复杂中压配电网的可靠性研究

针对复杂中压配电网的特点,提出了一种复杂中压配电网络可靠性评估快速算法—化简分块算法。该评估算法利用网络等值,将各分支馈线等效为等值元件,再利用邻接矩阵将简化后的系统划分为若干块,然后以块为单位进行故障分析,计算中采用基于故障扩散的搜索方法确定故障节点类型,从而计算每个负荷点以及馈线和系统的可靠性指标。利用该算法可快速地实现网络的可靠性评估,通过算例证实了其高效性和工程实用性。     

复杂中压配电网可靠性评估新方法

提出了一种基于馈线分区和等值法相结合的复杂中压配电网可靠性评估算法。根据配电网络的拓扑结构,以开关为边界,将馈线网络进行分区,形成配电网络的区域节点模型。然后对简化网络进行分层,采用网络可靠性等值方法,将配电网络区域节点模型等效为简单的纯辐射状网络模型,利用故障模式及故障后果分析法计算负荷点的可靠性指标。采用邻接矩阵表示网络拓扑,通过对邻接矩阵的搜索和修改实现馈线的分区以及网络的等值过程。通过对RBTS算例的计算,证明该算法适合于复杂中压配电网的可靠性评估。     

基于戴维南等值的配电网合环冲击电流计算

针对合环操作冲击电流可能越限的问题,提出一种基于戴维南等值的冲击电流计算方法。该方法以戴维南定理为基础建立数学模型,采用网络潮流计算求得其中的等值电势,采用节点阻抗矩阵求得其中等值阻抗,继而推导出冲击电流和稳态环流的对应关系,并利用电流分布系数法研究合环支路冲击电流对其它支路的影响。针对配电网没有馈线负荷量测的问题,将馈线负荷分别集中于两侧馈线的首末相异端,由潮流计算直接获取馈线合环稳态电流最大值,并进一步求得冲击电流的最大值。通过实际算例仿真,验证了所述方法的正确性和有效性,对实际配电网的调度运行具有一定的指导意义。     

适用于配电网潮流计算的改进回路电流法

为使回路电流法适于配电网潮流分析,在π型等值电气元件的基础上,以阻抗支路为链支、接地支路为树支,忽略了线路对地导纳和变压器对地支路,建立了配电网回路电流分析模型。采用恒阻抗负荷模型替代恒功率负荷模型,将回路电流方程简化为线性方程组进行求解,给出了对退化节点的处理方法,分析了回路电流法和回路阻抗法的异同。算例结果验证了该方法的有效性。     

含双有源全桥变换器多电压等级直流配电网潮流分析与计算

双有源全桥(dual active bridge,DAB)变换器能够适应直流供电系统中诸多应用场合的需求,受到了广泛关注。准确而直观的DAB变换器等值电路模型对多电压等级的直流配电网潮流分析和计算具有重要的意义。为兼具含DAB变换器的多电压等级直流配电网潮流计算的准确性和直观性,考虑元件寄生参数的影响,建立了单移相比调制方式下DAB变换器支路π型等值电路模型,分析了DAB变换器在直流配电网潮流计算中的功率传输路径和潮流调节的基本原理;计及典型直流负荷的特点和DAB的不同控制方式,提出基于二分搜索法的改进牛顿-拉夫逊直流潮流计算方法。最后,利用6节点直流配电网验证了所提模型的功率传输路径理论的正确性,并基于此模型利用修改的IEEE14节点直流配电网算例,验证所提含DAB变换器多电压等级直流配电网潮流计算模型和方法的有效性和正确性。     

基于分块关联矩阵的中压配电网可靠性评估分块算法

结合中压配电网结构特点,提出基于分块关联矩阵的中压配电网可靠性评估分块算法。首先形成配电网分块,然后提出了分块关联矩阵的构造方法。基于此,在以块为单位进行故障解析模拟时,通过递归故障块的前后向块来确定故障影响范围,可大量节省故障枚举时间和重复的开关元件搜索时间。同时在分块关联矩阵形成后可不再考虑网络结构,方便求得带子馈线及备用电源的配电网可靠性指标。应用该算法对可靠性测试系统进行了可靠性评估,算例表明该算法计算准确,计算过程简单且便于分析系统中的薄弱点。     

