基于序电流注入模型的三相潮流计算方法

针对三相潮流计算中,不对称输电线路间弱耦合关系处理难的问题,引入不对称输电线路的补偿注入电流模型.并提出基于节点注入序电流的牛顿-拉夫逊法.这种方法使PQ节点对应的Jacobian矩阵成为一个常系数矩阵.避免了迭代过程中对Jacobian矩阵的更新.在迭代中通过逐次更新序电流实现潮流求解.克服了序电压变化对方程求解速度的影响.仿真结果表明,该方法较其他算法对不平衡功率、R/X比值敏感度低.能够大幅度地减少迭代次数,缩短不对称输电线路三相潮流的计算时间.     

输电线路不换位引起的不对称问题及其改进方法

当前短距离（通常输电距离在100 km以内）同杆并架输电线路面临的最大问题是由于不换位引起的三相参数不对称问题,进而导致三相电流不对称。以某实际220 kV环网系统作为算例,采用三相潮流计算和电磁暂态计算进行了三相不平衡现象模拟,验证了三相电流注入潮流计算方法在不平衡分析中的有效性。对不换位输电环网三相不平衡现象进行分析,提出采用逆相序反向换位方法可以改善三相参数不对称问题。     

输电线路不换位引起的不对称问题及其改进方法

当前短距离(通常输电距离在100 km以内)同杆并架输电线路面临的最大问题是由于不换位引起的三相参数不对称问题,进而导致三相电流不对称.以某实际220 kV环网系统作为算例,采用三相潮流计算和电磁暂态计算进行了三相不平衡现象模拟,验证了三相电流注入潮流计算方法在不平衡分析中的有效性.对不换位输电环网三相不平衡现象进行分析,提出采用逆相序反向换位方法可以改善三相参数不对称问题.     

基于序分量的辐射网三相潮流求解

提出了不对称运行条件下基于序分量的前推回代法求解三相潮流问题，三相潮流问题被分解成正序、负序和零序3个子问题，在求得各序间相互影响各序点注入电流之后，采取以下求解方法：对正序、负序网络沿辐射支路用前推回代的方法求解，对零序网用常规高斯塞德尔（Gauss-Seidel)迭代法求解，这样可加快求解的速度。实例表明：该方法对未完全换位线路且具有不平衡节点功率时有好的鲁棒性，与直接对三序都用常规Gauss-Seidel迭代法相比，具有收敛快的特点，总的计算时间可缩短，解决了不对称运行条件下的具有多级电压辐射网三相潮流的求解问题。     

基于序电流补偿的微电网三相潮流算法

由于微电网的网络参数不对称和负荷不平衡,使其三相不对称运行,从而传统的潮流算法不再适用于微电网。为此,提出一种基于稳态序电流的三相微电网潮流计算方法。针对微电网中的不对称线路和几种常见形式的负荷,引入基于电流补偿的线路和负荷的数学模型;并提出基于节点注入电流型的三相微电网潮流算法。将三相潮流问题转换成3个独立的电流方程,对正序应用Newton-Raphson方法进行潮流计算。为验证该算法的正确性和有效性,将计算结果与PSCAD/EMTDC的仿真结果进行对比分析。另外,为验证该方法可处理微电网潮流计算时遇到的线路高R/X比值及环网问题,对CIGRE MV微电网进行潮流计算,结果表明:基于电流注入模型的微电网潮流算法比传统潮流算法在计算速度和收敛性上更具优越性。     

用于三相电力系统潮流计算的UPFC稳态模型

基于对称分量坐标、用附加节点注入功率法,建立了统一潮流控制器(UPFC)在给定控制方式下计算三相潮流的三序解耦模型;三序解耦潮流采用正序约束条件,UPFC正序模型按附加节点注入功率计算,负序、零序模型按附加节点注入电流计算;结合牛顿—拉夫逊法编制了该潮流计算程序。因潮流可按正序、负序、零序分别求解,在保证求解精度的前提下提高了求解效率。     

