上一次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个所述节点的第一节点电压；
计算与所述上一次迭代相邻的当前次迭代中所述纯辐射状网络包括的 每一个所述节点的第二节点电压；
根据每一个所述节点的第一节点电压与第二节点电压判断是否满足预 设的收敛条件。
基于上述的实施例中的叙述，上述方法的实施例可以根据业务需要自 由组合，组合成新的实施例。下面以图5所示的流程图对分布式电源配电 网潮流计算方法进行说明，该分布式电源配电网潮流计算方法可以包括：
201、分解出分布式电源配电网包括的所有闭环；每一个闭环形成一个 纯环状网络，且每一个闭环由至少三个闭环节点组成。
202、在每一个闭环中选取一个目标闭环节点，在分布式电源配电网中 将目标闭环节点进行开环处理，形成至少一个纯辐射状态网络。
203、根据分布式电源配电网的网络参数，对纯辐射网络进行层次化分 析，得到纯辐射网络中的全部节点。
204、根据纯辐射网络的全部节点中包括的根节点的电压为纯辐射网络 包括的每一个节点赋电压初值。
205、确定纯辐射网络的回路阻抗矩阵。
206、确定上一次迭代中纯辐射状网络包括的每一个节点的第一节点电 压。
207、根据回路阻抗矩阵以及上一次迭代中每一个第一节点的第一电压 计算每一个节点的三相注入电流。
208、根据每一个节点的三相注入电流，从纯辐射网络的全部节点中包 括的末梢节点开始，回退计算纯辐射网络中每一个支路的支路电流。
209、将每一个支路电流叠加到每一个支路电流各自对应的支路上，得 到每一个支路各自对应的目标支路电流。
210、根据每一个支路各自对应的目标支路电流，确定每一个节点的第 二节点电压。
211、计算每一个节点的第一节点电压与第二节点电压的差值绝对值。
212、判断计算得到的差值绝对值中最大的差值绝对值是否小于预设的 第一阈值；若小于第一阈值，执行步骤213；否则，执行步骤217。
213、计算纯辐射状网络中每一对开环节点之间电压差值绝对值，判断 最大的电压差值绝对值是否小于预设的第二阈值；若小于第二阈值，执行 步骤214；否则，执行步骤217。
214、将当前次迭代中纯辐射状网络包括的每一个节点的第二节点电压 确定为每一个节点各自对应的电压。
215、将纯环状网络中与纯辐射状网络中重叠的节点的电压初始化为纯 辐射状网络中的电压。
216、通过纯环状网络中各个节点的电压，得到潮流计算结果，结束当 前流程。
217、将每一个节点的第二节点电压，确定为上一次迭代中纯辐射状网 络包括的每一个节点的第一节点电压，并执行步骤207。
如图6所示，本发明实施例提供了一种分布式电源配电网潮流计算装 置，该分布式电源配电网潮流计算装置包括：
分解模块301，用于将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状 网络；所述纯辐射状网络和所述纯环状网络存在重叠的节点；
计算模块302，用于计算所述纯辐射状网络在满足预设的收敛条件时所 述纯辐射状网络中各个节点的电压；
初始化模块303，用于将所述纯环状网络中与所述纯辐射状网络中重叠 的节点的电压初始化为所述纯辐射状网络中的电压；
获取模块304，用于通过所述纯环状网络中各个节点的电压，得到潮流 计算结果。
根据图6所示的实施例，本发明提供的方案中将分布式电源配电网分 解为纯辐射状网络和纯环状网络，基于分解出的纯辐射状网络和纯环状网 络得到分布式电源配电网的潮流计算结果。因此，本发明提供的方案可以 提高配电网潮流计算的准确性。
在本发明一个实施例中，如图7所示，所示计算模块302，包括：
第一确定子模块3021，用于确定上一次迭代中所述纯辐射状网络包括 的每一个节点的第一节点电压；
计算子模块3022，用于计算与所述上一次迭代相邻的当前次迭代中所 述纯辐射状网络包括的每一个节点的第二节点电压；
判断子模块3023，用于根据每一个所述节点的第一节点电压与第二节 点电压判断是否满足预设的收敛条件；若是，触发第二确定子模块3024；
所述第二确定子模块3024，用于在所述判断子模块3023的触发下，确 定所述纯辐射状网络中每一个所述节点的电压。
在本发明一个实施例中，如图7所示，第一确定子模块3021，用于根 据所述分布式电源配电网的网络参数，对所述纯辐射网络进行层次化分析， 得到所述纯辐射网络中的全部节点；根据所述全部节点中包括的根节点的 电压为所述纯辐射网络包括的每一个所述节点赋电压初值；在所述当前次 迭代是第一次迭代时，将每一个所述节点的电压初值确定为上一次迭代中 每一个所述节点各自对应的第一节点电压；在所述当前次迭代不是第一次 迭代时，将每一个所述节点的第二节点电压，确定为上一次迭代中每一个 所述节点各自对应的第一节点电压。
在本发明一个实施例中，如图7所示，计算子模块3022，用于根据所 述分布式电源配电网的网络参数，对所述纯辐射网络进行层次化分析，得 到所述纯辐射网络中的全部节点；根据所述全部节点中包括的根节点的电 压为所述纯辐射网络包括的每一个所述节点赋电压初值；确定所述纯辐射 网络的回路阻抗矩阵；根据所述回路阻抗矩阵以及上一次迭代中每一个所 述第一节点的第一电压计算每一个所述节点的三相注入电流；根据每一个所述节点的三相注入电流，从所述全部节点中包括的末梢节点开始，回退 计算所述纯辐射网络中每一个支路的支路电流；将每一个所述支路电流叠 加到每一个所述支路电流各自对应的支路上，得到每一个所述支路各自对 应的目标支路电流；根据每一个所述支路各自对应的目标支路电流，确定 每一个所述节点的第二节点电压。
在本发明一个实施例中，如图7所示，判断子模块3023，用于计算每 一个所述节点的第一节点电压与第二节点电压的差值绝对值；判断计算得 到的差值绝对值中最大的差值绝对值是否小于预设的第一阈值；若小于所 述第一阈值，计算所述纯辐射状网络中每一对开环节点之间电压差值绝对 值，判断最大的电压差值绝对值是否小于预设的第二阈值；所述纯辐射状 网络中包括至少一对所述开环节点，所述至少一对所述开环节点包括在所述纯辐射状网络中的全部节点中，每一对所述开环节点分别对应的所述纯 环状网络中的一个闭环节点；每一对所述开环节点是由对应的闭环节点经 过开环处理得到的；若小于所述第二阈值，判断满足所述收敛条件。
在本发明一个实施例中，如图7所示，该装置还包括：
第三确定子模块3025，用于若不满足所述收敛条件，将每一个所述节 点的第二节点电压，确定为上一次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个 所述节点的第一节点电压；触发所述计算子模块3022；
所述计算子模块3022，用于计算与所述上一次迭代相邻的当前次迭代 中所述纯辐射状网络包括的每一个所述节点的第二节点电压；
判断子模块3023，用于根据每一个所述节点的第一节点电压与第二节 点电压判断是否满足预设的收敛条件。
在本发明一个实施例中，如图7所示，所述第二确定子模块3024，用 于将所述当前次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个所述节点的第二节 点电压确定为每一个所述节点各自对应的电压。
