基于阻抗补偿的三相四线制配电网前推回代潮流算法

在三相四线制配电网中,中性线重复接地对前推回代潮流算法存在收敛性问题。分析了中性线重复接地导致前推回代潮流算法难收敛的原因,提出一种基于阻抗补偿的三相四线制配电网前推回代潮流算法,改善了潮流计算的收敛性,并保证补偿前后的潮流结果不变。该方法通过在接地电阻和重复接地点之间补偿一对大小合适且取值相反的阻抗,减小了不动点迭代雅可比矩阵的谱半径,使之满足压缩映射的条件,从而保证潮流计算收敛。算例验证了所提方法的正确性。     

计及接地阻抗及含多种分布式电源的中低压配电网三相潮流计算(二):算法和算例

该文给出基于注入电流的牛顿–拉夫逊潮流计算方法和算例分析。叙述各端点元件的潮流方程的构建方法,详述三相分布式电源6个控制方程与节点注入电流不平衡量方程的结合方法,同时推导雅可比矩阵元素的计算公式。在Matlab平台编制计算程序,采用多个IEEE测试系统对所提模型和算法进行验证。与现有文献及多个商业软件比较计算精度,并分析低压配电网络中接地阻抗对中性点电压和中性线电流的影响。在IEEE 37节点的三相三线制系统基础上构建一个包含三相三线制中压配电网和三相四线制低压配电网及多个类型分布式电源的混合中低压配电系统,运用所构建的混合中低压配电系统进一步验证所提出的方法,并分析配电变压器零序励磁阻抗对系统不平衡度的影响。     

微电网三相四线制潮流算法研究

微电网是集成分布式发电、负荷、储能以及保护和控制等一系列环节的小型供电系统,由于其靠近用户侧采用三相四线制供电方式居多,中性线上电流的分布及中性点电压的偏移对其他相的影响不能忽略,因此本文采用相分量法建立三相四线制网络模型,采用前推回代法同时考虑三相导线和中性线,以端点为单位,推导网络潮流方程。此外,结合分布式电源的运行方式和控制特性将其节点类型归结为PQ节点、PV节点和PI节点。针对前推回代法节点类型为PQ节点的要求,将分布式电源点统一作为负的负荷处理,在每次迭代前进行PQ转化。通过算例仿真验证了网络模型的正确性和算法的有效性。     

基于前推回推的重复接地配网潮流算法

配电网中与中性线和重复接地有关的物理量对于电能质量和系统安全至关重要。目前关于这方面的计算研究不多,而且仅有的方法存在错误和不足。针对这种情况,基于重复接地三相四线制配电网详细模型,提出了一种改进的基于前推回推的重复接地配电网潮流算法。该方法将接地阻抗视为恒阻抗负荷,且对不完全支路和未接中性线的中性点进行特殊处理。改进的方法准确地反映了配网的实际模型,能准确的计算中性线和重复接地有关的物理量。该文以一个重复接地的低压29节点不平衡配电系统作为算例,仿真结果验证了该文算法的有效性、准确性和通用性。     

基于前推回推的重复接地配网潮流算法

配电网中与中性线和重复接地有关的物理量对于电能质量和系统安全至关重要.目前关于这方面的计算研究不多,而且仅有的方法存在错误和不足.针对这种情况,基于重复接地三相四线制配电网详细模型,提出了一种改进的基于前推回推的重复接地配电网潮流算法.该方法将接地阻抗视为恒阻抗负荷,且对不完全支路和未接中性线的中性点进行特殊处理.改进的方法准确地反映了配网的实际模型,能准确的计算中性线和重复接地有关的物理量.该文以一个重复接地的低压29节点不平衡配电系统作为算例,仿真结果验证了该文算法的有效性、准确性和通用性.     

含不接地逆变电源的中低压配电网三相潮流模型

现有的逆变电源三相稳态模型以相电压可控为基础,并不适用于无中性线引出的不接地逆变电源。该文考虑逆变电源的电压控制和电流控制两种模式,以及PQ、PV和PI等不同控制方式,提出不接地逆变电源的线电压稳态模型。在此基础上,为适应逆变电源的线电压建模特点,以及中压配电网三相三线不接地和低压配电网三相四线重复接地的结构特点,提出含不接地逆变电源中低压配电网的相/线电压混合三相潮流模型。用IEEE-4节点标准测试系统和含不接地逆变电源的23节点中低压配电网算例验证所提潮流模型的正确性和有效性。仿真结果表明,该模型能够反映不接地逆变电源的控制特性,适用于计算常规中低压配电网以及含不接地逆变电源中低压配电网的三相潮流。     

