基于回路阻抗法的配電網潮流計算

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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潮流計算

劉耀年1,豈小梅1,李國鵬2,李月玲1

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

摘要:依據配電網潮流計算的回路阻抗法,結合配電網結線的特點,定義了反映支路電流流向與節(jié)點分布規(guī)律的關聯矩陣,提出了形成阻抗矩陣和簡單快速的節(jié)點、支路的編號方法;在此基礎上,提出了一種配電網潮流計算的新方法。新算法具有編程簡單易于實現,收斂速度快,計算精度高的特點。關鍵詞:配電網;??潮流計算;??

阻抗矩陣;??節(jié)點編號

中圖分類號:TM732??????文獻標識碼:A??????文章編號:1003-4897(2004)08-0008-03

0??引言

潮流計算是配電網管理系統(tǒng)(DMS)的高級應用軟件的重要組成部分,也是配電網自動化研究和分析計算的基礎。配電網在穩(wěn)態(tài)運行時網絡多呈輻射狀,只有在發(fā)生故障或切換負荷時才可能出現短時環(huán)網運行,在結構上具有閉環(huán)結構開環(huán)運行的特性。在線路參數上R/X比值較大,網絡具有PQ節(jié)點多,PV節(jié)點較少等特點,使得原來在輸電網上行之有效的潮流算法,不能完全適用于配電網。為此,許多學者提出了一些適合于配電網潮流的算法,但在配電網的結構處理上仍存在一些問題[1,2]。

由S.K.Goswami等人提出的配電網潮流計算的回路阻抗算法[3,4],具有較強的回路處理能力,而且收斂性較好,但方法在結構處理上需要復雜的節(jié)點和支路編號,給算法編程應用帶來了困難。本文首先依據阻抗矩陣的特點,提出一種阻抗矩陣生成新方法,進而又改進了節(jié)點和支路的編號處理方式,提出了一種配電網潮流計算的新算法,算法編程簡單,易于實現。

當第j條支路的電流流向節(jié)點i時,aij=1,否則,aij=0。

1.2??阻抗矩陣的計算

設支路阻抗矩陣為Z=[z1,z2,...,zj,...,zn],根據節(jié)點阻抗陣的定義,節(jié)點i的自阻抗Zii值等于僅在節(jié)點i注入單位電流,其余節(jié)點電流均為開路時的節(jié)點i的電壓;考慮到關聯矩陣A反映了支路電流流向節(jié)點的分布規(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為關聯矩陣A中的元素。

互阻抗Zij在數值上等于僅在節(jié)點j注入單位電流而其他節(jié)點電流均為開路時節(jié)點i的電壓。應用關聯矩陣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)點分布規(guī)律的關聯矩陣,在此基礎上提出了一種簡單、易于編程的阻抗矩陣生成的新方法。1.1??關聯矩陣的生成

在傳統(tǒng)的關聯矩陣基礎上,將支路的關聯關系擴展為電流的流向分布,重新對關聯矩陣定義,用以反映支路電流流向與節(jié)點的分布關系。

定義:關聯矩陣A是一個(n-1)??(n-1)階矩陣(n為節(jié)點數),其中元素aij的i對應于節(jié)點編號,1,

其中:zk為支路阻抗陣中的元素;aDk、aSk為關聯

矩陣A中的元素,D=max(i,j),S=min(i,j)。由上述分析可知,只要建立了關聯矩陣A,利用各支路阻抗原始數據就可以根據式(1)、(2)求出阻抗矩陣。

2??節(jié)點、支路的編號方法

基于二叉樹理論,本文提出一種新的節(jié)點、支路編號方式,此方法無需加入虛節(jié)點,只要進行簡單編號的運算,就可以將一般樹轉換成二叉樹。算法步驟如下:

1)取其根節(jié)點為0;

2)保留所有節(jié)點與其左子節(jié)點的鏈接;

3)連接所有兄弟節(jié)點(擁有同一個父節(jié)點的子;

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