在本发明一个实施例中，如图8所示，所述分解模块301，包括：
第一分解子模块3011，用于分解出所述分布式电源配电网包括的所有 闭环；每一个所述闭环形成一个纯环状网络，且每一个所述闭环由至少三 个闭环节点组成；
处理子模块3012，用于在每一个所述闭环中选取一个目标闭环节点， 在所述将分布式电源配电网中将所述目标闭环节点进行开环处理，形成至 少一个纯辐射状态网络。
上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发 明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述， 此处不再赘述。基于上述的实施例中的叙述，上述装置的实施例可以根据 业务需要自由组合，组合成新的实施例。
本发明实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序， 其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述中任意一项 所述的分布式电源配电网潮流计算方法。
本发明实施例提供了一种电子设备，如图9所示，所述电子设备中包 括处理器401、存储器402和总线403；所述处理器401、所述存储器402 通过所述总线403完成相互间的通信；所述处理器401用于调用所述存储 器402中的程序指令，以执行上述中任意一项所述的分布式电源配电网潮 流计算方法。
在本发明实施例中，将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环 状网络。然后计算纯辐射状网络在满足预设的收敛条件时纯辐射状网络中 各个节点的电压，并将纯环状网络中与纯辐射状网络中重叠的节点的电压 初始化为纯辐射状网络中的电压，最后通过纯环状网络中各个节点的电压， 得到潮流计算结果。通过上述可知，本发明提供的方案中将分布式电源配 电网分解为纯辐射状网络和纯环状网络，基于分解出的纯辐射状网络和纯 环状网络得到分布式电源配电网的潮流计算结果。因此，本发明提供的方 案可以提高配电网潮流计算的准确性。
在本发明实施例中，将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环 状网络，由于是针对纯辐射状网络和纯环状网络分别计算的，因此可以降 低分布式电源配电网潮流计算的难度。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、 或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施 例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个 或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不 限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的 形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序 产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流 程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中 的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专 用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个 机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产 生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方 框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理 设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存 储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个 流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备 上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机 实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现 在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的 功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/ 输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储 器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以 由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结 构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相 变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可 擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光 盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁 盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质， 可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读 介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载 波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非 排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不 仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为 这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下， 由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商 品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算 机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结 合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其 中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘 存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技 术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之 内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范 围之内。

