牵引供电系统网压计算方法研究

研究目的:牵引供电系统电压计算方法在现行规范《牵引供电系统电压损失的计算条件和方法》(TB/T 1652—1996)中有详细规定,然而在实际运营中发现,当牵引供电系统负荷较重、牵引网电压降较大时,上述规范的计算结果已不能满足实际需求。已有文献对上述情况进行分析,但提出的改进方法与实测结果仍有一定差异。本文针对上述情况,借鉴电力系统前推回代电压计算方法对单线牵引供电系统电压进行计算,分别从理论推导证明、时域仿真、现场实测三个方面对上述三类方法进行分析比较。研究结论:(1)电力系统前推回代方法在单线牵引供电系统电压计算时较现行规范与前人改进算法更为准确;(2)本研究结论可作为现行规范《牵引供电系统电压损失的计算条件和方法》(TB/T 1652—1996)的有效补充。

分布式电源并网的潮流计算

分布式电源DG(distributed generation)并网对配电系统的电压和网损有着重要影响。分析了常见的几种DG,提出了它们各自在潮流计算中的模型以及处理方法,并采用前推回代法来计算有DG并网的配电系统的潮流。考虑到前推回代法处理PV节点的能力较差,引入了注入无功补偿法,该方法适合DG并入配电系统的潮流计算。然后,通过在33节点配电系统中进行大量测试,表明该方法是可行的。最后分析DG并网对系统电压和网损的影响。

基于改进分层前推回代法的含分布发电单元的配电网重构

在简化配电网拓扑的基础上,应用混合粒子群算法对含分布发电单元的配电网重构问题进行求解。采用10进制编码进行简化求解,提出了基于节点–分层关联矩阵进行智能网络拓扑识别及分层前推回代的潮流计算方法。该方法可适应动态计算配电网潮流的需要,为实时动态重构提供新的思路。在网络重构中引入分布式电源,大幅降低了网损,对节点电压有较好的支撑作用。IEEE 33节点算例验证了该方法的有效性和合理性。

主馈线和分支线路相结合的配电网无功补偿

针对配电网负荷多变的特点,提出采用电容器对10kV配电网进行无功补偿时,采用分支线路末端配电变压器低压侧和主馈线相结合的优化补偿方式。以系统有功网损、电容器的安置费用加权最小为目标函数。根据配电网辐射状树形分布特征,首先在分支线路末端以提高线路功率因数确定电容器的补偿容量及其类型,然后在主馈线上依无功负荷的分布情况再确定电容器补偿的最佳位置和容量。潮流计算采用配电网广泛使用的前推回代法。最后,以实际电网为例,说明了该算法的可行性和优越性。

一种配电网合环实用潮流算法

针对配电网合环潮流计算难度大,前推回代法只适用于辐射型配电网络,提出了一种计算配电网合环潮流的两阶段法。第一阶段中,运用叠加原理,将合环后环状配电网转化为纯辐射状配电网。用前推回代法对纯辐射状配电网潮流计算,从而得到合环开关两侧电压差。在第二阶段,不断修正合环开关两侧负荷功率,以支路功率为变量,重新运用前推回代法求解纯辐射状网络潮流,直至达到整体收敛。针对配电网调度室无法获取上级电网的实时信息,利用迭代法求取上级电网等值阻抗。通过对实际算例仿真,结果表明该方法具有良好的收敛性和准确性。

配网潮流回路分析法

该文利用回路分析法分析了面向支路的前推、回推潮流法的数学本质,指出它实质上是回路分析法的一种不完全等价变形,并分析了这种方法对处理多环网系统能力差的原因;从回路分析法出发,推导出了一种对多环网具有很强处理能力的、面向回路的前推、回推法。该方法保持了面向支路的前推、回推潮流法的易于编程实现和计算速度快的特点,且与辐射电网是等价的。这种新的潮流算法的收敛性不受回路多少的影响。文中利用回路分析法,分析了该方法与牛顿法的内在关系,指出了该算法收敛性不如牛顿法,但因其计算量非常少,故仍是一种非常优秀的高效配电系统潮流算法。算例证明,这种算法对于环网系统,其收敛性和计算速度比传统的前推、回推法有显著的提高,并对同一系统,随着环的增多,算法迭代次数显著减少。

