CN109802392A

CN109802392A - 大规模配电网潮流计算方法及装置

Info

Publication number: CN109802392A
Application number: CN201910141531.5A
Authority: CN
Inventors: 唐巍; 陈璐; 王越; 张博; 蔡永翔; 王照琪; 张涵
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2019-05-24
Anticipated expiration: 2039-02-26
Also published as: CN109802392B

Abstract

本发明实施例提供一种大规模配电网潮流计算方法及装置，所述方法包括：将目标配电网络分解成若干个子网，获取用于求解子网间联络支路电流值的方程；计算各子网ZIP负荷模型的恒阻抗、恒电流和恒功率参数；根据恒阻抗参数计算各子网的节点导纳矩阵，并对节点导纳矩阵进行改进；根据当前迭代的节点电压，以及恒电流和恒功率参数，计算当前迭代的节点注入电流；根据改进后的节点导纳矩阵、当前迭代的节点注入电流和用于求解子网间联络支路电流的方程，获得当前迭代的联络支路电流；若前后两次迭代的联络支路电流间的差值大于收敛判据，则根据当前迭代的联络支路电流获得下一次迭代的节点电压相量。本发明实施例兼顾了潮流并行计算的效率与灵活性。

Description

大规模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系统分析与计算技术领域，更具体地，涉及一种大规模配电网潮流计算方法及装置。

背景技术

随着电力系统自动化水平不断提高，配电系统作为电力网络的重要组成部分，在电力系统中越来越受到重视，尤其是在优化配电网络中对配电网潮流进行计算。随着分布式电源、电动汽车等设备大量接入，配电网从传统的无源网络逐步变为有源的主动配电网，结构更为复杂，传统的潮流计算速度已无法满足大规模复杂配电网实时计算的要求。因此，研究配电网潮流并行算法，提高潮流并行计算效率已成为研究大规模配电系统的关键。

早期的潮流并行算法研究主要包括分块法、多重因子化法、稀疏矢量法和逆矩阵法。这些方法均是以线性方程组的前代回代和因子分解过程为切入点实现并行的，由于受进程数限定，存在当导纳矩阵维数不能被进程数整除时无法实现并行的问题，并行计算效率低。

J.R.Marti等人提出一种多区域戴维南等值法，利用网络中存在的集中参数线路或元件将网络分割为多个子网，先求出子网之间联络支路上流过的电流，再将联络支路电流纳入各子网的节点电压方程最后完成整个网络的求解。但采用该方法进行网络分割时，必须在集中参数元件上进行，且在并行计算时要求各子网采用相同的计算理论，限制了求解算法的灵活性。

发明内容

为了解决现有技术存在的并行计算效率低下、分网求解灵活性差的问题，本发明实施例提供一种大规模配电网潮流计算方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供一种大规模配电网潮流计算方法，包括：

通过选取多个分裂节点将目标配电网络分解成若干个子网，获取各子网的支路电流方程、各子网在分裂节点处的节点电压方程以及用于求解子网间联络支路电流值的方程；

在各子网内建立ZIP负荷模型，获取各子网的负荷参数，并根据所述负荷参数计算各子网ZIP负荷模型的恒阻抗参数、恒电流参数和恒功率参数；

根据所述ZIP负荷模型的恒阻抗参数计算获得各子网的节点导纳矩阵，并对计算获得的节点导纳矩阵进行改进，以使得改进后的所述节点导纳矩阵为非奇异矩阵；

对于任一次迭代的节点电压相量，根据当前迭代的节点电压相量，以及所述ZIP负荷模型的恒电流参数和恒功率参数，计算获得当前迭代的节点注入电流相量；

将改进后的节点导纳矩阵和所述当前迭代的节点注入电流相量代入所述用于求解子网间联络支路电流值的方程，获得当前迭代的联络支路电流值；

计算当前迭代的联络支路电流值与上一次迭代的联络支路电流值之间的差值，若所述差值小于等于预设收敛判据，则停止迭代，并将当前迭代的联络支路电流值作为需求的联络支路电流值；或者，

若所述差值大于预设收敛判据，则将所述当前迭代的联络支路电流值回代到所述各子网的支路电流方程中，获得下一次迭代的节点电压相量。

第二方面，本发明实施例提供一种大规模配电网潮流计算装置，包括：

分解模块，用于通过选取多个分裂节点将目标配电网络分解成若干个子网，获取各子网的支路电流方程、各子网在分裂节点处的节点电压方程以及用于求解子网间联络支路电流值的方程；