Claims (11)

1.一种分布式电源配电网潮流计算方法，其特征在于，包括：
将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状网络；所述纯辐射状网络和所述纯环状网络存在重叠的节点；
计算所述纯辐射状网络在满足预设的收敛条件时所述纯辐射状网络中各个节点的电压；
将所述纯环状网络中与所述纯辐射状网络中重叠的节点的电压初始化为所述纯辐射状网络中的电压；
通过所述纯环状网络中各个节点的电压，得到潮流计算结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述纯辐射状网络在满足预设的收敛条件时所述纯辐射状网络中各个节点的电压，包括：
确定上一次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个节点的第一节点电压；
计算与所述上一次迭代相邻的当前次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个节点的第二节点电压；
根据每一个所述节点的第一节点电压与第二节点电压判断是否满足预设的收敛条件；
若是，确定所述纯辐射状网络中每一个所述节点的电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定上一次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个节点的第一节点电压，包括：
根据所述分布式电源配电网的网络参数，对所述纯辐射网络进行层次化分析，得到所述纯辐射网络中的全部节点；
根据所述全部节点中包括的根节点的电压为所述纯辐射网络包括的每一个所述节点赋电压初值；
在所述当前次迭代是第一次迭代时，将每一个所述节点的电压初值确定为上一次迭代中每一个所述节点各自对应的第一节点电压；
在所述当前次迭代不是第一次迭代时，将每一个所述节点的第二节点电压，确定为上一次迭代中每一个所述节点各自对应的第一节点电压。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算与所述上一次迭代相邻的当前次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个节点的第二节点电压，包括：
根据所述分布式电源配电网的网络参数，对所述纯辐射网络进行层次化分析，得到所述纯辐射网络中的全部节点；
根据所述全部节点中包括的根节点的电压为所述纯辐射网络包括的每一个所述节点赋电压初值；
确定所述纯辐射网络的回路阻抗矩阵；
根据所述回路阻抗矩阵以及上一次迭代中每一个所述第一节点的第一电压计算每一个所述节点的三相注入电流；
根据每一个所述节点的三相注入电流，从所述全部节点中包括的末梢节点开始，回退计算所述纯辐射网络中每一个支路的支路电流；
将每一个所述支路电流叠加到每一个所述支路电流各自对应的支路上，得到每一个所述支路各自对应的目标支路电流；
根据每一个所述支路各自对应的目标支路电流，确定每一个所述节点的第二节点电压。
5.根据权利要求2-4中任一所述的方法，其特征在于，所述根据每一个节点的第一节点电压与第二节点电压判断是否满足预设的收敛条件，包括：
计算每一个所述节点的第一节点电压与第二节点电压的差值绝对值；
判断计算得到的差值绝对值中最大的差值绝对值是否小于预设的第一阈值；
若小于所述第一阈值，计算所述纯辐射状网络中每一对开环节点之间电压差值绝对值，判断最大的电压差值绝对值是否小于预设的第二阈值；所述纯辐射状网络中包括至少一对所述开环节点，所述至少一对所述开环节点包括在所述纯辐射状网络中的全部节点中，每一对所述开环节点分别对应的所述纯环状网络中的一个闭环节点；每一对所述开环节点是由对应的闭环节点经过开环处理得到的；
若小于所述第二阈值，判断满足所述收敛条件。
6.根据权利要求2-4中任一所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
若不满足所述收敛条件，将每一个所述节点的第二节点电压，确定为上一次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个所述节点的第一节点电压；
计算与所述上一次迭代相邻的当前次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个所述节点的第二节点电压；
根据每一个所述节点的第一节点电压与第二节点电压判断是否满足预设的收敛条件。
7.根据权利要求2-4中任一所述的方法，其特征在于，所述确定所述纯辐射状网络中每一个所述节点的电压，包括：
将所述当前次迭代中所述纯辐射状网络包括的每一个所述节点的第二节点电压确定为每一个所述节点各自对应的电压。
8.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状网络，包括：
分解出所述分布式电源配电网包括的所有闭环；每一个所述闭环形成一个纯环状网络，且每一个所述闭环由至少三个闭环节点组成；
在每一个所述闭环中选取一个目标闭环节点，在所述将分布式电源配电网中将所述目标闭环节点进行开环处理，形成至少一个纯辐射状态网络。
9.一种分布式电源配电网潮流计算装置，其特征在于，包括：
分解模块，用于将分布式电源配电网分解为纯辐射状网络和纯环状网络；所述纯辐射状网络和所述纯环状网络存在重叠的节点；
计算模块，用于计算所述纯辐射状网络在满足预设的收敛条件时所述纯辐射状网络中各个节点的电压；
初始化模块，用于将所述纯环状网络中与所述纯辐射状网络中重叠的节点的电压初始化为所述纯辐射状网络中的电压；
获取模块，用于通过所述纯环状网络中各个节点的电压，得到潮流计算结果。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至权利要求8中任意一项所述的分布式电源配电网潮流计算方法。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备中包括处理器、存储器和总线；所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行权利要求1至权利要求8中任意一项所述的分布式电源配电网潮流计算方法。
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