CN103236691B - 基于复仿射数学理论的三相不平衡潮流计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于复仿射数学理论的三相不平衡潮流计算方法，包括下列步骤:输入网络原始参数，包括各线路及变压器阻抗值，各负荷节点每相的有功功率和无功功率；初始化各负荷节点每相电压的幅值和相角；将迭代次数置零；计算各负荷节点的每相注入电流复仿射向量；从末负荷节点开始，通过对支路电流的求和计算，获得各条支路每相的始端电流复仿射值；利用已设定的源负荷节点电压作为边界条件计算各支路每相的电压降及末端电压复仿射值。与现有技术相比，本发明对不确定潮流计算区间算法提出了有效的改进，降低区间潮流结果保守性，弥补区间方法的不足，更有效地求解含不确定信息的配电网络的潮流，更好地解决区间潮流计算过程中的保守性。

Description

基于复仿射数学理论的三相不平衡潮流计算方法

技术领域

本发明涉及电力***潮流分析领域，特别涉及基于复仿射数学理论的配电网络三相不平衡潮流计算方法。

背景技术

随着电力市场的出现以及分布式电源的接入，在配电***实际运行中会存在大量的不确定因素，如分布式电源出力的不确定性、变动负荷的不确定性、电力原件模型参数的不确定性等。一方面，传统的确定性潮流计算方法在对具有不确定性信息的***进行分析计算时，表现出一定的局限性。另一方面，不确定潮流计算在电力***规划中已有了一些应用，但由于问题本身难度较大，故采用不确定潮流算法会计算量过大，这两个方面的问题一直是潮流计算中的难点。

目前针对不确定潮流计算主要有以下几种方法：随机算法、模糊数学算法以及区间算法。这三种算法分别有适用的范围，例如：对于具备统计性质的随机信息，可以通过随机算法用概率来表示负荷的不确定性；对于不具备统计性质的不确定因素，则可以采用模糊数学算法来处理；对于负荷预测的结果不精确但在一定范围内准确时，采用区间算法来求解非常适用。

在运用区间算法求得近似解时，会出现区间保守性问题，即由于在计算过程中的取舍不当而造成区间范围过大使得潮流计算结果失去意义。针对如何降低区间潮流结果保守性的问题，本发明将仿射数学引入三相潮流计算中，建立基于复仿射算法的三相不平衡潮流计算方法。

发明内容

基于现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于复仿射数学理论的三相不平衡潮流计算方法，。

本发明提出了一种摄像机标定方法，该方法包括以下步骤：

步骤（1）、输入所需进行三相不平衡潮流计算的电力网络原始参数，包括各线路及变压器阻抗值，各负荷节点的每相有功功率和无功功率；

步骤（2）、初始化各负荷节点每相电压的幅值和相角；

步骤（3）、将该计算方法流程的迭代次数k置零，k=0；

步骤（4）、根据步骤（1）中的参数，计算各负荷节点的每相注入电流复仿射向量：

${\hat{I}}_j^i={\left(\frac{{\hat{S}}_j^i}{{\hat{U}}_j^i}\right)}^{*}$

式中：为负荷节点j第i相的复仿射电流值，j=1…n，i=A相，B相，C相；

为负荷节点j第i相的复仿射功率值；

为负荷节点j第i相的复仿射电压值；

步骤（5）、从末负荷节点开始，通过对支路电流的求和计算，获得各条支路的每相始端电流复仿射值：

${\hat{I}}_j^i=\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{I}}_m^i$

式中：n为负荷节点j的出支数；

为第m条出支i相的复仿射电流值；

步骤（6）利用已设定的源负荷节点的电压作为边界条件，计算各支路的每相电压降及末端电压复仿射值；

${\hat{U}}_j^i={\hat{U}}_{j-1}^i-\mathrm{\Δ}{\hat{U}}_j^i$

式中：

为负荷节点j与负荷节点j-1之间的电压降复仿射值；

步骤（7）、判断迭代是否终止，若各母线每相的电压相对于上一次迭代的数值偏差小于允许值ε，）则停止迭代：

$|{\left({\hat{U}}_j^i\right)}_k-{\left({\hat{U}}_j^i\right)}_{k-1}|<\mathrm{\&epsiv;};$

否则，返回步骤（5）继续迭代，k=k+1；；

步骤（8）、输出计算结果。

与现有技术相比，本发明提供的基于仿射数学理论的三相不平衡潮流计算方法，对不确定潮流计算区间算法提出了有效的改进，将仿射数学引入三相潮流计算，降低区间潮流结果保守性，弥补区间方法的不足，可以更有效地求解含不确定信息的配电网络的潮流，更好地解决区间潮流计算过程中的保守性。