负荷模型求解模块，用于在各子网内建立ZIP负荷模型，获取各子网的负荷参数，并根据所述负荷参数计算各子网ZIP负荷模型的恒阻抗参数、恒电流参数和恒功率参数；

导纳矩阵获取模块，用于根据所述ZIP负荷模型的恒阻抗参数计算获得各子网的节点导纳矩阵，并对计算获得的节点导纳矩阵进行改进，以使得改进后的所述节点导纳矩阵为非奇异矩阵；

节点注入电流计算模块，用于对于任一次迭代的节点电压相量，根据当前迭代的节点电压相量，以及所述ZIP负荷模型的恒电流参数和恒功率参数，计算获得当前迭代的节点注入电流相量；

联络支路电流计算模块，用于将改进后的节点导纳矩阵和所述当前迭代的节点注入电流相量代入所述用于求解子网间联络支路电流值的方程，获得当前迭代的联络支路电流值；

收敛判断模块，用于计算当前迭代的联络支路电流值与上一次迭代的联络支路电流值之间的差值，若所述差值小于等于预设收敛判据，则停止迭代，并将当前迭代的联络支路电流值作为需求的联络支路电流值；或者，

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的大规模配电网潮流计算方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的大规模配电网潮流计算方法的步骤。

本发明实施例提供的大规模配电网潮流计算方法及装置，在节点处进行网络分解，有效保证各子网的计算规模均衡，避免了子网间互相等待浪费计算效率，提高了潮流并行计算效率；网络分解不受网络元件及计算方式限制，在方法上更具备灵活性；将负荷建模为ZIP模型，使得潮流计算结果更符合配电网实际运行情况，提高了潮流计算的收敛性和精度；提出了一种改进的节点导纳矩阵，使得配电网节点导纳矩阵可以直接求逆，从而进一步地提升了并行计算效率。

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一简单地介绍，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为本发明实施例提供的大规模配电网潮流计算方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的配电网络分解示意图；

图3为本发明实施例提供的子网间联络示意图；

图4为本发明实施例提供的大规模配电网潮流计算装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解，首先对本发明实施例中涉及到的名词进行解释。

节点：若干元件的汇合点，节点的特征是每一个瞬时电压相等，节点和系统短路发生点基本一致，因有可能发生短路而需要被列为短路点进行计算的点均被看作一个节点，比如各条母线、发电机出口、变压器高低压侧等。

节点的类型包括：PQ节点，比如变电所母线、负荷节点、浮游节点；PV节点，比如有一定无功功率储备的发电机母线或变电所、带有补偿设备的母线；平衡节点，也叫参考节点，一般该节点只有一个。

如图1所示，为本发明实施例提供的大规模配电网潮流计算方法的流程示意图，包括：

步骤100，通过选取多个分裂节点将目标配电网络分解成若干个子网，获取各子网的支路电流方程、各子网在分裂节点处的节点电压方程以及用于求解子网间联络支路电流值的方程；

可以理解的是，针对目标配电网络，选取多个分裂节点将所述目标配电网络分解成若干个子网。目标配电网络分解后，可以进一步获取各子网的线路拓扑参数和各子网中的负荷对应的负荷参数。

分裂节点的选取原则：子网规模的均衡性，即要保证分解后的各子网的计算时间和计算规模是相对均衡的；并行计算的效率，即进行分解后的并行计算效率要比分解前的计算效率有所提升；还可以考虑各种约束条件，计算出合适的分裂节点。本发明实施例不对选取分裂节点的具体方法作限制。

联络支路电流值反映了子网之间的信息交互，是完成潮流并行计算的重要参数。因此，将目标配电网进行分解后，还需获取求解联络支路电流值的方程。

根据基尔霍夫电流定律，可以列出各子网的支路电流方程。

根据同一分裂节点在各子网中电压相等的关系，可以列出各子网在分裂节点处的节点电压方程。

然后联立所述支路电流方程与节点电压方程，从而获得用于求解子网间联络支路电流值的方程。

下面以配电网络被分解为两个子网为例说明获得求解子网间联络支路电流值的方程的具体过程。设选取分裂节点为ε，将网络分解为a、b两部分，如图2所示，为配电网络分解示意图。

