基于回路阻抗法的配電網(wǎng)潮流計(jì)算

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第32卷??第8期2004年4月16日??

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繼電器Vol.32??No.8

????????????????????????Apr.16,2004

RELAY

基于回路阻抗法的配電網(wǎng)潮流計(jì)算

劉耀年1,豈小梅1,李國(guó)鵬2,李月玲1

(1.東北電力學(xué)院,吉林吉林132012;??2.滄州電業(yè)局,河北滄州061000)

摘要:依據(jù)配電網(wǎng)潮流計(jì)算的回路阻抗法,結(jié)合配電網(wǎng)結(jié)線的特點(diǎn),定義了反映支路電流流向與節(jié)點(diǎn)分布規(guī)律的關(guān)聯(lián)矩陣,提出了形成阻抗矩陣和簡(jiǎn)單快速的節(jié)點(diǎn)、支路的編號(hào)方法;在此基礎(chǔ)上,提出了一種配電網(wǎng)潮流計(jì)算的新方法。新算法具有編程簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn),收斂速度快,計(jì)算精度高的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:配電網(wǎng);??潮流計(jì)算;??

阻抗矩陣;??節(jié)點(diǎn)編號(hào)

中圖分類號(hào):TM732??????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A??????文章編號(hào):1003-4897(2004)08-0008-03

0??引言

潮流計(jì)算是配電網(wǎng)管理系統(tǒng)(DMS)的高級(jí)應(yīng)用軟件的重要組成部分,也是配電網(wǎng)自動(dòng)化研究和分析計(jì)算的基礎(chǔ)。配電網(wǎng)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)網(wǎng)絡(luò)多呈輻射狀,只有在發(fā)生故障或切換負(fù)荷時(shí)才可能出現(xiàn)短時(shí)環(huán)網(wǎng)運(yùn)行,在結(jié)構(gòu)上具有閉環(huán)結(jié)構(gòu)開環(huán)運(yùn)行的特性。在線路參數(shù)上R/X比值較大,網(wǎng)絡(luò)具有PQ節(jié)點(diǎn)多,PV節(jié)點(diǎn)較少等特點(diǎn),使得原來(lái)在輸電網(wǎng)上行之有效的潮流算法,不能完全適用于配電網(wǎng)。為此,許多學(xué)者提出了一些適合于配電網(wǎng)潮流的算法,但在配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)處理上仍存在一些問題[1,2]。

由S.K.Goswami等人提出的配電網(wǎng)潮流計(jì)算的回路阻抗算法[3,4],具有較強(qiáng)的回路處理能力,而且收斂性較好,但方法在結(jié)構(gòu)處理上需要復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)和支路編號(hào),給算法編程應(yīng)用帶來(lái)了困難。本文首先依據(jù)阻抗矩陣的特點(diǎn),提出一種阻抗矩陣生成新方法,進(jìn)而又改進(jìn)了節(jié)點(diǎn)和支路的編號(hào)處理方式,提出了一種配電網(wǎng)潮流計(jì)算的新算法,算法編程簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)?shù)趈條支路的電流流向節(jié)點(diǎn)i時(shí),aij=1,否則,aij=0。

1.2??阻抗矩陣的計(jì)算

設(shè)支路阻抗矩陣為Z=[z1,z2,...,zj,...,zn],根據(jù)節(jié)點(diǎn)阻抗陣的定義,節(jié)點(diǎn)i的自阻抗Zii值等于僅在節(jié)點(diǎn)i注入單位電流,其余節(jié)點(diǎn)電流均為開路時(shí)的節(jié)點(diǎn)i的電壓;考慮到關(guān)聯(lián)矩陣A反映了支路電流流向節(jié)點(diǎn)的分布規(guī)律,所以用A陣表示的自阻抗為:

Zii=k??zkaik

=1

i

(1)

其中:zk為支路阻抗陣中的元素,aik為關(guān)聯(lián)矩陣A中的元素。

互阻抗Zij在數(shù)值上等于僅在節(jié)點(diǎn)j注入單位電流而其他節(jié)點(diǎn)電流均為開路時(shí)節(jié)點(diǎn)i的電壓。應(yīng)用關(guān)聯(lián)矩陣A表示的互阻抗為:

Zij=k??zkaDkaSk

=1

s

(2)

1??阻抗矩陣的生成方法

首先定義了反映支路電流流向與節(jié)點(diǎn)分布規(guī)律的關(guān)聯(lián)矩陣,在此基礎(chǔ)上提出了一種簡(jiǎn)單、易于編程的阻抗矩陣生成的新方法。1.1??關(guān)聯(lián)矩陣的生成

在傳統(tǒng)的關(guān)聯(lián)矩陣基礎(chǔ)上,將支路的關(guān)聯(lián)關(guān)系擴(kuò)展為電流的流向分布,重新對(duì)關(guān)聯(lián)矩陣定義,用以反映支路電流流向與節(jié)點(diǎn)的分布關(guān)系。

定義:關(guān)聯(lián)矩陣A是一個(gè)(n-1)??(n-1)階矩陣(n為節(jié)點(diǎn)數(shù)),其中元素aij的i對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)編號(hào),1,

其中:zk為支路阻抗陣中的元素;aDk、aSk為關(guān)聯(lián)

矩陣A中的元素,D=max(i,j),S=min(i,j)。由上述分析可知,只要建立了關(guān)聯(lián)矩陣A,利用各支路阻抗原始數(shù)據(jù)就可以根據(jù)式(1)、(2)求出阻抗矩陣。

2??節(jié)點(diǎn)、支路的編號(hào)方法

基于二叉樹理論,本文提出一種新的節(jié)點(diǎn)、支路編號(hào)方式,此方法無(wú)需加入虛節(jié)點(diǎn),只要進(jìn)行簡(jiǎn)單編號(hào)的運(yùn)算,就可以將一般樹轉(zhuǎn)換成二叉樹。算法步驟如下:

1)取其根節(jié)點(diǎn)為0;

2)保留所有節(jié)點(diǎn)與其左子節(jié)點(diǎn)的鏈接;

3)連接所有兄弟節(jié)點(diǎn)(擁有同一個(gè)父節(jié)點(diǎn)的子;

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