分布式电源并网的配电网改进潮流算法

分布式电源(DG)的并网,不可避免地对配电网运行和安全产生很大影响,因此必须对含DG的配电网潮流进行计算调整。在分析常见的几种DG基础上,给出它们各自在潮流计算中的模型以及处理方法,并提出一种改进型前推回代潮流算法,来计算含DG的配电系统潮流。考虑到前推回代法处理PV节点的能力较差,引入注入无功修正法。此外,分析PV节点型DG无功初值选取对潮流收敛性的影响,以及DG并网对系统电压和网损的影响。设计不同类型DG并网的测试方案,在IEEE 33节点配电网络中反复检验,结果表明该方法是有效的。

含光伏风电的基于仿射算法的配电三相潮流计算

天气变化具有随机性、不确定性的特点,导致光伏、风机的出力具有不确定性。为了处理光伏和风机出力的不确定性信息,利用区间方法建立了光伏和风机出力不确定性的区间模型,并针对配电系统存在的三相不平衡性,提出了基于复仿射算法的区间三相潮流分析算法。采用IEEE13算例系统对算法进行了验证,并与蒙特卡洛潮流分析方法进行了对比分析,计算结果表明所提算法对于定量分析光伏和风机出力不确定性对系统稳态运行的影响具有应用价值。

基于叠加原理和前代后代法的环状配电网潮流计算

提出了一种基于叠加原理和前代后代法的用于计算环状配电网潮流的改进算法。运用叠加原理,将环状配电网的潮流计算转化为纯辐射状配电网的潮流计算。以支路功率为变量,通过两层迭代来求解:内层迭代计算纯辐射状网络潮流,而用外层迭代来不断修正解环点支路功率达到整体收敛。针对该文的算法提出了一种基于节点邻接表的搜索方法,用于搜索环网、形成环网阻抗矩阵而无需进行复杂的编码。利用IEEE标准节点系统进行了验算,结果表明,所提出的算法具有良好的收敛特性,特别适合大规模多环状的配电网络的潮流计算。

基于前推回代法的多供区互联配电网潮流计算

随着柔性多状态开关(SNOP)的出现和应用,现代配电网多电压等级、多平衡节点的供区互联运行模式将成为常态。这将使得配电网出现合环且多环运行,也使得在线优化调度运行成为可能,因此,对于多供区多馈线互联的大规模配电网的潮流计算方法提出了新的需求。文中通过将实际工程中采用SNOP互联合环运行的大规模多平衡节点配电网络,依据每个平衡节点所辐射区域对多环进行拆解,进而实现对配电网的分块处理,然后基于广度优先搜索算法对节点进行分区分层编号,同时,采用改进的前推回代法,针对SNOP的PV运行模式,通过无功分摊法预估PV节点的无功功率初值,再由功率相加法得到PV节点的无功功率变化量,将其转化为前推回代法可处理的PQ节点。最后,通过某地实际396节点配电网的潮流计算结果表明所提方法有效且快速。

一种求解环状配电网潮流的有效算法—两阶段法

本文提出了一种求解环状配电网潮流问题的有效新算法—两阶段法。首先 ,介绍了辐射状配电网的前代 /回代潮流算法。然后 ,基于辐射状配电网的前代 /回代潮流算法和多端口补偿理论 ,详细阐述了本文所提出的求解环状配电网潮流的两阶段法。在第一阶段中 ,通过解环 ,将环状配电网转化为辐射状配电网 ,并应用前代 /回代潮流算法求出该辐射状配电网的潮流 ,从而得到断点电流。在第二阶段 ,断点的注入电流被更新 ,并重新应用前代 /回代潮流算法来求解当前辐射状配电网的潮流 ,所得潮流即为原环状配电网的潮流。为了证明本文提出的方法的有效性 ,本文采用了两个不同规模的算例系统进行了验证 ,给出了结果 ,并与另外一种方法进行比较。

分布式电源对配网网损影响的研究

分布式电源的引入会对配电网的网络损耗产生影响。应用改进的前推回代法对网络损耗进行了计算,并通过算例进行仿真分析,结果发现:DG接入位置、DG运行方式以及相对负荷的DG容量3个因素都对配电网网损有影响;在既输出有功又输出无功的工作模式下,存在合理的容量、合适的位置配置DG在满足电压规定的同时,可以最大程度减少网损。

