一种变压器三相节点导纳矩阵奇异的处理方法技术

本发明专利技术涉及一种变压器三相节点导纳矩阵奇异的处理方法，该方法首先根据变压器绕组的接线方式，建立三相电压与零序电压、三相电流与零序电流的关系式，并将三相电压与零序电压的关系式作为附加条件，与原来的变压器三相节点电压方程组成新的变压器三相节点电压方程；对新的变压器三相节点电压方程采用最小二乘法得到了新的变压器三相节点导纳矩阵，它即包含了原变压器三相节点导纳矩阵的信息，也包含了三相电压与零序电压、三相电流与零序电流的关系；本发明专利技术解决了多电压等级配电网计算与分析中由于变压器三相节点导纳阵奇异导致的计算问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，该方法首先根据变压器绕组的接线方式，建立三相电压与零序电压、三相电流与零序电流的关系式，并将三相电压与零序电压的关系式作为附加条件，与原来的变压器三相节点电压方程组成新的变压器三相节点电压方程；对新的变压器三相节点电压方程采用最小二乘法得到了新的变压器三相节点导纳矩阵，它即包含了原变压器三相节点导纳矩阵的信息，也包含了三相电压与零序电压、三相电流与零序电流的关系；本专利技术解决了多电压等级配电网计算与分析中由于变压器三相节点导纳阵奇异导致的计算问题。【专利说明】
本专利技术涉及一种配电网潮流计算中的处理方法，具体讲涉及一种变压器三相节点 导纳矩阵奇异的处理方法。
技术介绍
配电网潮流计算是配电网计算与分析中的基本工具，它根据网络拓扑、根节点电 压、馈线负荷计算网络各节点电压幅值和相角，并给出全网网络损耗。常用的配电网潮流算 法是前推回代法、牛顿法等。由于配电网闭环设计、开环运行的特点，前推回代法在配电网 的潮流计算得到了广泛的应用。前推回代法具有物理概念明晰、简单且易实现、收敛性较好 等特点，适合于求解辐射状配电网潮流。牛顿法收敛性好，但由于每次迭代要修改雅可比矩 阵，计算量大，影响了计算速度。 随着分布式电源在配电网中的大规模接入，随之涉及对多电压等级配电网的计算 与分析。变压器是多电压等级配电系统中最重要的元件之一，由于配电网三相系统的不平 衡问题较为突出，其三相模型对于多电压等级配电网三相不平衡系统的状态估计与潮流计 算等计算分析都非常关键，直接关系到计算结果的合理性。当变压器接线方式导致高压侧 和低压侧不能提供零序电流通路时，流过变压器的零序电流为零时，变压器三相节点的导 纳阵将是奇异的，从而造成多电压等级配电网计算与分析技术上的瓶颈问题。目前利用前 推回代法计算多电压等级配电网潮流中，当变压器低压侧奇异时，现有的处理方法是利用 上一次迭代的三相电流计算本次迭代的零序电流，这种计算方法误差较大，没有从根本上 解决变压器三相节点导纳阵奇异导致的计算问题。因此，需要提供一种利用变压器的物理 机理，建立非奇异的三相节点导纳矩阵的方法来解决多电压等级计算与分析上存在的技术 问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种变压器三相节点导纳矩阵奇异的 处理方法，能够为电力系统多电压等级配电网三相不平衡计算与分析解决技术上的瓶颈问 题，是对多电压等级配电网三相不平衡系统进一步计算和分析的基础。 本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的： 本专利技术提供，其改进之处在于，所 述方法包括下述步骤： (1)处理奇异的变压器三相节点导纳矩阵； (2)确定处理后的变压器三相节点导纳矩阵在前推回代配电网潮流计算中的应 用。 进一步地，所述步骤（1)中，用下式1)表示变压器三相节点导纳矩阵： 【权利要求】1. ，其特征在于，所述方法包括下述步 骤： (1) 处理奇异的变压器三相节点导纳矩阵； (2) 确定处理后的变压器三相节点导纳矩阵在前推回代配电网潮流计算中的应用。2. 如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤（1)中，用下式1)表示变压器 三相节点导纳矩阵：其中：h和1分别表示高压和低压侧，Ff表示高压侧三相自导纳矩阵，表示高和低 压两侧的三相互导纳，表示低和高压侧两侧的三相互导纳矩阵，if表示低压侧三相自 导纳矩阵； 表示高压侧三相电压，表示低压侧三相电 压，4 /:]F表示高压侧三相电流，/,='+表示低压侧三相电流。3. 