一种基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法包括：根据电网具体的数据给定节点电压初值形成配电网节点导纳矩阵Y；导纳矩阵Y利用三角形连接的三相恒功率负荷建立非线性方程；根据三角形连接恒功率负荷的节点建立配电网雅可比矩阵；据牛顿拉夫逊法利用雅可比矩阵对非线性方程式进行求解迭代修正；利用给定的电压迭代计算的精度确定节点的功率误差，根据所述功率误差判断方法是否有效，实现潮流计算。本发明专利技术将三角形接法恒功率负荷的相间恒定的功率等效为每一相的变化的功率，改进牛顿拉夫逊法的雅可比矩阵进行迭代，从而实现了含有三角形接法的恒功率负荷的配电网与普通的配电网具有同样良好的收敛性的特点。的特点。的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法


[0001]本专利技术涉及恒功率负荷潮流计算的
，尤其涉及一种基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法。

技术介绍

[0002]目前，常用的配电网潮流计算方法主要包括前推回代法、改进牛顿法、隐式Zbus高斯法和回路阻抗法等。但由于这些方法的潮流方程都是非线性的，且在处理恒功率负荷的三角形接法时候，通过一些近似的方法或者星形接法和三角形变换的方法计算量大而且不能保证良好的收敛性。
[0003]随着我国的经济发展和人民生活水平的不断提高，电力用户对供电可靠性和电能质量方面的要求也越来越高，而配电网作为电力系统的重要组成部分，直接面对用户终端，其潮流分布和运行状态将直接影响人们的生产生活，因此有必要对其进行研究以获取准确的运行状态。配网三相潮流计算作为配电系统分析的基础，是获取配网状态数据的重要手段，为配网的状态估计、优化运行、故障处理等进一步分析计算提供基础数据，其结果直接影响配电网的相关分析与决策，具有重要的研究价值。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的牛拉法或前推回代法等对于三角形恒功率负荷处理方式比较复杂且收敛性较差，使用恒阻抗负荷等效恒功率负荷的计算方法随着电网规模的扩大收敛速度会越来越慢，且不能保证精确度的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法，包括：
[0008]根据给定电网参数形成配电网节点导纳矩阵Y；
[0009]导纳矩阵Y利用三角形连接的三相恒功率负荷建立非线性方程；
[0010]根据三角形连接恒功率负荷的节点建立配电网雅可比矩阵；
[0011]根据牛顿拉夫逊法利用雅可比矩阵对非线性方程式进行迭代求解；
[0012]利用给定的计算精度确定节点的功率误差，根据所述功率误差判断方法是否有效，实现潮流计算。
[0013]作为本专利技术所述的基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法的一种优选方案，其中：
[0014]所述配电网的导纳矩阵Y表示为：
[0015][0016]其中，n是配电网中的节点数，U
i
是节点i的单相电压，I
i
是节点i的单相注入电流，是配电网的节点导纳矩阵，I
a
,I
b
,I
c
和U
a
,U
b
,U
c
为三角形连接的恒功率负荷的三相电压和三相注入电流。
[0017]作为本专利技术所述的基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法的一种优选方案，其中：所述三角形连接恒功率负荷包括：
[0018][0019]利用基尔霍夫电流定律，I
a
,I
b
,I
c
表示为：
[0020][0021][0022][0023]其中，表示I
a
相量的共轭。
[0024]作为本专利技术所述的基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法的一种优选方案，其中：
[0025]所述三角形连接的三相恒功率负荷的非线性方程组表示为：
[0026][0027]其中，S
i
代指各个节点所接的恒功率负荷，其中.*表示两个列向量对应元素相乘。
[0028]作为本专利技术所述的基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法的一种优选方案，其中：对所述三相恒功率负荷的非线性方程组分别取实部和虚部，表示为：
[0029][0030]其中，P
i
是S
i
的实部，表示各个节点所接的恒功率负荷的有功功率；Q
i
是S
i
的虚部，表示各个节点所接的恒功率负荷的无功功率；|U
i
|表示i节点电压的幅值；θ
ij
＝θ
i
‑
θ
j
，θ
i
为i节点的电压的相角；G
ij
表示节点i与节点j之间的线路的电导；B
ij
表示节点i与节点j之间的线路的电纳；n为线路节点总数。
