A Modified Back/Forward Sweep Method Based on the Electricity Consumption Data

With the development of distribution automation system, the centralized meter reading system has been adopted more and more extensively, which provides real-time electricity consumption data of end-users, and consequently lays foundation for operating condition on-line analysis of distribution network. In this paper, a modified back/forward sweep method, which directly uses real-time electricity consumption data acquired from the centralized meter reading system, is proposedto realize voltage analysis based on 24-hour electricity consumption data of a typical transformer district. Furthermore, the calculated line losses are verified through data collected from the energy metering of the distribution transformer, illustrating that the proposed method can be applied in analyzing voltage level and discovering unknown energy losses, which will lay foundation for on-line analysis, calculation and monitoring of power distribution network.

分布式电源对配电网潮流计算的影响研究

配电中接入的分布式电源的增多,潮流计算时,传统的前推回代法无法满足精度要求。对系统研究发现,分布式电源的出力和接入位置对配电网的网损有不同的影响,阐述了分布式电源潮流计算模型,并引入了一种带有PV节点无功修正的分布式电源配电网潮流计算方法。通过对IEEE14节点系统进行仿真验证,证明了所提算法的有效性和收敛性。研究结果显示:新提出的方案和技术能够更加高效地解决带有分布式电源的配电网潮流问题。

基于改进电量法及前推回代法的高渗透率新能源配电网线损计算研究

分布式电源(DG)的高比例接入使得配电网潮流双向流动,传统的线损计算方法不再适用。首先,针对传统电量法电压与功率因数需全网一致假设条件的限制,提出电压电量法和电压功率因数电量法;然后,对多种分布式电源进行节点类型建模,提出改进前推回代法,实现对高渗透率配电网线损的精细求解;最后,对某地区实际配电线路进行计算,探究各种线损计算方法的误差及适用条件,并通过3种场景对比分析分布式电源接入容量、位置及其他参数对配电网电压以及线损的影响,验证了改进电量法以及改进前推回代法的可行性,对配电网线损计算具有参考意义。

分布式光伏电源的配电网故障特征计算模型分析

针对传统故障计算方法存在的计算量大、计算时间长等问题,采用建立含分布式光伏电源配电网故障特征计算模型的方式,维持配电网的稳定运行。利用PQ控制策略对并网型光伏电源进行控制,结合故障分量叠加原理对配电网的故障特征进行分析可知,负序及零序等值网络中存在的光伏电源接入点没有注入电流;这表明光伏电源模型对改进前推回代算法的收敛性没有影响。以支路角度作为主要依据,形成一种新的配电网故障算法,该算法具有计算效率高、影响较小等优势,有利于提升故障特征的计算效率。

分布式麦克风网络中降噪低复杂度能量感知传感器选择

降噪(NR)是许多音频应用系统改善信号质量的必要前端模块。研究表明,稀疏促进的传感器选择方法具有权衡能量消耗和降噪性能的能力,这对大规模无线声学传感器网络(WASNs)非常重要,因为其中很多传感器对降噪的贡献甚微,但是能耗会影响无线声学传感器网络(WASNs)的生存期。本文通过最小化总体能耗和约束输出噪声方差的方式提出了一种基于传感器选择的波束形成降噪(NR)方法。受最优半定规划解(SDP)和实体方法的启发,我们提出了三种低复杂度选择度量准则:加权实体、梯度、加权输入信噪比(SNR)。可以证明,所提基于加权实体和梯度的方法在性能上是近最优的,但是比半定规划方法(SDP)更快,加权信噪比方法以牺牲微弱性能代价换取了最低的时间复杂度。基于仿真无线声学传感器网络(WASN)的数值结果验证了所提方法相对于传统方法的优势。

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。

基于潮流计算的配电网最大供电能力模型

现有文献计算配电网最大供电能力(total supply capability,TSC)的方法均未计及线路潮流引起的电压降落和网络损耗,其结果准确性应用于实际运行还存在一定难度。为解决这一基础性问题,首先提出基于潮流计算的TSC模型,精确计及了电压降落和网络损耗。该模型基于馈线间互联关系建立,其计算结果能精确到馈线负荷,同时考虑了主变N-1故障和馈线N-1故障。其次,针对该含有迭代的非线性规划模型,提出一种基于前推回推的迭代和广义梯度法的求解方法。最后,通过算例对比所提方法与现有文献方法,并利用N-1安全校验仿真来验证。结果表明,所得TSC结果更为准确,为TSC理论的应用从规划向运行提供了参考。