附图说明

图1是本发明的基于仿射数学理论的三相不平衡潮流计算方法的流程图；

图2是本发明实施例IEEE13负荷节点算例接线图。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本发明的具体实现方式。

将负荷波动区间值转换为复仿射向量值，本发明的计算方法包括以下步骤：

步骤一、输入电力网络原始参数，包括电力网络中各线路及变压器阻抗值，各负荷节点每相的有功功率和无功功率；

步骤二、初始化各负荷节点每相电压的幅值和相角；

步骤三、将迭代次数k置零，k=0；

步骤四、计算各负荷节点的每相注入电流的复仿射向量：

${\hat{I}}_j^i={\left(\frac{{\hat{S}}_j^i}{{\hat{U}}_j^i}\right)}^{*}$

式中：为负荷节点j第i相的复仿射电流值，j=1…n，i=A，B，C；

为负荷节点j第i相的复仿射功率值；

为负荷节点j第i相的复仿射电压值；

步骤五、从末负荷节点开始，回推计算支路电流，即获得各条支路每相的始端电流复仿射值：

${\hat{I}}_j^i=\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\hat{I}}_m^i$

式中：n为负荷节点j的出支数；

为第m条出支i相的复仿射电流值；

步骤六、利用已设定的源负荷节点电压作为边界条件，计算各支路每相的电压降及末端电压复仿射值；

${\hat{U}}_j^i={\hat{U}}_{j-1}^i-\mathrm{\&Delta;}{\hat{U}}_j^i$

式中：为负荷节点j与负荷节点j-1之间的电压降复仿射值。

步骤七、判断终止，若满足迭代误差要求则停止，否则返回（5）继续迭代，k=k+1。迭代终止判据为各母线每相的电压相对于上一次迭代的数值偏差小于允许值：

$|{\left({\hat{U}}_j^i\right)}_k-{\left({\hat{U}}_j^i\right)}_{k-1}|<\mathrm{\&epsiv;}$

输出计算结果。

以下以某具有13个负荷节点的配电***为例进一步说明本发明的技术方案。

表1为此算例的负荷数据，***其它数据与IEEE13负荷节点算例相同，不再赘述。本发明采用有名值进行计算（误差精度为0.01），输出的结果以有名值的形式表示。

表2为13负荷节点配电***三相不平衡潮流计算结果。

表1

表2

计算结果表明，本发明提出的基于复仿射理论的三相不平衡潮流计算方法能够获得***不确定潮流的区间解，而区间方法无法求解此类问题。

Claims (2)

1.一种基于复仿射数学理论的三相不平衡潮流计算方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

步骤(1)、输入所需进行三相不平衡潮流计算的电力网络原始参数，包括各线路及变压器阻抗值，各负荷节点的每相有功功率和无功功率；

步骤(2)、初始化各负荷节点每相电压的幅值和相角；

步骤(3)、将该计算方法流程的迭代次数k置零，k＝0；

步骤(4)、根据步骤(1)中的参数，计算各负荷节点的每相注入电流复仿射向量：

${\hat{I}}_j^i={\left(\frac{{\hat{S}}_j^i}{{\hat{U}}_j^i}\right)}^{*}$

式中：为负荷节点j第i相的复仿射电流值，j＝1…n，i＝A相，B相，C相；

为负荷节点j第i相的复仿射功率值；

为负荷节点j第i相的复仿射电压值；

步骤(5)、从末负荷节点开始，通过对支路电流的求和计算，获得各条支路的每相始端电流复仿射值：

${\hat{I}}_j^i=\underset{m=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\hat{I}}_m^i$

式中：n为负荷节点j的出支数；

为第m条出支i相的复仿射电流值；

步骤(6)、利用已设定的源负荷节点的电压作为边界条件，计算各支路的每相电压降及末端电压复仿射值；

${\hat{U}}_j^i={\hat{U}}_{j-1}^i-\mathrm{\&Delta;}{\hat{U}}_j^i$

式中：

为负荷节点j与负荷节点j-1之间的电压降复仿射值；

步骤(7)、判断迭代是否终止，若各母线每相的电压相对于上一次迭代的数值偏差小于允许值ε，则停止迭代：

$|{\left({\hat{U}}_j^i\right)}_k-{\left({\hat{U}}_j^i\right)}_{k-1}|<\mathrm{\&epsiv;};$

表示各母线每相的电压；表示相对于上一次迭代的各母线每相的电压；

否则，返回步骤(5)继续迭代，k＝k+1；；

步骤(8)、输出计算结果。

2.根据权利要求1所述的基于复仿射数学理论的三相不平衡潮流计算方法，其特征在于，所述数值偏差的允许值ε＝10^-6。