基于回路阻抗法的配电网潮流计算

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第32卷??第8期2004年4月16日??

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继电器Vol.32??No.8

????????????????????????Apr.16,2004

RELAY

基于回路阻抗法的配电网潮流计算

刘耀年1,岂小梅1,李国鹏2,李月玲1

(1.东北电力学院,吉林吉林132012;??2.沧州电业局,河北沧州061000)

摘要:依据配电网潮流计算的回路阻抗法,结合配电网结线的特点,定义了反映支路电流流向与节点分布规律的关联矩阵,提出了形成阻抗矩阵和简单快速的节点、支路的编号方法;在此基础上,提出了一种配电网潮流计算的新方法。新算法具有编程简单易于实现,收敛速度快,计算精度高的特点。关键词:配电网;??潮流计算;??

阻抗矩阵;??节点编号

中图分类号:TM732??????文献标识码:A??????文章编号:1003-4897(2004)08-0008-03

0??引言

潮流计算是配电网管理系统(DMS)的高级应用软件的重要组成部分,也是配电网自动化研究和分析计算的基础。配电网在稳态运行时网络多呈辐射状,只有在发生故障或切换负荷时才可能出现短时环网运行,在结构上具有闭环结构开环运行的特性。在线路参数上R/X比值较大,网络具有PQ节点多,PV节点较少等特点,使得原来在输电网上行之有效的潮流算法,不能完全适用于配电网。为此,许多学者提出了一些适合于配电网潮流的算法,但在配电网的结构处理上仍存在一些问题[1,2]。

由S.K.Goswami等人提出的配电网潮流计算的回路阻抗算法[3,4],具有较强的回路处理能力,而且收敛性较好,但方法在结构处理上需要复杂的节点和支路编号,给算法编程应用带来了困难。本文首先依据阻抗矩阵的特点,提出一种阻抗矩阵生成新方法,进而又改进了节点和支路的编号处理方式,提出了一种配电网潮流计算的新算法,算法编程简单,易于实现。

当第j条支路的电流流向节点i时,aij=1,否则,aij=0。

1.2??阻抗矩阵的计算

设支路阻抗矩阵为Z=[z1,z2,...,zj,...,zn],根据节点阻抗阵的定义,节点i的自阻抗Zii值等于仅在节点i注入单位电流,其余节点电流均为开路时的节点i的电压;考虑到关联矩阵A反映了支路电流流向节点的分布规律,所以用A阵表示的自阻抗为:

Zii=k??zkaik

=1

i

(1)

其中:zk为支路阻抗阵中的元素,aik为关联矩阵A中的元素。

互阻抗Zij在数值上等于仅在节点j注入单位电流而其他节点电流均为开路时节点i的电压。应用关联矩阵A表示的互阻抗为:

Zij=k??zkaDkaSk

=1

s

(2)

1??阻抗矩阵的生成方法

首先定义了反映支路电流流向与节点分布规律的关联矩阵,在此基础上提出了一种简单、易于编程的阻抗矩阵生成的新方法。1.1??关联矩阵的生成

在传统的关联矩阵基础上,将支路的关联关系扩展为电流的流向分布,重新对关联矩阵定义,用以反映支路电流流向与节点的分布关系。

定义:关联矩阵A是一个(n-1)??(n-1)阶矩阵(n为节点数),其中元素aij的i对应于节点编号,1,

其中:zk为支路阻抗阵中的元素;aDk、aSk为关联

矩阵A中的元素,D=max(i,j),S=min(i,j)。由上述分析可知,只要建立了关联矩阵A,利用各支路阻抗原始数据就可以根据式(1)、(2)求出阻抗矩阵。

2??节点、支路的编号方法

基于二叉树理论,本文提出一种新的节点、支路编号方式,此方法无需加入虚节点,只要进行简单编号的运算,就可以将一般树转换成二叉树。算法步骤如下:

1)取其根节点为0;

2)保留所有节点与其左子节点的链接;

3)连接所有兄弟节点(拥有同一个父节点的子;

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