基于正序分量的含PV节点的三相配网潮流算法

随着分布式发电(distributed generators,DG)接入配电网,传统的配电网潮流算法难以满足分布式发电系统潮流计算的要求。针对这一情况,提出一种有效的三相不平衡配电网潮流直接算法,该算法充分利用配电网络的结构特点,基于回路分析法生成的道路矩阵,建立节点电压与注入电流之间的关系矩阵,从而实现配网潮流的直接计算。同时,基于PV节点正序电压幅值保持恒定的特性,提出一种新的处理PV类型DG的方法,该方法基于正序分量方法和道路矩阵,推导得到无功电流和补偿电压之间的关联公式,可非常简单地引入到三相不平衡配网潮流计算算法中,并保证PV节点有功功率和电压幅值为预设定值(假定无功功率没有越界)。通过6母线和69母线算例验证该方法的有效性和通用性。     

含PV型分布式电源的弱环配电网三相潮流计算

为实现分布式发电(distributed generation,DG)接入弱环网配电后潮流的有效计算,推导出一种基于回路分析法的三相弱环配电网潮流的改进算法。该算法利用配电网络的道路矩阵和回路矩阵,得到了节点电压、回路电流以及注入电流这3者之间的关联公式,从而使环网处理变简单。同时,在保持PV节点正序电压幅值恒定的前提下,推导一种求解PV节点无功功率增量计算的新方法,并可方便地引入到所提潮流算法中。6母线和69母线测试算例验证了该算法的正确性和良好的收敛性,算法有较强的处理回路的能力,迭代次数随着环的增多而减少,并能在无功功率没有越界的情况下保证PV节点有功功率和电压幅值为预设定值。     

含PV节点的三相不平衡配电网潮流对称分量分析法

针对配电网的三相不对称性,基于图论的节支关联矩阵和道路矩阵,推导了一种三序分量解耦潮流方法。该算法考虑了配电网络三序间弱耦合的特性,通过采用对称分量法实现了配电网三序解耦建模。该算法简化了三相不平衡配电网的复杂性,降低了矩阵的维数,计算过程更简单。针对分布式发电引入配电网,研究了一种处理PV节点的新方法,该方法假定PV节点正序电压幅值保持不变,并基于戴维南等效电路原理,推导了每次迭代时PV节点注入无功功率改变量的计算公式。通过算例结果分析可以看出,所提出的解耦潮流算法和PV节点处理算法具有更好的收敛特性和更快的计算速度。     

应用序分量法的主动配电网三相潮流计算

随着分布式电源的迅速发展,传统配电网逐步转变为主动配电网,传统配电网的潮流算法已无法直接应用于日益复杂的配电系统潮流计算中。为此,提出一种应用序分量法的主动配电网三相潮流计算方法,该方法将主动配电网划分成树状连通网络、连接支路和节点注入3个部分,针对主动配电网中的环网,给出了连接支路序电流计算方法;针对各种分布式电源,根据其实际控制效果建立潮流计算模型;针对主动配电网中PV节点,给出了直接计算节点无功功率的计算式。该方法提高了环网的处理能力,具有较强的实用性与可操作性,使潮流计算更简洁。IEEE33节点系统算例验证了提出的潮流算法的有效性。     

分布式发电系统的不平衡三相潮流计算

传统的配电网潮流算法已不能满足未来分布式发电系统的需求。对常见的各种分布式电源的节点类型进行了划分,归结为P恒定、U恒定的PV节点;P恒定、电流幅值I恒定的PI节点;P恒定,U不定,Q受P、U限定的P-Q(V)节点。分别针对这些节点类型的各自特点,提出了在潮流计算中的处理方法,其本质是在各迭代步将各类节点转换成为传统方法能够处理的PQ节点或PV节点。在此基础上,提出了基于牛顿法的能够处理各种分布式电源的配电网三相潮流计算方法。采用6母线系统和292母线系统2个算例系统进行了测试,并详细给出了6母线系统的计算结果。算例结果证明所提算法具有良好的收敛性能,潮流计算时间和迭代次数相对于不含分布式电源的系统没有明显增大。     