配电网运行拓扑与支路顺序算法

前推回代法计算配电网潮流的关键是在高效拓扑表示基础上,确定配电网支路或节点前推、回代顺序。首先,按照IEC 61970-301 CIM中拓扑的概念,对配电网的拓扑表示进行总结,给出了配电网运行时,表示拓扑的图的定义;然后提出用邻接支路表示这种图,并定义出这种图支路的度和逆有向道路;再根据前推回代潮流计算的特点,提出了计算前推支路顺序搜索和回代支路顺序的计算方法;最后编制了程序,验证了算法的正确性。算法简单直观,占用内存小,计算效率高。

一种配电网潮流计算的新方法

针对辐射状配电网的结构特点,应用前推回代法进行潮流计算,以广度优先搜索策略为理论基础,通过广度优先搜索遍历并借用ADT栈形成网络层次结构,来确定前推回代的节点顺序,形成一种实用的配电网潮流计算方法。该方法可以处理多分支辐射网,无需复杂的网络编号、不用形成导纳矩阵,而且迭代次数少、结果精确。该算法已在实际城区配电网应用,运行良好。

10kV配电网潮流计算方法的实用化改进

充分考虑10kV配电网络的实际特点,基于动态链表存储技术,对10kV配电网潮流计算的常规前推回代法进行了实用化改进。改进方法采用动态链表存储技术描述并自动存储配电网络树状结构,无需对网络节点和支路进行任何预编号等处理;结合10kV配电网络的两级电压特点,基于网络单线图,最小化迭代节点规模,使潮流迭代计算节点规模约减半;对多电源配电网中的PV节点,直接应用无功迭代法进行处理,无需其进行节点分裂。还考虑了配电变压器空载损耗、电阻压降的影响。改进方法具有较强的通用性和实用性,使用方便、网络拓扑功能强,可与目前广泛应用的10kV配电网线损理论计算软件实现网络参数的无缝连接。算例表明改进方法计算结果正确,收敛性稳定,计算存储量小,计算速度快。

基于分层分区模型的分布式电源分布优化

在含分布式电源的配网规化中,分布式电源模型的建立、潮流计算方法的选择和优化算法的运用,对优化结果至关重要。在配网分布式电源三类传统模型基础上,为便于计算支路电流,对含分布式电源的支路引入新模型——分层分区DG模型;基于新模型,分析了各种潮流算法,结合含分布式电源的配网特点,改良了推回代潮流计算;最后通过微分进化算法,以网损最小为目标,对计算结果进行优化,得出配网电源的最优位置和容量。

配电网潮流计算的实用算法

针对辐射状配电网的特点,应用前推回代法进行潮流计算,以广度优先搜索策略为理论基础,通过广度优先搜索遍历并借用ADT栈形成网络层次结构,来确定前推回代的支路顺序,形成一种实用的配电网潮流计算方法。该方法可以处理多分支辐射网,无需复杂的网络编号、不用形成导纳矩阵,而且迭代次数少,结果精确,用算例证明了方法的有效性。

基于启发式搜索降低配电网网损的配网重构算法

配电网网络重构是配电网自动化系统的一个重要组成部分,给电力的供应提供了可靠性,给电力操作提供了灵活性。配电网网络重构的解是一组开关的组合,网络重构的目标多种多样,在实际应用中如何选取适合不同的配电网络重构方法是研究的目的。重点在启发式搜索和前推回代的配电网潮流计算方法的基础上以系统网损最小为目标函数来优化配网结构。首先生成一个1×N阶描述配电网开关通断的矩阵,然后以网损不能再减少为目的对所有的联络开关进行搜索,而寻找全局最优解。

含分布式电源配电网潮流问题的解决策略

研究了分布式发电系统接入电网的数学模型,对常见的几种分布式电源的节点进行了划分,归结为PQ节点,PV节点和P-Q(V)节点。在此基础上,基于MATLAB的计算功能,利用前推回代潮流算法原理,对有分布式电源接入的配电网系统进行潮流计算,计算过程采用改进的算法,最后对所提出算法的计算速度、收敛性等进行了分析。结果表明,该模型和方法能够快速、方便求解含多分布式电源的配电网潮流。

基于前推回代法和牛顿拉夫逊法的配电网潮流计算

针对牛顿拉夫逊法计算潮流时对节点电压初值的要求高的缺点,结合配电网为放射状网络的特征,提出基于前推回代法和牛顿拉夫逊法的配电网潮流计算,利用前推回代法第一次迭代的结果作为牛顿拉夫逊法的初值,能够满足牛顿拉夫逊法对初值的要求,且具有良好的收敛速度。最后,应用实例证明基于前推回代法和牛顿拉夫逊法的配电网潮流计算迭代次数少,收敛性好。