图3为子网间联络示意图，分裂节点ε分到子网a、b中，子网a、b仅通过分裂节点间的联络支路电流i_ε进行信息交互，假设电流方向如图所示。

由基尔霍夫电流定律可得子网a与子网b的支路电流方程为：

式(1)、(2)中，Y_ta、Y_tb分别为子网a与子网b的节点导纳矩阵；分别为子网a与子网b的k次迭代节点电压相量；分别为子网a与子网b的k次迭代节点注入电流相量；L_ab为子网a中各节点与联络支路电流的连接关系，L_ba为子网b中各节点与联络支路电流的连接关系，L_ab、L_ba均为元素非0即1的列向量，在分裂节点处元素为1。

由同一分裂节点在各子网中电压相等的关系，可得子网a与子网b在分裂点处的节点电压方程：

联立式(1)～(3)，可得：

根据式(4)可知，若已知各子网的节点导纳矩阵Y_ta、Y_tb和节点注入电流相量可以计算获得联络支路电流值

可以理解的是，由式(4)可计算出第k次迭代的联络支路电流值若将其作为已知量回代入式(1)～(2)可得各子网第k+1次迭代的节点电压相量

值得说明的是，当子网的个数大于2时，仍可以直接依据基尔霍夫电流定律列出各子网的支路电流方程，根据同一分裂节点在各子网中电压相等的关系列出各子网在分裂节点处的节点电压方程，只是方程的形式更复杂，方程数更多。

步骤200、在各子网内建立ZIP负荷模型，获取各子网的负荷参数，并根据所述负荷参数计算ZIP负荷模型的恒阻抗参数、恒电流参数和恒功率参数；

在传统输配电系统潮流计算中负荷多处理为恒功率模型，然而随着越来越多的电压敏感性负荷接入系统中，单一的恒功率负荷模型不能真实地反映负荷的性质，从而无法准确地反映电网的潮流分布状况，导致求解结果的精度受到影响，收敛性差。

考虑负荷功率与其上电压的负荷电压静特性的潮流计算结果更符合配电网实际运行情况，尤其当配电网直接与负荷相连时。负荷电压静特性模型有ZIP模型和幂函数模型等形式。为了方便求解节点导纳矩阵与节点注入电流相量，本发明实施例采用ZIP负荷模型。

具体地，建立ZIP负荷模型为：

式(9)～(11)中：为负荷复功率相量；P_L、Q_L分别为负荷实际有功功率相量、负荷实际无功功率相量，P_N、Q_N分别为负荷额定有功功率相量、负荷额定无功功率相量；U为负荷节点电压相量，U_N为负荷节点额定电压相量；a₁+b₁+c₁＝1，a₂+b₂+c₂＝1。

将式(10)～(11)代入式(9)得：

将式(12)简写为：

式(13)中，Z_L为负荷恒阻抗部分，I_L为负荷恒电流部分，“*”表示取共轭，为负荷恒功率部分。

进一步地，对比式(12)和(13)，可得：

获取各子网的负荷参数P_N、Q_N，U_N，将各子网的负荷参数P_N、Q_N，U_N，a₁，b₁，c₁，a₂，b₂，c₂代入式(14)～(16)，可以得到各子网ZIP负荷模型的恒阻抗参数Z_L、恒电流参数I_L和恒功率参数

步骤300、根据所述ZIP负荷模型的恒阻抗参数计算获得各子网的节点导纳矩阵，并对计算获得的节点导纳矩阵进行改进，以使得改进后的所述节点导纳矩阵为非奇异矩阵；

具体地，本发明实施例中的节点导纳矩阵为考虑负荷恒阻抗部分后的节点导纳矩阵。

考虑负荷恒阻抗部分的自阻抗矩阵为：

Z_T＝Z_t+Z_L (17)

式(17)中，Z_T为考虑负荷恒阻抗部分的自阻抗矩阵；Z_t为未考虑负荷恒阻抗部分的自阻抗矩阵；Z_L为负荷恒阻抗部分矩阵，即前述步骤中的各子网ZIP负荷模型的恒阻抗参数。

首先，根据现有技术可以计算获得未考虑负荷恒阻抗部分的自阻抗矩阵Z_t。

然后，根据所述未考虑负荷恒阻抗部分的自阻抗矩阵Z_t与所述ZIP负荷模型的恒阻抗参数Z_L利用式(17)计算获得考虑负荷恒阻抗部分后的自阻抗矩阵Z_T。

由于节点负荷恒阻抗部分不影响节点间互阻抗，因此，获得Z_T后，再根据等式可得考虑负荷恒阻抗部分后的节点导纳矩阵。

根据上述方法计算出来的节点导纳矩阵为奇异矩阵，而从用于求解子网间联络支路电流值的式(4)可以得知，计算联络支路电流值时会用到节点导纳矩阵的逆，而对奇异矩阵直接求逆是没有意义的，因此，还需对所获得的节点导纳矩阵进行改进，以使得改进后的节点导纳矩阵为非奇异矩阵，从而提高潮流计算效率。