基于前推回代法的弱环配电网三相潮流计算

针对配电网特有的网络结构,提出了一种基于前推回代法的配电网三相潮流算法。该算法采用广度优先搜索算法对节点进行编号;同时考虑到配电网的三相参数不对称和三相负荷不平衡问题比较突出,直接采用相分量法进行计算;而对于配电网的弱环问题,则采用开环点注入补偿电流的方法进行了有效处理。通过对IEEE 33节点配电系统进行验算,证明了该算法的有效性。     

基于改进回路电流法的配电网潮流通用算法

针对传统的回路电流潮流算法在进行节点编号时需要添加虚拟支路形成二叉树的缺点,提出一种新的节点编号方法,简化编号过程并提高算法效率;针对回路阻抗矩阵分解算法的优化问题,在原有的只对其中部分元素优化计算的基础上,提出了所有元素均参与优化的回路阻抗矩阵LU分解算法;基于该改进的回路电流法,提出可以计算含有PV节点和弱环网的配电网潮流通用算法,并用PG&E的69节点配电网对算法的有效性进行了验证。     

基于改进回路电流法的配电网潮流通用算法

针对传统的回路电流潮流算法在进行节点编号时需要添加虚拟支路形成二叉树的缺点,提出一种新的节点编号方法,简化编号过程并提高算法效率;针对回路阻抗矩阵分解算法的优化问题,在原有的只对其中部分元素优化计算的基础上,提出了所有元素均参与优化的回路阻抗矩阵LU分解算法;基于该改进的回路电流法,提出可以计算含有PV节点和弱环网的配电网潮流通用算法,并用PG&E的69节点配电网对算法的有效性进行了验证.     

一种新型含DG的配网潮流算法

随着配电网络的不断智能化,越来越多的分布式电源接入配电网中,使得配电网潮流计算更加趋于复杂化[1]。提出了一种能够有效解决三相不平衡带弱环网含分布式电源的新型配电网潮流改进回路分析算法。该算法提出了回路电流-负荷节点电压网络方程,极大地改善了传统算法计算量大、步骤烦琐等不足,并且其采用灵敏度矩阵能够快速地对无功进行补偿,成功地弥补了传统算法不能够处理PV节点的缺陷。最后通过IEEE 33节点系统验证了改进算法的正确性和可行性。     

含PV节点的配电网合环潮流算法

随着分布式电源(Distributed generation,DG)的接入,配电网合环场景发生改变,给配电网合环潮流计算提出了新的要求。以PV型DG为例,提出一种含PV节点的配电网合环潮流算法。针对前推回代法处理PV节点和环网能力弱的特点,利用改进灵敏度矩阵对PV节点进行无功修正,实现对PV节点的处理。依据叠加原理,用合环功率补偿法对合环端口节点进行功率补偿,从而实现配电网合环潮流计算。最后对IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,结果表明该算法能够有效解决含PV节点的配电网合环潮流计算问题。     

含分布式电源的三相不平衡配电网潮流计算

根据配电网三相不平衡的实际情况,为准确计算各种分布式电源(distributed generation,DG)并入配电网后的潮流问题,文章基于前推回代法,提出了可处理PV和PQ节点模型DG的三相不平衡潮流算法。按照配电网拓扑结构,利用支路分层技术,加快了潮流计算速度。在处理PV节点模型DG时,将电压正序分量幅值作为电压调节参数,计算电压正序分量幅值和额定电压幅值差,得到PV节点的无功补偿量,将DG由PV节点运行模型转换为PQ节点运行模型。IEEE 34节点系统算例结果验证了该算法的正确性。最后,通过分析DG对电压的调节和无功补偿能力,研究了不同类型DG对配电网电压的影响。     

基于支路视在功率灵敏度的故障后电压计算

提出了基于支路视在功率灵敏度的N-1网络电压快速计算方法。支路故障采用故障开断参数来模拟,首先通过牛顿潮流计算出故障前网络节点电压,然后利用已收敛潮流修正方程式对支路开断参数求导,从而计算出电压对相应支路开断参数的导数,进一步得到节点电压对故障支路故障前视在功率的导数,最后根据视在功率灵敏度修正故障前网络电压,得到故障后网络电压。方法特点是在计算不同支路故障的导数时共用潮流计算收敛时的雅可比矩阵,不用重新进行因子表分解。由于节点电压与支路功率之间的良好线性关系,所提方法计算精度较高。IEEE14节点、IEEE30节点、IEEE118节点网络和湖南实际系统的测试结果证明了该方法的正确性和实用价值。     