不对称三相潮流的对称分量分析法

本文提出了在对称分量坐标中不对称三相潮流的两种求解方法——隐式阻抗矩阵法和解耦—补偿法。这两种方法都能充分利用对称分量坐标中对称元件,诸如发电机、变压器等的解耦特性,提高三相潮流的解算速度。解耦—补偿法则进一步利用不对称输电线路三序之间的弱耦合特性,通过对三序间弱耦合的补偿,实现三序之间的解耦求解,该法还适合于并行计算。算例表明,本文提出的方法具有较快的计算速度和良好的收敛特性。     

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。     

目标确定下的含FACTS元件统一三相潮流

基于FACTS元件等效电源模型,将FACTS元件对网络的影响以等效三相注入功率表示,可以在不改变原有网络节点导纳矩阵的条件下进行三相潮流计算。将FACTS元件对线路功率的控制目标值引入到节点注入功率平衡方程中,建立含FACTS元件三相潮流模型,此模型结合交替迭代法将节点附加注入功率作为状态变量,保留了传统潮流算法的迭代形式和雅可比矩阵的特点,有利于采用基于序分量—解耦补偿法进行计算。针对3类不同FACTS元件根据其内部约束列出了模型中的差异,并以简单5节点系统进行算例分析,结果表明建立的计算模型具有一定的收敛性,FACTS元件在改善三相不平衡中具有一定的作用。     

考虑负序零序非线性求解的三相潮流计算方法

提出了节点注入电流的三相流潮分析方法。三相潮流问题被转换成3个独立的电流方程。对其同时应用Newton-Raphson方法，修正方程的系数矩阵由起始节点电压决定，在迭代过程中保持不变，与已有方法相比较，所提方法不仅在正序方程中，而且也在负序和零序方程中采用牛顿法修正方程，实例表明该方法对三相不平衡功率具有很好的鲁棒性。随着不平衡功率的增大，该方法能够大幅度地减少迭代次数和时间。     

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。     

三相潮流计算的快速解耦——补偿法

本文通过对不对称输电线路三序间弱耦合的补偿,导出了这种输电线路的三序混合解耦模型,然后将其分别与牛顿——拉夫逊法、P-Q分解法结合,提出了求解不对称三相潮流的牛顿——拉夫逊型和P-Q分解型解耦——补偿法,并着重分析了后者的收敛特性和计算速度。由于这类方法不仅有较快的计算速度和良好的收敛特性,还十分适合于运用并行计算技术,它们可望用于三相大电力系统的分析。     

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。     

含牵引负荷的电力系统三相不对称谐波潮流计算

以国产SS4型电力机车的数学模型为基础,将谐波源作为受控电流源,提出了含牵引负荷的 电力系统三相不对称谐波潮流新算法。其中,基波计算部分采用PQ分解法,并采用稀疏矩 阵和对称矩阵处理技术,利用三相因子表求解,在很大程度上节省了内存,减少了计算量; 谐波计算部分采用节点电压方程,利用高斯消去法直接求解,不存在收敛性问题。基波和谐 波潮流进行分离相关迭代,最终求出各节点的基波和谐波电压以及各支路的基波功率和谐波 电流。算例表明,该算法能有效地节省内存,且收敛性较好。     

考虑分布式电源控制方程的中低压配电网三相潮流计算

针对中低压配电网网络拓扑结构特点,将分布式电源三相稳态模型引入潮流计算中,提出了考虑分布式电源控制方程的基于注入电流型牛顿拉夫逊三相潮流计算方法。该方法通过在迭代过程中将同步发电机和逆变电源的控制方程与注入电流偏差方程相结合,采用牛顿迭代解法对异步发电机和双馈式发电机控制方程中的待求变量进行求解,实现了控制方程与潮流计算的结合。通过在含多种分布式电源的72节点系统验证了所提方法的正确性及有效性。仿真结果表明,该方法能够反映多种节点类型、不同分布式电源出力的控制特性,适用于计算含多种分布式电源的中低压配电网三相潮流。     