具体地，设一系统共有n节点，则该系统的电力网络方程可描述为：

式(5)中，Y_ii为节点导纳矩阵的对角元，为节点i的自导纳，其值等于与该节点i直接相连的所有支路的导纳总和；Y_ij为节点导纳矩阵的非对角元(i≠j)，为互导纳，其值等于连接节点i、j支路导纳总和的负数，且Y_ij＝Y_ji。

式(5)可简写为：

I_B＝Y_BU_B (6)

式(6)中，I_B为节点注入电流列向量，规定流入网络为正；Y_B为电力网络的节点导纳矩阵；U_B为节点电压列向量。

现假设一配电网共有n个节点，其中节点1为平衡节点，节点2～n为PQ节点，设平衡节点电压固定为U_s(相角为0)。式(4)需对节点导纳矩阵求逆，而配电网节点导纳矩阵Y_B为奇异矩阵，直接求逆没有实际意义，因此需对其进行改进，将式(5)改写为：

式(7)中，修改节点导纳矩阵第一行元素，为满足等式I_B＝Y_BU_B，节点电流相量与节点电压相量也作相应的修改。改进节点导纳矩阵如式(8)所示，式(8)可直接求逆，且不影响子网间联络支路电流值的求解。

步骤400、对于任一次迭代的节点电压相量，根据当前迭代的节点电压相量，以及所述ZIP负荷模型的恒电流参数和恒功率参数，计算获得当前迭代的节点注入电流相量；

具体地，根据现有技术可得仅考虑负荷恒功率部分的节点注入电流相量的计算公式为：

式(18)中，U^k为第k次迭代的节点电压相量，也即当前迭代的节点电压相量，式(18)等式右边分子为恒功率参数的共轭。

可以理解的是，根据当前迭代的节点电压相量U^k和恒功率参数利用式(18)可以得到仅考虑负荷恒功率部分的节点注入电流相量

那么，基于ZIP负荷模型的节点注入电流相量为：

可以理解的是，首先根据现有技术计算出仅考虑负荷恒功率部分的节点注入电流相量，然后根据所述仅考虑负荷恒功率部分的节点注入电流相量与所述ZIP负荷模型的恒电流参数，利用式(19)可得当前迭代的节点注入电流相量I^k。

步骤500、将改进后的节点导纳矩阵和所述当前迭代的节点注入电流相量代入用于求解子网间联络支路电流值的方程，获得当前迭代的联络支路电流值；

具体地，在前述步骤中已经通过联立支路电流方程与节点电压方程获得了用于求解子网间联络支路电流值的方程，将改进后的节点导纳矩阵和当前迭代的节点注入电流相量作为已知量，代入所述用于求解子网间联络支路电流值的方程，即可获得当前迭代的联络支路电流值。

例如，将计算改进后的节点导纳矩阵Y_t和各子网当前迭代的节点注入电流相量I^k代入公式(4)，可计算获得当前迭代的联络支路电流值

步骤600、计算当前迭代的联络支路电流值与上一次迭代的联络支路电流值之间的差值，若所述差值小于等于预设收敛判据，则停止迭代，并将当前迭代的联络支路电流值作为需求的联络支路电流值；或者，

具体地，比较前后两次迭代计算获得的联络支路电流值之间的差值Δi，若差值Δi小于等于预设收敛判据δ，则说明计算收敛了，可以结束迭代过程，并将所述当前迭代的联络支路电流值作为需求的联络支路电流值。

若所述差值Δi大于预设收敛判据，则说明计算结果还不够精确，需继续进行迭代，将所述当前迭代的联络支路电流值回代到各子网的支路电流方程中，获得下一次迭代的节点电压相量，然后开始下一次迭代。

例如，已知了当前迭代的联络支路电流值将其回代入式各子网的支路电流方程(1)～(2)中可得各子网k+1次迭代的节点电压相量U^k+1。

然后，开始下一次迭代，即重复步骤400-500，根据所述下一次迭代的节点电压相量U^k+1，以及所述ZIP负荷模型的恒电流参数和恒功率参数，利用公式(18)～(19)计算获得下一次迭代的节点注入电流相量I^k+1，然后，将改进后的节点导纳矩阵Y_t和下一次迭代的节点注入电流相量I^k+1代入用于求解子网间联络支路电流值的方程，获得下一次迭代的联络支路电流值

