一种含分布式发电系统的三相配电网潮流直接算法

提出一种基于道路矩阵的三相不平衡配电网潮流直接算法,该算法充分利用配电网络的结构特点,建立了节点电压与注入电流的关系矩阵,实现了潮流的直接计算。基于PV节点的特性,推导了PV节点网络的有功电流和无功电流关系,并提出了一种新的处理PV类型分布式发电的方法。将该方法引入到三相系统潮流计算中,保证了PV节点幅值为预设定值（假定无功功率没有越界）。6母线和69母线系统算例验证了该方法简单实用,潮流计算时间短和迭代次数少,具有很好的通用性。     

含PV型分布式电源的弱环配电网三相潮流计算

为实现分布式发电(distributed generation,DG)接入弱环网配电后潮流的有效计算,推导出一种基于回路分析法的三相弱环配电网潮流的改进算法。该算法利用配电网络的道路矩阵和回路矩阵,得到了节点电压、回路电流以及注入电流这3者之间的关联公式,从而使环网处理变简单。同时,在保持PV节点正序电压幅值恒定的前提下,推导一种求解PV节点无功功率增量计算的新方法,并可方便地引入到所提潮流算法中。6母线和69母线测试算例验证了该算法的正确性和良好的收敛性,算法有较强的处理回路的能力,迭代次数随着环的增多而减少,并能在无功功率没有越界的情况下保证PV节点有功功率和电压幅值为预设定值。     

含分布式电源的三相不平衡配电网潮流计算

根据配电网三相不平衡的实际情况,为准确计算各种分布式电源(distributed generation,DG)并入配电网后的潮流问题,文章基于前推回代法,提出了可处理PV和PQ节点模型DG的三相不平衡潮流算法。按照配电网拓扑结构,利用支路分层技术,加快了潮流计算速度。在处理PV节点模型DG时,将电压正序分量幅值作为电压调节参数,计算电压正序分量幅值和额定电压幅值差,得到PV节点的无功补偿量,将DG由PV节点运行模型转换为PQ节点运行模型。IEEE 34节点系统算例结果验证了该算法的正确性。最后,通过分析DG对电压的调节和无功补偿能力,研究了不同类型DG对配电网电压的影响。     

含PV节点的三相不平衡配电网潮流对称分量分析法

针对配电网的三相不对称性,基于图论的节支关联矩阵和道路矩阵,推导了一种三序分量解耦潮流方法。该算法考虑了配电网络三序间弱耦合的特性,通过采用对称分量法实现了配电网三序解耦建模。该算法简化了三相不平衡配电网的复杂性,降低了矩阵的维数,计算过程更简单。针对分布式发电引入配电网,研究了一种处理PV节点的新方法,该方法假定PV节点正序电压幅值保持不变,并基于戴维南等效电路原理,推导了每次迭代时PV节点注入无功功率改变量的计算公式。通过算例结果分析可以看出,所提出的解耦潮流算法和PV节点处理算法具有更好的收敛特性和更快的计算速度。     

含分布式电源的配电网三相解耦潮流计算方法

提出一种含分布式电源(DG)的配电网三相解耦潮流计算方法。首先基于序分量法建立配电网三相负荷模型、网络序参数模型和多类型DG接入模型,结合配电网结构、不对称线路三序解耦-补偿模型和道路-回路分析法,在配电序网中提出一种有效的三相不平衡配电网改进潮流计算方法;然后将不同DG并网接口划分为PQ、PQ(V)、PV和PI节点类型,建立适用于三相不平衡配电网潮流算法的PQ、PQ(V)、PV和PI节点类型DG模型,并对其迭代计算模型进行了详细的公式推导。算例分析验证了所提算法的有效性和通用性,所提算法具有良好的收敛性及较强的处理DG节点及其出现无功越界的能力。     

主动配电网三相解耦潮流算法

随着主动配电网技术迅速发展,分布式电源(DG)规模化接入,传统配电网潮流算法难以满足主动配电网潮流计算的要求。针对这一情况,提出一种能高效处理多类型DG规模化接入和环网的主动配电网三相解耦潮流算法。该算法基于序分量法和不对称线路三序解耦-补偿模型,结合主动配电网的特点和道路-回路分析法,详细推导PQ、PQ(V)、PV和PI节点类型DG规模化并网和无功补偿设备接入的潮流模型,采用三相解耦及并行计算,极大地提高算法计算速度和效率,节省内存空间,实现高效的主动配电网三相解耦潮流计算。通过IEEE 37、69和123母线测试系统验证了该算法的有效性、良好的收敛性以及较强的处理多类型DG规模化接入和环网的能力,且算法性能远优于传统算法。     

