28节点算例实现方法步骤
前推回代法
未接入分布式电源时,本文采用前推/回推算法(Forward/Backward Sweep Algorithm )计算放射状配电网的潮流。将变电站作为系统的根节点(或源节点),是潮流计算中的平衡节点,其他节点在潮流迭代计算中都转化为PQ 节点。该算法主要包括两个计算过程,即后推潮流计算和前推电压计算。
若取支路编号与支路末端的编号相同,如图2-1所示,后推潮流遵循下式进行计算:
图2-1 第i 条支路的潮流模型
型
S i =S Li +S Lossi +∑S m (2-7)
m =1M
式中S i 为支路i 的潮流,S Li 为节点i 的本地负荷,S Lossi 为该支路的功率损耗,∑S
m =1M m 则是与末端节点i 相联的所有后续支路的潮流之和。
前推电压从与根节点相联的第一条支路开始计算,则支路i 的末端节点电压可以按照下式计算:
V i =V j -z ji I i (2-8) . . .
⎛~
. S I i = . i V ⎝j 其中,
灵敏度矩阵法 ⎫⎪⎪⎪. . . *. ⎭,V j 为支路i 的首端节点电压。线路损耗为S Lossi =(V j -V i ) ⋅I i 。 *
鉴于传统直接法不能处理PV 节点的缺陷,在直接法的基础上,提出一种基于灵敏度矩阵的补偿算法,在每一迭代过程中,根据灵敏度矩阵和PV 节点电压幅值不匹配量对PV 节点进行无功修正。
本文的灵敏度矩阵J 定义如下:
J*d Q =M (2-9)
式中:d Q 和M 分别为PV 节 点注入修正向量和电压幅值不匹配向量。
可设系统节点1到n 为PV 节点,由于PV 节点电压标幺值接近1.0,而且配电网节点电压相角很小,所以灵敏度矩阵J 可以用下式表示
式中:Zii 为第i 个PV 节点到根节点的阻抗和(也称自阻抗);Zij 是第i 个PV 节点和第j 个PV 节点到根节点的公共支路阻抗和,配电网节电阻抗矩阵容易形成,故灵敏度矩阵J 的求取也是十分方便的。
基于灵敏度矩阵的潮流算法流程如下:
1)读取系统原始数据,形成节点阻抗矩阵和灵敏度矩阵J ;
2)设置所有PQ 节点和电压静态特性节点电压V =1∠0,PV 节点初始电压 (0)
V =Vs∠0(Vs 是指定电压幅值),然后初始化PV 节点无功Q =(Qmax+Qmin)/2(Qmax 和Qmin 是PV 节点的无功上下限),设迭代次数k=1。
3)平衡节点单独作用,其余节点注入为0,计算各节点电压V1;
4)计算各节点注入电流,平衡节点对地短路,计算此时除平衡节点外各节点的电压V2;
5)应用叠加原理求出各节点电压V =V1+V2。若各PQ 节点和电压静态特性节点满足max{|V -V |}
6)计算结束,输出潮流计算结果[11]。
28节点算例实现方法:
第一种情况:无DG ,无电压调节和无功补偿,所有节点都是PQ 节点 第二种情况:无DG ,有无功调节SVC ,为PV 节点;
SVC :分别在第15、26、21节点接入
电路模型:
i
Q 值的更新:Q t +1=Q t +∆Q Q svci
J ⋅∆Q =∆U ,J 为灵敏度矩阵,其对角元素为该节点至根节点的所有支路的电抗和;非对角元为两PV 节点至根节点的公共支路的电抗之和。
若Q 值超出其限值,则取其限值,并有PV 节点转换为PQ 节点。 SVC 的调节范围:-1≤Q svc ≤1(pu 值)
第三种情况:有DG ,无无功调节
(a) DG1:第20号节点,PQ 类型,S=0.5+j0.4(pu 值)
DG2:第8号节点,PV 类型,P=0.6, -1≤Q ≤1(pu 值)
(b) DG1:第24号节点,PQ 类型,S=0.5+j0.4(pu 值)
DG2:第8号节点,PV 类型,P=0.6, -1≤Q ≤1(pu 值)
第四种情况:有DG ,同时有无功调节
(a) DG1:第20号节点,PQ 类型,S=0.5+j0.4(pu 值)
DG2:第8号节点,PV 类型,P=0.6, -1≤Q ≤1(pu 值)
(b) DG1:第24号节点,PQ 类型,S=0.5+j0.4(pu 值)
DG2:第8号节点,PV 类型,P=0.6, -1≤Q ≤1(pu 值)
输出结果要求:
1. 馈线电压分布比较:(波形图形式)
(a )分四种情况:case1:无DG ,无电压调节和无功补偿,所有节点都是PQ 节点 (一图4曲线) Case2: 无DG ,有无功调节SVC ,为PV 节点
Case3: 有DG ,无无功调节(选择(a )的接入方式)
Case4: 有DG ,同时有无功调节 (选择(a )的接入方式)
(b)有DG 的两种接入方式的电压比较
Case3的两种接入方式下(一个图两条曲线)
Case4的两种接入方式(一个图两条曲线)
2. 配网的损耗比较(柱形图形式)
(a )分四种情况:case1:无DG ,无电压调节和无功补偿,所有节点都是PQ 节点 (一图4柱) Case2: 无DG ,有无功调节SVC ,为PV 节点
Case3: 有DG ,无无功调节(选择(a )的接入方式)
Case4: 有DG ,同时有无功调节 (选择(a )的接入方式)
(b)有DG 的两种接入方式的电压比较
Case3的两种接入方式下(一图2柱)
Case4的两种接入方式(一图2柱)