计及开关故障的复杂配电系统可靠性评估

结合中压配电网复杂的结构特点,提出一种计及开关故障的配电系统可靠性评估算法。首先给出邻接表的构造方法,基于此提出配电网分块快速形成算法。配电网常具有树状运行特点,在故障解析模拟时,将开关元件故障对系统可靠性的影响分摊到连接开关的相邻分块的故障后果中,进而提出计及开关故障的可靠性等值解析模型,不需单独进行开关元件故障的可靠性分析即可计算其对系统可靠性的影响,应用该算法对RBTS-BUS6和RBTS-BUS4系统及实际中压配电网进行了可靠性评估,结果表明该算法有较明显的速度优势,具有高效性和工程实用性。     

基于停运连续潮流和双向潮流追踪的潮流解恢复控制方法

针对导致潮流方程无解的支路型故障,提出了一种基于潮流追踪的潮流解恢复控制策略。首先将故障支路用支路两端节点的等值功率源替代,从网络中移去故障支路。减小等值功率直到极限点,极限点处剩余的等值功率量是超出故障后网络传输能力的功率量,将其作为控制裁减量。然后采用潮流追踪算法,将所得裁减量向发电机和负荷节点分配,以确定减负荷和减发电的节点以及各自的裁减量。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

工程实践中合环网络等效负荷的简化分析

鉴于传统合环潮流计算方法存在支路多、计算量大的缺点,提出将合环网络中多节点负荷支路简化为单节点负荷支路的思路,并建立等值模型和推导出计算公式。取一条9节点的10 kV配电网线路进行仿真实验,采用单节点模型计算得到的末端电压幅值相对误差为1.7%,相位相对误差为15.5%。仿真结果表明,该方法能满足实际工程的要求,且大大减少了合环潮流计算的工作量。     

支路复功率损耗和潮流分量的归属分析

提出了一种发电机对支路复功率损耗和潮流贡献分量的计算方法。基于稳态潮流解,先将所有发电机等值成节点注入电流源,负荷等值成阻抗;然后运用叠加定理,基于节点阻抗矩阵求解电网中各个发电机在支路上引起的电流分量,进而确定各发电机对支路复功率损耗的贡献。在此基础上,将支路复功率潮流分量等效成等值阻抗消耗的功率,推导了发电机对支路复功率潮流贡献分量的新算法,解决了支路复功率损耗和潮流的归属问题。文中方法满足电路定律,没有任何假设或近似,也无需构造无损网络,同时考虑了有功和无功功率之间的耦合影响。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

馈线的等效负荷密度模型

提出了6种基本负荷分布形式。通过求解馈线两端的电压方程和馈线沿线损耗方程，分别获得6种负荷分布的特征值和相似系数，并计算出6种负荷分布的加权系数，从而不需要量测馈线沿线的各个负荷，也能得出馈线电压降落和沿线线损，在此基础上建立了配电馈线的等效负荷密度模型，并进一步发展了离散负荷密度模型。文中给出了若干实例，并与不简化的计算法、负荷均匀分布法和集总参数等效负荷模型的计算结果进行了比较，结果表明了所提方法的可行性。     

Computation of locational and hourly maximum output of a distributed generator connected to a distribution feeder

Recently, the total number of distributed generation such as photovoltaic generation systems and wind turbine generation systems connected to a distribution network has drastically increased. Distributed generation using renewable energy can reduce the distribution loss and emission of CO₂. However, the distribution network with the distributed generators must be operated while maintaining the reliability of the power supply and power quality. In this paper, the authors propose a computational method to determine the maximum output of a distributed generator under operational constraints [(1) voltage limit, (2) line current capacity, and (3) no reverse flow to bank] at arbitrary connection points and hourly periods. In the proposed method, a three‐phase iterative load flow calculation is applied to evaluate the above operational constraints. The three‐phase iterative load flow calculation has two simple procedures: (Procedure 1) addition of load currents from the terminal node of the feeder to root one, and (Procedure 2) subtraction of voltage drop from the root node of the feeder to terminal one. In order to check the validity of the proposed method, numerical simulations are performed for a distribution system model. Furthermore, the characteristics of locational and hourly maximum output of a distributed generator connected to a distribution feeder are analyzed using several numerical examples. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 167(2): 38–47, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20610     

基于元件组的复杂配电网可靠性评估

为了提高配电网可靠性评估的计算效率,在深入分析故障模式与后果分析法(failure mode and effects analysis, FMEA)机制的基础上,提出了基于配电网中的开关元件进行分区的方法,以配电网中的断路器或者分段开关作为边界元件对配电网分区,形成元件组,以元件组为基本单元进行可靠性分析,考虑了负荷转移和潮流约束的影响,将单个元件对负荷点的可靠性的影响转变为元件组整体对负荷点的可靠性的影响.算例结果验证了该方法的有效性.     