基于简化预测—校正内点法的拟直流最优潮流

在大规模电力系统最优潮流的在线计算应用中,传统直流最优潮流算法虽然有着很高的计算效率,但是由于其完全忽略了电压和无功功率的影响,计算结果精度偏低。文中通过引入无功功率来修正有功功率平衡方程,提出了基于拟直流模型的最优潮流算法。为进一步提高计算效率,提出了一种简化预测—校正内点算法,该算法通过对最优潮流模型中不等式约束进行简化处理,形成只含上限约束的广义不等式约束,大大简化了程序的编写。通过对IEEE 30,118,300节点系统以及Polish 2 736,3 120节点系统的仿真测试,验证了算法的可行性和有效性。     

中压不接地配电网三相潮流新方法

在大量分布式电源接入中低压配电网的新形势下,三相潮流计算是分析其影响的基本手段。针对现有中压不接地配电网三相潮流研究主要采用人为设置参考中性点/零序电压的方式,导致无法仿真分析中性点/零序电压偏移、不接地网络零序潮流和相-地电压不平衡等情况,提出一种中压不接地配电网三相潮流新算法。首先,提出不接地配电网三相潮流在节点变量和导纳矩阵方面的特殊性。然后,设计基于功率平衡方程和牛拉法,采用导纳矩阵可逆化处理和矩阵替换技术实现约束零序电流为零的不接地配电网三相潮流算法。最后,基于6节点系统和修改的IEEE123算例仿真不接地配网的潮流,结合PSCAD验证所提方法在不同场景下的准确性以及在大电网中的适用性和收敛性,并在地市电网中进行实际应用。算例分析表明,所提算法计算结果准确,具有良好的工程实用性。     

并网大容量调相机对交直流电力系统无功电压灵敏度的影响

交直流电力系统的无功电压灵敏度是衡量交流子系统与直流子系统交互作用,指导无功优化控制的重要指标,新一代大容量调相机在我国特高压直流送受端的逐步推广,给现有的无功电压灵敏度计算方法带来了挑战。为此,基于交直流电力系统线性化潮流方程,提出不同类型节点间的无功电压灵敏度计算方法,分析PV节点无功电压灵敏度的物理意义。以EPRI 36节点系统为例,仿真结果验证了所提方法的正确性。     

基于MATLAB-PSASP的光伏并网暂态稳定计算模型

在MATLAB/Simulink环境中搭建了光伏发电系统模型,其采用最大功率点跟踪(MPPT)控制算法,并加入继电保护逻辑控制模块。通过PSASP的用户程序接口,可将该模型以电流源的形式接入电网模型进行暂态稳定计算。同时提出在电流源并网模式下并网光伏发电系统控制其与电网的无功功率交换为0,因此在潮流计算中可将光伏电站设为PQ节点,并设无功功率为0。CEPRI 36节点系统的仿真结果验证了该模型的正确性,并表明所提模型比常规同步电机二阶经典模型对电网故障的反应更为灵敏,但其对于改善全系统的暂态稳定性作用不大。     

负荷电压静态特性的含分布式电源的前推回代潮流计算

分布式电源并网后,配电网中出现了新的节点类型,使得传统的前推回代法不能解决含分布式电源的配电网潮流计算。在考虑恒功率、恒电流及恒阻抗的负荷电压静态特性的情况下,提出了改进的前推回代法对不同分布式电源进行潮流计算。该算法针对风力发电、光伏电池、燃料电池及燃气轮机,分别建立了数学模型,并且在处理PV节点时,通过无功分摊原理设定无功初值,采用无功补偿装置进行功率修正;针对辐射状配电网特征,采用搜索叶节点的方法,形成了便于前推及回代计算的参数矩阵。通过IEEE33配电系统验证表明,提出的方法收敛性能强,能有效解决含不同分布式电源的潮流计算。