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。

分布式发电接入配电网后对系统电压及损耗的影响分析

针对分布式电源(Distributed Generators,DGs)类型的多样性及其接入对配电系统影响的差异性,研究了不同类型的DGs在接入位置、接入容量发生变化时对系统电压及网损影响的变化规律。通过对不同类型DGs的分析处理,运用改进前推回代法潮流计算程序对其接入辐射状配电网前后的电压分布、有功损耗进行精确计算,并采用系统电压改善程度、有功损耗改善程度指标来评价不同类型DGs对系统电压和网损的影响程度。通过IEEE33节点系统的仿真试验,全面总结了不同类型DGs在配电网中接入位置、出力、布局等方面改变时电压及功率损耗的变化规律。

基于最小生成树编码的配电网恢复遗传算法

建立了大停电事故后配电网恢复的数学优化模型。通过改变目标函数参数,可以适应不同的系统恢复方案中各种可用电源容量的情况。遗传算法求解采用实数编码、最小生成树Prim算法解码,避免了不可行解的产生,大大提高了算法的计算效率。配电网潮流采用前推回代法计算,并利用Prim算法的中间结果直接得到各节点间的父子关系,减少了计算量。算例表明文中的算法稳定性好,收敛迅速。

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。

分布式电源内阻抗引发前推回代潮流发散的问题

大量种类繁多的分布式电源接入可能运行在三相不平衡状态的配电网。分布式电源种类繁多,控制方式多样,并网阻抗等值参数取值范围较宽。前退回代是用于配网潮流计算的重要方法之一。通过数值仿真计算发现,分布式电源三序稳态模型的负序和零序阻抗在一定的取值范围内,会引起前推回代潮流计算发散。进一步分析潮流发散的原理,发现造成发散的原因是前推回代格式的谱半径大于1,并提出一种等值负序和零序阻抗补偿方法解决这一问题。

基于节点分层的配网潮流前推回代方法

结合配电网特有的辐射状特点,提出了一种新的基于节点分层的配网潮流前推回代方法。该方法利用配网支路及其节点参数所形成的节点-节点关联矩阵推导出节点分层矩阵及其对应的上层节点矩阵,再根据所形成的分层矩阵及其对应的上层节点矩阵利用前推支路电流和回代电压进行计算。通过对算例的编程计算,结果表明所提的算法有效、快速及实用。

考虑电热耦合效应的配电网潮流计算

线路电阻会随着线路温度的变化而变化,这使得电网周围的环境因素对电网潮流分布产生影响。文中计及线路温度、线路电阻和潮流的相互关系,建立了考虑电热耦合效应的配电网潮流计算模型,在该模型中,线路电阻作为状态变量,不再是一个常数。针对该模型的复杂性,对常规基于前推回代法的配电网潮流计算进行了扩展,将线路热平衡模型嵌入到前推部分,在迭代过程中动态更新线路温度、电阻和潮流,简单高效地实现了考虑电热耦合效应的配电网潮流计算。IEEE 14节点和118节点配电网算例分析表明电热耦合效应对配电网潮流有较大的影响,基于恒定电阻的潮流计算可能产生较大的偏差。

基于CIM建模的配电网三相潮流计算

应用面向对象的程序设计方法实现了基于公共信息模型(CIM)建模的配电网三相潮流计 算。在CIM扩展的配电网模型的基础上,设计了内部数据结构以及访问配电网设备参数和电气运 行参数的接口,有效地降低了数据交换的复杂度。采用迭代器模式封装配电网络的遍历算法来实 现潮流算法的系统级迭代,迭代器模式能减少算法与数据间的耦合,使程序具有良好的可维护性。 三相前推回代算法的实际算例测试表明该程序还具有较快的运算速度。

基于Zbus和前推回代法的配电网潮流计算

针对配电网中有环网的情况,用Zbus法与前推回代法相结合进行潮流计算。采用信号流图中前向通路的概念分析网络的拓扑结构,把网络分解成辐射型结构体和环型结构体。对辐射型结构体的潮流采用前推回代法计算,用并行的方法较大地提高了计算的速度;环型结构体采用Zbus计算法,然后通过每部分计算的结果修正边界节点的电压和功率,达到整个网络计算一致。最后通过实例分析验证了该方法不仅能够很好地处理配电网中的环网问题,而且能提高计算速度。

考虑光伏并网的配电网潮流计算

基于天气预报系统的太阳辐射模型,利用气象部门获得的云层类型预报信息对光伏进行短期预测;并提出了适用于含光伏发电的弱环配电网的牛顿-拉夫逊法和前推回代法相结合的配电网潮流算法。该算法将弱环配电网等效为环网和辐射形网络两个部分,采用牛顿-拉夫逊法和前推回代法交替求解环网与辐射形网络,实现含有分布式光伏电源的配电网潮流计算。在新算法中采用变收敛精度进行计算,既保证最终的精确性又能提高计算速度。最后,采用28节点算例进行验证,表明了该方法的有效性。

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。

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。

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。