华中电网稳定计算用负荷模型参数仿真研究

负荷模型是影响电力系统仿真计算的重要因素。为探讨目前华中电网调度部门实际使用的负荷模型及其参数的准确性，指导科学建模工作，利用电力系统分析综合程序PSASP计算了华中电网各配电网的等值阻抗，仿真结果表明目前应用的等值负荷模型参数与实际情况有一定差距，配电网络结构、运行电压、等值阻抗处理方法等因素对负荷模型等值的准确性均有影响，利用仿真得到的负荷模型等值参数可减少电压稳定问题突出的电网所需要的稳定措施量。     

台风天气下配电网可靠性的新型评估算法

基于台风的可预测性,考虑到配电网元件电杆的强度随机变量,提出基于风速的配电网元件电杆故障率计算模型。通过该模型可计算出不同风速下配电网元件的故障率,并结合现有的馈线、负荷分块的思想,采用序贯蒙特卡洛模拟法计算出配电系统在台风登陆过程中最高风速段的可靠性水平。模拟过程中考虑了元件的实时故障率以及运行—故障—运行—故障的动态交替特性。该计算结果为以后的配电网工程加固提供了理论基础,对于配电网的差异化规划设计也具有一定的指导意义。最后以IEEE RBTS BUS6 F4馈线为算例,在Matlab上进行了计算,计算结果验证了该方法的正确性与有效性。     

基于输配全局的城市电网供电能力研究

提出一种基于输配全局的城市电网供电能力分析模型。采用基于直流潮流的线性规划模型对城市电网输电网络供电能力进行求解并将其作为系统上层约束;将传统配电网模型细化至中压馈线,分别构建高、中压配电网供电能力模型;计算N-1安全约束下高压配电线路、中压配电变压器及中压配电线路在不同转供方式下对应的最大供电能力,选取其中最小值作为系统最大供电能力。算例结果表明：基于输配全局的分析方法可以有效量化输电网对城市电网供电能力的影响,同时根据不同转供方式下的供电能力差异能够直观地对变压器故障情况下的负荷转移方式做出选择,验证了所提模型的有效性。     

复杂配电网潮流的降规模计算

为了减少大规模配电网潮流分析的计算量,探讨了电压降和线损的简化计算方法.文章证明了当流过馈线段的末梢节点的功率不为零时,用双方向等效电压降模型计算沿线电压降时能得到准确的结果,而用双方向等效线损模型计算时却不能得到准确的线损结果.因此提出了一种可有效地避免线损计算误差的方法.该方法是一种利用双方向等效电压降模型的计算结果进一步计算馈线沿线各负荷点的电压,并用递推方法计算该馈线段上各条支路的线损的方法.采用文中提出的方法可大大减少参与迭代计算的节点数,而且各负荷点的电压以及配电网的线损都不需要迭代就可以直接计算得到,从而精确得到整个配电网的线损.经对198节点的实际配电网的计算,验证了该方法的有效性和精确性,且比等效线损模型优越.     

交直流电力系统概率潮流计算

基于概率理论的解析法,提出了包含直流系统的概率潮流模型。以节点注入功率和PV节点电压运行曲线构成系统的多运行方式,并计及节点注入之间的相关性,对交直流电力系统进行概率潮流计算,获得了节点电压及直流系统变量的均值和协方差。由随机变量数字特征的基本性质和交流系统概率潮流计算的原理,在直角坐标系下推导了不同直流控制方式的交直流概率潮流算式。以整流器定电流控制、逆变器定电压控制为例,在改造后的新英格兰39节点系统上计算了节点电压及换流器各角度的均值和标准差,分析结果表明了所提算法的有效性。     

城市配电网DG消纳能力曲线的计算方法与分析应用

为了完整描述城市配电网的分布式发电（DG）消纳能力（TAC），探究DGTAC曲线的提升措施，提出一种城市配电网DGTAC曲线的计算方法。介绍安全域和安全边界；建立考虑馈线负荷实际情况和电压约束的TAC曲线模型，该模型利用日负荷曲线确定状态空间，通过对边界点进行电压校验得到TAC曲线。算例验证了所提方法的有效性。通过分析TAC曲线的负荷影响因素发现，只有瓶颈馈线段（组）下游负荷对TAC曲线有影响，提出增加瓶颈馈线段（组）下游负荷和瓶颈馈线段（组）扩容2种TAC曲线提升措施。提出TAC曲线在指导DG和负荷接入、导线更换方面的应用方法。