考虑电源线电压控制特性的不接地配电网改进三相潮流模型

不接地配电网具有无零序电流通路、端点元件无中性点或虽有中性点但无引出线两个特点。由于无零序电流通路,端点注入电流满足零序分量为0的约束;由于无中性点或中性点引出线,端点元件具有相—中性点电压不可测或不宜控制相—地电压的特点。因此,实际不接地配电网中的电源端点通常以线电压作为测量和控制对象,即电源具有线电压控制特性。文中同时考虑不接地配电网的上述两个特点,提出以线电压为控制对象,通过构造平衡端点等值中性点作为全网的电压参考点,建立平衡端点和有功功率—电压端点的改进模型;在此基础上,进一步结合不同接线方式负荷的潮流模型,建立考虑电源线电压控制特性的不接地配电网改进三相潮流模型。最后,用IEEE13节点修正系统验证了所提模型对不接地配电网三相潮流计算的适应性和有效性。     

中低压配电网的三相潮流模型分析

中压配电网普遍采用三相三线制结构,低压配电网广泛采用三相四线制结构,并且中线上存在大量的重复接地装置。由于将中线导纳并入了相线导纳中,传统的三相三线制潮流计算方法已经无法对低压配电网进行准确分析。为准确计算并分析中低压配电网的三相潮流,详细介绍了三线制和四线制配电线路的三相模型,并利用电路原理对变压器三相模型进行了改进,从而将低压侧的中性点引入到变压器模型中。最后,利用IEEE测试系统进行了潮流计算分析。结果表明,考虑中线前后的潮流结果差异很大,且潮流变化与中线接地电阻的大小有关。     

中压不接地配电网三相潮流新方法

在大量分布式电源接入中低压配电网的新形势下,三相潮流计算是分析其影响的基本手段。针对现有中压不接地配电网三相潮流研究主要采用人为设置参考中性点/零序电压的方式,导致无法仿真分析中性点/零序电压偏移、不接地网络零序潮流和相-地电压不平衡等情况,提出一种中压不接地配电网三相潮流新算法。首先,提出不接地配电网三相潮流在节点变量和导纳矩阵方面的特殊性。然后,设计基于功率平衡方程和牛拉法,采用导纳矩阵可逆化处理和矩阵替换技术实现约束零序电流为零的不接地配电网三相潮流算法。最后,基于6节点系统和修改的IEEE123算例仿真不接地配网的潮流,结合PSCAD验证所提方法在不同场景下的准确性以及在大电网中的适用性和收敛性,并在地市电网中进行实际应用。算例分析表明,所提算法计算结果准确,具有良好的工程实用性。     

10kV配电变压器接地电阻对低压三相不平衡影响分析

针对10kV配电变压器中性点接地电阻过大,较容易影响低压配电网用户的用电质量的问题,论文通过建立配电网低压三相负载在平衡时、三相负载不平衡时的输出相电压、接地电阻电压(中性点接地电阻的对地电压)、接地电流(中性点接地电阻的对地电流)数学模型。利用MATLAB仿真软件建立起低压配电网三相负载平衡时、三相负载不平衡时的输出相电压、接地电阻电压、接地电流的Simulink系统仿真模型。通过使接地电阻R_J分别赋予4个档值:200Ω、50Ω、12.5Ω、3.125Ω的四种情况进行仿真实验,对低压配电网的三相不平衡进行仿真分析,更加精准地得到10kV配电变压器中性点接地电阻对三相不平衡度的影响分析结果。提出了可以通过改造10kV配电变压器中性点接地电阻,使其小于4Ω,实现解决低压配电网用户三相负载不平衡时导致用户用电设备损坏问题。     

Power flow in four-wire distribution networks-general approach

The neutral wire in most power flow software is usually merged into phase wires using Kron's reduction. Since the neutral wire and the ground are not explicitly represented, neutral wire and ground currents and voltages remain unknown. In some applications, like power quality and safety analyses, loss analysis, etc., knowing the neutral wire and ground currents and voltages could be of special interest. In this paper, a general power flow algorithm for three-phase four-wire radial distribution networks, considering neutral grounding, based on backward-forward technique, is proposed. In this novel use of the technique, both the neutral wire and ground are explicitly represented. A problem of three-phase distribution system with earth return, as a special case of a four-wire network, is also elucidated. Results obtained from several case studies using medium- and low-voltage test feeders with unbalanced load, are presented and discussed.     