如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤（1)中，按最小二乘法处理奇 异变压器三相节点导纳矩阵的步骤包括： ① 确定带附加条件的变压器新的三相节点导纳矩阵； ② 确定变压器新的低压侧三相自导纳矩阵GrfL.: ③ 确定变压器新的低和高压侧两侧的三相互导纳矩阵Utn,。4. 如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述步骤①中，当变压器低压1端的接 线方式是Y型或D型，或者变压器的接线方式是Y/Yn型时，低压侧零序电压和零序电流均 为零，即： YuI1 = 〇 2)； YuU1 =O 3)； 式2)和3)中，数组Yu=;从式1)知： YtUl = Il^Yty,, 4)| 将式3)和4)整合为一个表达式： _f卜[卜，5)； 用最小二乘法求解式5):对式5)左乘矩阵If ，得： yrabc 式6)中的" 是最小二乘法中的信息矩阵，与变压器原三相节点导 纳矩阵同维； 整理式6)，得： ((^"}rY，h +iYufYu)Ui=fYtUb Th 当变压器低压1端的接线方式是Y型或D型，或者变压器的接线方式是Y/Yn型时：是奇异的,根据上式和式2)，得： (Yt)rIi =V1I18)； 其中：Y1是变压器的正序导纳；将式8)代入式7)得： >? Λ 令^^ =丄OfTC，d= W+(OrU,则根据式式1)和9),得以下 Λ>'ι 表达形式10): yahrFafti'?Γ/ /?Γf MMh =h 1Λ), ytihc yahv rj jA v * _1ih newiZ/故nv」L。/」L #_ Y^X' y&f^I 式10)中，2 I为带附加条件的变压器新的三相节点导纳阵。 _1 Ihmnt'1U J5.如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述步骤②中，（Yu)tYu的值如下：当变压器低压1端的接线方式是Y型或D型，或者变压器的接线方式是Y/Yn型时：将代入下式得：从而变压器新的低压侧三相自导纳矩阵Gtn的值为：11)； 从式11)可知，以1,.不再奇异。6.如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述步骤③包括： 〈1>当变压器接线方式为Y/Y型、Y/Yn型、Yn/Y型和D/D型时：〈2>变压器的接线方式为D/Yn型和D/Y型时，变压器原低压侧、高压侧两侧的三相互导 纳矩阵Ifc如下：变压器新的低压侧、高压侧两侧的三相互导纳矩阵^.的值为：〈3>变压器的接线方式为Y/D型和Yn/D型时，变压器原低压侧、高压侧两侧的三相互导 纳矩阵如下：变压器新的低压和高压侧两侧的三相互导纳矩阵>^:_的值为：从上述〈1>、〈2>和〈3>的分析知，变压器新的低和高压侧两侧的三相互导纳矩阵 等于变换前的变压器原低和高压侧两侧的三相互导纳矩阵1；广*即： K 12)97.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤（2)中，确定经过处理后的变 压器三相节点导纳矩阵在配电网前推回代潮流计算中的应用，包括： 回代：已知高压侧三相电压Uh和低压侧三相电流I1，求解高压侧三相电流Ih: h=(Yt-YtwtJ4y;t)uh+Β)ι 前推：已知高压侧三相电压Uh和低压侧三相电流I1，求解低压侧三相电压U1: 匕 >-14); 变压器绕组有三种接线方式：星型不接地的Y型，星型接地或经阻抗接地的Yn型和三 角D型；变压器的三相节点导纳矩阵除了变压器高和低绕组的接线方式为Yn/Yn、D/Yn外， Ifc都是奇异的，处理后，:?*变为Gt,.，不再奇异，从而不会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器三相节点导纳矩阵奇异的处理方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：(1)处理奇异的变压器三相节点导纳矩阵；(2)确定处理后的变压器三相节点导纳矩阵在前推回代配电网潮流计算中的应用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王少芳，刘广一，郎燕生，王少毅，刘升，黄仁乐，李理，杨占勇，邢颖，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11