应用改进序分量法的主动配电网不平衡潮流计算

为适应主动配电网快速仿真计算的要求,提出一种基于序分量法的三相不平衡潮流的并行计算方法。该方法首先基于补偿法建立主动配电网中各元件序分量模型:针对各种分布式电源(distributed generation,DG),分别建立PQ、PV不同类型节点的序分量模型;针对非全相线路,提出基于虚拟线路法的一体化序分量建模方法,简化了对非全相线路的处理;针对不平衡负荷,计及了其在实际配网中类型和接线方式,推导其序分量模型,提高了计算的精确性。然后将不平衡配网分解为无耦合关系的正、负、零3个序分量网络和补偿注入元,3个序网络采用并行计算,从而降低了计算规模,节省了存储空间,大大提高了计算速度。最后通过算例验证该算法的准确性和快速性。     

分布式发电系统的不平衡三相潮流计算

传统的配电网潮流算法已不能满足未来分布式发电系统的需求。对常见的各种分布式电源的节点类型进行了划分,归结为P恒定、U恒定的PV节点;P恒定、电流幅值I恒定的PI节点;P恒定,U不定,Q受P、U限定的P-Q(V)节点。分别针对这些节点类型的各自特点,提出了在潮流计算中的处理方法,其本质是在各迭代步将各类节点转换成为传统方法能够处理的PQ节点或PV节点。在此基础上,提出了基于牛顿法的能够处理各种分布式电源的配电网三相潮流计算方法。采用6母线系统和292母线系统2个算例系统进行了测试,并详细给出了6母线系统的计算结果。算例结果证明所提算法具有良好的收敛性能,潮流计算时间和迭代次数相对于不含分布式电源的系统没有明显增大。     

含分布式电源的配网潮流算法

分布式发电(DG)接入配电网后,配电网由单电源变成多电源,且DG不能简单处理为PQ节点,因此传统的配网潮流算法已不适用.提出了改进节点关联矩阵自乘的配电网潮流算法,在配电网运行方式改变时,只需根据原根节点与新根节点之间的路径对配电网的节点关联矩阵进行修正即可,不需要重新编号.传统方法确定的PV型DG并网点无功初值往往偏离实际值.提出基于无功功率分摊原理的初值确定方法,根据DG安装位置,将负荷无功分摊到根节点和DG之间.算例显示该方法确定的PV型DG并网点无功初值接近于实际值,提高了算法的收敛速度.     

变压器支路处理新方法与配电网三相潮流计算

针对配电网中处理变压器支路繁琐、工作量大等问题,提出了一种新的变压器支路处理方法,并可方便地引入配电网三相潮流算法中。该方法根据变压器两侧序状态量的相移关系,建立相位变换矩阵,简化了变压器支路的处理,利用不对称线路三序解耦—补偿模型和配电网三序解耦特点,基于回路分析法生成各序网道路矩阵,建立节点序电压与注入序电流之间的关联公式,从而实现了含多变压器支路的不平衡配电网三相解耦潮流计算。算法中的三序解耦及并行计算降低了计算规模,提高了计算速度和效率,节省了存储空间。最后,通过测试算例验证了该方法的正确性和有效性。     

A load flow method for weakly meshed distribution networks using powers as flow variables

The relationship between the branch powers and the node-injection powers were developed with the node-branch incidence matrix. Then based on two accurate formulas to estimate the voltage drop and angle difference, a new load flow algorithm for weakly meshed distribution systems was presented. By using active and reactive power rather than complex currents as flow variables, the algorithm reduces the computational complexity and has higher efficiency. Moreover, in order to deal with the PV nodes, a new solution was introduced based on Thevenin’s equivalent circuit. The solution deduced an accurate calculation formula to update the reactive power injections of PV nodes at each iteration and to fix voltage magnitude of PV nodes at specified values. The proposed load flow algorithm is essentially still belongs to the loop-analysis based method and has a strong ability to deal with meshed network. It reduces the iteration number and has a faster calculation speed even when network becomes more meshed and has more PV nodes. The numerical tests proved that the new method is robust and has excellent convergence characteristics.     