值得说明的是，第一次迭代的节点电压相量根据如下步骤获得：

获取各子网的线路拓扑参数，根据所述各子网的线路拓扑参数在各子网内部进行潮流计算，获得各子网的节点电压相量初始值，将所述各子网的节点电压相量初始值作为第一次迭代的节点电压相量。

本发明实施例提供的大规模配电网潮流计算方法，在节点处进行网络分解，有效保证各子网的计算规模均衡，避免了子网间互相等待浪费计算效率，提高了潮流并行计算效率；网络分解不受网络元件及计算方式限制，在方法上更具备灵活性；将负荷建模为ZIP模型，使得潮流计算结果更符合配电网实际运行情况，提高了潮流计算的收敛性和精度；提出了一种改进的节点导纳矩阵，使得配电网节点导纳矩阵可以直接求逆，从而进一步地提升了并行计算效率。

如图4所示，为本发明实施例提供的大规模配电网潮流计算装置的结构示意图，包括：分解模块410、负荷模型求解模块420、导纳矩阵获取模块430、节点注入电流计算模块440、联络支路电流计算模块450和收敛判断模块460，其中，

分解模块410，用于通过选取多个分裂节点将目标配电网络分解成若干个子网，获取各子网的支路电流方程、各子网在分裂节点处的节点电压方程以及用于求解子网间联络支路电流值的方程；

负荷模型求解模块420，用于在各子网内建立ZIP负荷模型，获取各子网的负荷参数，并根据所述负荷参数计算各子网ZIP负荷模型的恒阻抗参数、恒电流参数和恒功率参数；

导纳矩阵获取模块430，用于根据所述ZIP负荷模型的恒阻抗参数计算获得各子网的节点导纳矩阵，并对计算获得的节点导纳矩阵进行改进，以使得改进后的所述节点导纳矩阵为非奇异矩阵；

节点注入电流计算模块440，用于对于任一次迭代的节点电压相量，根据当前迭代的节点电压相量，以及所述ZIP负荷模型的恒电流参数和恒功率参数，计算获得当前迭代的节点注入电流相量；

联络支路电流计算模块450，用于将改进后的节点导纳矩阵和所述当前迭代的节点注入电流相量代入所述用于求解子网间联络支路电流值的方程，获得当前迭代的联络支路电流值；

收敛判断模块460，用于计算当前迭代的联络支路电流值与上一次迭代的联络支路电流值之间的差值，若所述差值小于等于预设收敛判据，则停止迭代，并将当前迭代的联络支路电流值作为需求的联络支路电流值；或者，

该装置用于实现前述实施例中的大规模配电网潮流计算方法。因此，在前述实施例中所述的大规模配电网潮流计算方法的描述和定义，可以用于本发明实施例中各个执行模块的理解，在此不再赘述。

本发明实施例提供的大规模配电网潮流计算装置，在节点处进行网络分解，有效保证各子网的计算规模均衡，避免了子网间互相等待浪费计算效率，提高了潮流并行计算效率；网络分解不受网络元件及计算方式限制，在方法上更具备灵活性；将负荷建模为ZIP模型，使得潮流计算结果更符合配电网实际运行情况，提高了潮流计算的收敛性和精度；提出了一种改进的节点导纳矩阵，使得配电网节点导纳矩阵可以直接求逆，从而进一步地提升了并行计算效率。

图5为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储在存储器530上并可在处理器510上运行的计算机程序，以执行上述各方法实施例所提供的大规模配电网潮流计算方法，例如包括：通过选取多个分裂节点将目标配电网络分解成若干个子网，获取各子网的支路电流方程、各子网在分裂节点处的节点电压方程以及用于求解子网间联络支路电流值的方程；在各子网内建立ZIP负荷模型，获取各子网的负荷参数，并根据所述负荷参数计算各子网ZIP负荷模型的恒阻抗参数、恒电流参数和恒功率参数；根据所述ZIP负荷模型的恒阻抗参数计算获得各子网的节点导纳矩阵，并对计算获得的节点导纳矩阵进行改进，以使得改进后的所述节点导纳矩阵为非奇异矩阵；对于任一次迭代的节点电压相量，根据当前迭代的节点电压相量，以及所述ZIP负荷模型的恒电流参数和恒功率参数，计算获得当前迭代的节点注入电流相量；将改进后的节点导纳矩阵和所述当前迭代的节点注入电流相量代入所述用于求解子网间联络支路电流值的方程，获得当前迭代的联络支路电流值；计算当前迭代的联络支路电流值与上一次迭代的联络支路电流值之间的差值，若所述差值小于等于预设收敛判据，则停止迭代，并将当前迭代的联络支路电流值作为需求的联络支路电流值；或者，若所述差值大于预设收敛判据，则将所述当前迭代的联络支路电流值回代到所述各子网的支路电流方程中，获得下一次迭代的节点电压相量。