含逆变型DG配电网的短路电流快速计算方法

逆变型分布式电源(IIDG)接入配电网使得传统短路的电流计算方法不再适用。现有含IIDG配电网的短路计算方法基于节点阻抗矩阵迭代求解，当故障发生在线路中间时，存在计算量大、计算时间长的问题。通过对配电网故障时的复合序网分析，并考虑IIDG并网点电压和其输出电流的耦合关系，提出了一种以系统接入IIDG前三相金属性短路电流为初值，直接迭代计算含IIDG配电网短路电流的新方法。该方法不需要生成和处理节点阻抗矩阵，节点数目不影响计算用时，可快速计算含IIDG配电网的各种相间短路电流。通过算例仿真计算并与现有计算方法相比较，验证了所提方法的有效性和快速性。     

含逆变型分布式电源的不平衡配电网快速短路电流计算

为实现含逆变型分布式电源的不平衡配电网快速短路电流计算,首先建立计及故障穿越控制的逆变型分布式电源序等效受控电流源模型,通过引入虚拟线路和虚拟节点并结合广义Fortescue变换建立不平衡配电网的系统序导纳矩阵。在此基础上构建含逆变型分布式电源不平衡配电网的序节点电压方程,提出基于序分量的短路电流迭代计算方法。通过引入预条件处理的广义极小残余法可避免求解系统序阻抗矩阵,能够有效提升短路电流迭代计算的计算速度。最后,通过对含逆变型分布式电源的13节点、123节点和多个大型合成系统仿真结果对比,验证了所提方法的正确性和可行性。     

基于注入电流不平衡量的配电网改进潮流算法

本文在节点注入电流模型配电网潮流计算的基础上,采用了基于注入电流的不平衡量,对算法进行了改进和简化,将Jacobian矩阵作为一个固定矩阵,从而使计算量大大减少,提高了计算速度;通过引入最优乘子,从算法上保证了潮流计算的不发散,有效地解决了潮流计算对初值的敏感性以及一些病态系统的潮流计算问题。用30节点、141节点配电网算例和几种典型的病态系统的计算验证了算法的有效性和可行性。     

中性点不接地配网潮流算法研究

针对中性点不接地系统无零序通路的特点,推导出一种新的适用于负荷不对称配网的序分量潮流算法。该方法将不对称的三相负荷转化为正序功率和负序功率,同时引入耦合功率,将正序、负序功率解耦,仅求解正序潮流,而节点负序分量则通过耦合功率求出。该算法将现有配网三相潮流算法中的3n阶矩阵降为n阶,大大降低了计算量。将该算法和传统方法分别应用于某一基于统计数据的19节点实际系统,对两者的计算结果进行比较,并分析差异产生的原因。以一个基于实时数据的28节点仿真系统算例验证了该算法的正确性。     

计及线间互感的两回输电线路交叉跨越故障的短路电流计算方法

对于计及线间互感的两回输电线路,现有故障分析方法对于不同类型故障,大多要构建不同的复合序网,工作量太大且难以排错。为此,本文提出一种计及线间互感的两回输电线路短路电流计算方法。以故障相关线路的阻抗以及两端的节点阻抗矩阵作为输入,通过添加树支或连支对原节点阻抗矩阵进行参数修正或扩维,以处理线间互感或添加故障节点,进而构建两回输电线路在故障节点处的序网络方程。针对两回输电线路,给出构建故障边界条件矩阵的通用方法,并利用相序转换变换为各序网下的故障边界条件矩阵,联立序网络方程矩阵求解故障各端口的电压和电流。最后,利用PSCAD/EMTDC构建电网故障仿真模型,仿真结果验证了该方法的正确性。