基于补偿算法改进的隐式Zbus高斯潮流计算方法

隐式Zbus高斯法由于其高效、可靠的特点广泛应用于放射状和弱环状的配电网潮流计算。该方法适合处理PQ节点和P-Q(V)节点,但是当系统中并入PV节点类型的分布式电源时,它存在潮流发散的问题。为了解决这类问题,提出一种基于补偿法改进的隐式Zbus高斯法。其核心思路是在每一次迭代后,通过节点阻抗矩阵和电压不匹配量对PV节点的无功功率进行修正,从而使PV节点的注入无功功率达到真实值,进而求得潮流收敛的解。该方法被应用到IEEE 33节点配电系统中,通过与基于同伦算法改进的隐式Zbus高斯潮流计算方法进行比较,表明提出的方法收敛性更好,收敛速度更快。此外,PV节点的数量对该方法的收敛性和收敛速度影响不大,表明该方法更适合于含PV节点类型配电网潮流计算。     

微网系统中分布式电源接入对电压的影响分析

给出了各类PQ、PI与PV型DG的模型及在潮流计算中的处理方法,并改进了基于无功分摊原理确定PV型DG的无功初值及无功修正值的方法,同时给出了无功越界的处理方法。最后在MATLAB 7.8版本环境下,编写了含有分布式电源的配电网计算的程序,通过对算例的输出结果的分析,从而验证了本算法是可行有效的,同时DG的接入对电压的影响进行了分析,结果表明DG的接入会在一定程度上对电压有一定的支撑作用。     

配电网中基于网络分区的高比例分布式光伏集群电压控制

随着高比例分布式光伏的接入,配电网的过电压问题愈发严重,传统对所有光伏进行集中式电压控制的方法变得过于复杂,难以满足控制时间尺度的要求。文中提出了一种改进的模块度函数分区算法,结合无功/有功平衡度指标与区内节点耦合度指标,自动形成最佳分区,对含高比例分布式光伏的配电网进行无功与有功两个层面的光伏集群控制。在分区基础上,针对光伏逆变器有功与无功的控制能力,采用先无功后有功的电压控制策略,在子分区内部通过对关键光伏节点的控制来调节关键负荷节点的电压,有效地缩小对可控光伏的搜索范围,减少控制节点数目,加快控制响应时间,适合未来高比例分布式光伏接入配电网的电压控制。最后,以某一10kV实际馈线系统为例,验证所提方法的有效性。     

计及分布式电源精确特性的配电网动态无功优化

提出一种精确计及分布式电源DG特性的配电网动态无功优化的有效方法.根据不同类型DG的运行控制方式,用二阶锥松弛适当处理PQ、PV、PI和PQ(V)4种类型DG的并网潮流约束,将非凸的交流潮流方程近似地转化为凸的二阶锥约束,并通过设置优化目标函数驱使松弛误差趋近于0,把配电网的动态无功优化问题转化为凸的混合整数二阶锥规划...     

Continuation Three-Phase Power Flow: A Tool for Voltage Stability Analysis of Unbalanced Three-Phase Power Systems

In this paper, a continuation three-phase power flow (CTPFlow) approach in polar coordinates, which can be used to analyze voltage stability of unbalanced three-phase power systems, is proposed. Using CTPFlow, the PV curves of unbalanced three-phase power systems can be obtained. It is found that the patterns of the PV Curves of unbalanced three-phase power systems are quite different from that of balanced three-phase power systems or positive-sequence power systems. The investigations indicate that a CTPFlow is needed where there are unbalanced network or loads existing in a system. Numerical examples are given to illustrate the approach.     

Impacts of load models and power factor control on optimal sizing of photovoltaic distributed generators in a distribution system

This paper studies the impact of optimal sizing of photovoltaic distributed generators (PV‐DGs) on a distribution system using different static load models (i.e., constant power, constant current, and constant impedance) and various power factor (PF) operations. A probabilistic approach with Monte Carlo simulation is proposed to obtain the optimal size of PV‐DG. Monte Carlo simulation is applied to predict the solar radiation, ambient temperatures, and load demands. The objective is to minimize average system real power losses, with the power quality constraints not exceeding the limits, i.e. voltage and total harmonic voltage distortion (THDv) at the point of common coupling (PCC). A modified Newton method and a classical harmonic flow method are employed to calculate the power flow and THDv values, respectively. An actual 51‐bus, medium‐voltage distribution system in Thailand is employed as a test case. Results demonstrate that the proposed method performs well to provide the optimal size of PV‐DG based on technical constraints. Further, the results show that the three static load models do not affect the optimal PV‐DG size but the model has a different impact for various PF operations. PV‐DGs may improve the voltage regulation and decrease the losses in distribution systems practically, but the THDv values could increase. © 2012 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.