此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例提供的大规模配电网潮流计算方法，例如包括：通过选取多个分裂节点将目标配电网络分解成若干个子网，获取各子网的支路电流方程、各子网在分裂节点处的节点电压方程以及用于求解子网间联络支路电流值的方程；在各子网内建立ZIP负荷模型，获取各子网的负荷参数，并根据所述负荷参数计算各子网ZIP负荷模型的恒阻抗参数、恒电流参数和恒功率参数；根据所述ZIP负荷模型的恒阻抗参数计算获得各子网的节点导纳矩阵，并对计算获得的节点导纳矩阵进行改进，以使得改进后的所述节点导纳矩阵为非奇异矩阵；对于任一次迭代的节点电压相量，根据当前迭代的节点电压相量，以及所述ZIP负荷模型的恒电流参数和恒功率参数，计算获得当前迭代的节点注入电流相量；将改进后的节点导纳矩阵和所述当前迭代的节点注入电流相量代入所述用于求解子网间联络支路电流值的方程，获得当前迭代的联络支路电流值；计算当前迭代的联络支路电流值与上一次迭代的联络支路电流值之间的差值，若所述差值小于等于预设收敛判据，则停止迭代，并将当前迭代的联络支路电流值作为需求的联络支路电流值；或者，若所述差值大于预设收敛判据，则将所述当前迭代的联络支路电流值回代到所述各子网的支路电流方程中，获得下一次迭代的节点电压相量。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种大规模配电网潮流计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各子网的支路电流方程、各子网在分裂节点处的节点电压方程以及用于求解子网间联络支路电流值的方程的步骤，具体为：

根据基尔霍夫电流定律获得各子网的支路电流方程；

根据同一分裂节点在各子网中电压相等的关系，获得各子网在分裂节点处的节点电压方程；

联立所述支路电流方程与节点电压方程，获得用于求解子网间联络支路电流值的方程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述ZIP负荷模型的恒阻抗参数计算获得各子网的节点导纳矩阵的步骤，具体为：

计算未考虑负荷恒阻抗部分的自阻抗矩阵，根据所述未考虑负荷恒阻抗部分的自阻抗矩阵与所述ZIP负荷模型的恒阻抗参数，计算获得考虑负荷恒阻抗部分后的自阻抗矩阵；

根据所述考虑负荷恒阻抗部分后的自阻抗矩阵获得考虑负荷恒阻抗部分后的节点导纳矩阵。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对计算获得的节点导纳矩阵进行改进，以使得改进后的所述节点导纳矩阵为非奇异矩阵的步骤，具体为：

根据计算获得的节点导纳矩阵获得改进后的节点导纳矩阵为

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前迭代的节点电压相量，以及所述ZIP负荷模型的恒电流参数和恒功率参数，计算获得当前迭代的节点注入电流相量的步骤，具体为：

根据当前迭代的节点电压相量和所述ZIP负荷模型的恒功率参数计算仅考虑负荷恒功率部分的节点注入电流相量；

根据所述仅考虑负荷恒功率部分的节点注入电流相量与所述ZIP负荷模型的恒电流参数计算获得当前迭代的节点注入电流相量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当前迭代的节点注入电流相量的计算公式为：

其中，I^k为当前迭代的节点注入电流相量，为仅考虑负荷恒功率部分的节点注入电流相量，I_L为所述ZIP负荷模型的恒电流参数，P_N为负荷额定有功功率相量，Q_N为负荷额定无功功率相量，U_N为负荷节点额定电压相量，U^k为当前迭代的节点电压相量，k为当前迭代次数，b₁，c₁，b₂，c₂均为已知系数。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

8.一种大规模配电网潮流计算装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至7任一所述的方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至7任一所述的方法。