[0031]作为本专利技术所述的基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法的一种优选方案，其中：三相的实数非线性方程表示为：
[0032][0033][0034][0035][0036][0037][0038]其中，S
ab
表示ab相之间的恒功率负荷的复数形式；Imag(*)表示取变量的虚部；Real(*)表示取变量的实部；U
i
表示i节点的电压的复数形式。
[0039]作为本专利技术所述的基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法的一种优选方案，其中：三角形连接的恒功率负荷中A相的雅可比矩阵表示为：
[0040][0041][0042][0043][0044]作为本专利技术所述的基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法的一种优选方案，其中：计算配电网的雅可比矩阵，表示为：
[0045][0046]在有n个节点的系统中，假定第1～m号节点为PQ节点，第m+1～n
‑
1号节点为PV节点，第n号节点为平衡节点；其中，H是(n
‑
1)
×
(n
‑
1)阶方阵，N是(n
‑
1)
×
m阶矩阵，M是m
×
(n
‑
1)阶矩阵，L是m
×
m阶方阵。
[0047]作为本专利技术所述的基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法的一种优选方案，其中：按照牛顿拉夫逊法使用修正方程对雅可比举证进行迭代，表示为：
[0048][0049][0050]其中，ΔP和ΔQ是当前迭代次数时距离潮流迭代的真实解的误差。
[0051]修正的各个节点电压表示为：
[0052][0053]其中，θ为各个节点电压的相角向量，U为各个节点电压的幅值向量。
[0054]作为本专利技术所述的基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法的一种优选方案，其中：判断所述方法是否有效，包括：
[0055]根据当前迭代次数距离上一次迭代的功率误差和电压幅值误差与给定精度作比较，当迭代后的误差都小于给定精度时，迭代收敛，否则使用修正之后的电压的幅值和相角继续迭代，达到收敛，计算结果。
[0056]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的三角形恒功率负荷潮流计算方法，将三角形接法恒功率负荷的相间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法，其特征在于，包括：根据给定电网参数形成配电网节点导纳矩阵Y；导纳矩阵Y利用三角形连接的三相恒功率负荷建立非线性方程；根据三角形连接恒功率负荷的节点建立配电网雅可比矩阵；根据牛顿拉夫逊法利用雅可比矩阵对非线性方程式进行迭代求解；利用给定的计算精度确定节点的功率误差，根据所述功率误差判断方法是否有效，实现潮流计算。2.如权利要求1所述的一种基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法，其特征在于，所述配电网的导纳矩阵Y表示为：其中，n是配电网中的节点数，U
i
是节点i的单相电压，I
i
是节点i的单相注入电流，是配电网的节点导纳矩阵，I
a
,I
b
,I
c
和U
a
,U
b
,U
c
为三角形连接的恒功率负荷的三相电压和三相注入电流。3.如权利要求2所述的一种基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法，其特征在于，所述三角形连接恒功率负荷包括：利用基尔霍夫电流定律，I
a
,I
b
,I
c
表示为：表示为：表示为：其中，表示I
a
相量的共轭。4.如权利要求3所述的一种基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法，其特征在于，所述三角形连接的三相恒功率负荷的非线性方程组表示为：
其中，S
i
代指各个节点所接的恒功率负荷，其中.*表示两个列向量对应元素相乘。5.如权利要求4所述的一种基于改进牛顿法的三角形恒功率负荷潮流计算方法，其特征在于，对所述三相恒功率负荷的非线性方程组分别取实部和虚部，表示为：其中，P
i
是S
i
的实部，表示各个节点所接的恒功率负荷的有功功率；Q
i
是S
i
的虚部，表示各个节点所接的恒功率负荷的无功功率；|U
i
|表示i节点电压的幅值；θ
ij
＝θ
i
‑
θ
j
，θ
i
为i节点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘姝慧，李庆生，白浩，孙斌，袁智勇，丁健，雷金勇，李震，李巍，邓朴，郭琦，庞海东，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：