基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制

大规模户用光伏不平衡接入低压配电网会造成严重的电压越限、网损和三相不平衡。针对当前户用光伏消纳控制技术对三相四线制低压配电网不适用的问题,提出了一种基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制方法。考虑电压、电流的幅值和相角,采用三相四线制节点导纳矩阵建立了低压配电网的网络拓扑结构;综合考虑网损和三相不平衡度最小,建立了储能元件有功功率和光伏逆变器无功功率的三相四线制线路多时段协同控制模型;通过复数变量拆分和模型凸化以降低三相四线制模型的求解难度,采用CPLEX算法包求出模型全局最优解。仿真结果表明,所提出的基于最优潮流的控制方法在大规模光伏和负荷不对称接入条件下能够有效抑制电压越限,同时达到降低网损、改善电网三相不平衡的目的。     

一种基于电能质量分析仪测量的低压配电网线路阻抗估计方法

该文提出了一种基于电能质量分析仪测量的低压配电网线路相线以及中性线阻抗估计方法。该方法使用两台带GPS的电能质量分析仪分别安装于线路的首末端,基于同步时钟模块(GPS)实现同步对时,并利用了电能质量分析仪的4个电流通道、4个电压通道,提出同步测量线路首末端ABC三相对中性线基波电压的相量值以及ABCN四线基波电流相量值,并基于此测量值较准确估计出三相四线制低压配电网线路中性线以及相线的基波阻抗参数,为低压配电网分析,网损计算和电能质量状态获得基础参数数据。     

基于相模变换的三相四线制系统故障计算方法

三相四线制在低压及国外中压配电网中应用广泛,其接地故障,尤其是中性线接地故障,缺少类似于"对称分量变换"那样的简化计算方法.文章提出一种四阶相模变换方法,将三相与中性线电气量变换为独立的1模、2模及仍存在耦合的0模与r模,利用受控电压源表达0模与r模间的耦合关系;根据单相接地和中性线接地的故障边界条件,构建接地故障模网...     

基于遗传算法的低压配电系统无功补偿方法研究

提出了一种基于遗传算法进行低压配电网动态无功补偿的方法,解决由于中性线断线造成中性点位移的问题。算例表明,应用该方法进行无功补偿,可使负载三相电压与额定电压的偏差控制在±5%内,优化负载运行条件。     

低压配电网零线电压分布的研究

我国低压电网用电采用380V／220V三相四线制供电系统。由于零线不与地线直接相连,为了保护用户,防止发生触电事故,通常还需要单设一条地线将用电设备接地。但是很多地方的楼宇住宅没有地线或者地线接地不是很好,在使用电器设备时就存在着一定的安全隐患。在三相负荷对称的情况下,零线与大地电位相等,但是当三相负荷不对称时,零线的电位将出现偏移。本文通过理论分析和Matlab／Simulink软件仿真计算了零线上的电压分布情况,计算结果表明零线上的偏移电压不会超过36V,不会对人体造成危害。在电器设备的设计中虽然零线不能代替地线的使用,但可以用零线当作地线的备用,对低压电器设备的安全运行起到辅助作用。     

基于无谐波检测控制的三相四线制APF的研究

针对三相四线制低压配电网中存在的谐波污染严重、中性线电流较大的问题,提出了一种基于无谐波检测的三相四线制有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)控制策略。建立了电容中点型三相四线制APF的数学模型,并给出了其中电感、电容主要参数的设计方法。在对比分析谐波检测和无谐波检测控制方法的基础上,选取了更有优势的无谐波检测控制策略,并针对系统中存在的负序以及零序电流分量分别设计了比例谐振(Proportional Resonant,简称PR)控制器。通过Matlab/Simulink软件搭建了三相四线制APF的仿真模型,并对谐波补偿和抑制中性线电流进行了仿真测试,效果显著。最后,以某公司的TMS320F28377为控制器单元核心搭建了实验平台,证实了所提控制策略的可行性。     

考虑分布式光伏电源接入模式的低压配电网不平衡线损计算方法

日益增加的户用光伏发电系统改变了配电网的潮流分布,同时对配电网的线损产生显著影响。为了便于量化分布式光伏电源(distributed photovoltaic generation,DPG)接入三相四线制低压配电网的运行经济性,文章以三相不平衡线损为研究目标,首先建立了适用于低压配电网平衡态和不平衡态的线损计算模型;通过引入DPG接入模式、位置及容量3种要素,建立DPG不同接入模式下的线损变化量模型;以此为基础,提出一种考虑DPG接入模式的有源低压配电网的三相不平衡线损计算方法。在进行计算时,所提方法既可利用实时电流数据,也可利用易采集到的有功电量数据进行计算。最后,以低压配电网的典型参数为例验证了该方法的准确性与可行性,说明此方法可为DPG单相、三相接入低压配电网的线损计算提供参考依据。     

三相四线制有源电力滤波器的研究

为了实现三相不平衡谐波的补偿,采用3个单相有源滤波器的星形连接组合成1个三相四线制有源滤波器.采用数字移相方法由单相电流虚拟出两相电流,进而利用瞬时无功功率理论实现了单相系统谐波电流的检测;建立了三相四线有源电力滤波器的仿真模型,研究了不同接线方式下三相四线有源滤波器的应用特点.开发了有源滤波器实验系统,结果表明三相四线有源滤波器能有效滤除系统中的不平衡谐波.