含不同类型分布式电源的配电网潮流计算

为解决不同类型分布式电源(DGs)并网后对配电网安全运行的影响,针对现有配电网中几种最具代表性的分布式电源类型,分别给出了在配电网潮流计算中的数学模型,将DGs等效为PV、PQ、PI和PQ(V)等节点,并提出一种基于各支路电流的配电网改进前推回代潮流算法。该算法在处理Q值不恒定的节点时,采用无功功率修正方程法,在迭代过程中将各类型节点转换成传统算法可处理的PQ节点。通过对IEEE 33节点配电网系统仿真结果分析,验证了该算法的正确性。该算法具有无须复杂编号,收敛速度快,迭代次数少、易于编程和可移植性的特点。     

基于模糊控制的主动型配电网潮流计算方法研究

本文针对PV等分布式电源节点对配电网潮流计算影响的差异性问题,充分利用分布式电源节点接入不会对配电网系统网络架构和整体运行产生根本性改变情况,研究分析电源无功功率主要与电压幅值相关的物理特性,设计了一种基于模糊控制器快速跟随性能的节点处理方法,有效解决了传统潮流计算处理PV节点困难问题.通过IEEE33节点算例进验证,结果证明,该算法够有效、快捷求解多PV节点分布式电源的配电网潮流问题,具有较好的应用价值.     

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型分布式电源配电网的前推回代潮流计算

PV型分布式电源的引入,使得传统的前推回代算法在计算配电网潮流时出现了困难。简要介绍了分布式电源的潮流计算模型,利用戴维南等值电路求得了PV节点的网络等值电抗矩阵,并借助矩阵得到了PV节点的无功修正量。在每次迭代中,借助无功修正量对PV节点的注入无功进行修正,扩展了传统前推回代算法的适用范围,并考虑了负荷模型的选择对潮流计算的影响。通过对33节点系统的仿真,对所提算法的收敛性、计算速度等进行了验证。结果表明,提出的模型和算法能够有效地求解含PV型分布式电源的配电网潮流。     

含分布式电源的配电网线损电压研究

引入分布式电源的配电网结构复杂,其配电网线损计算具有新的特点,传统的配电网线损计算方法已不能满足未来分布式发电系统的需求。针对含分布式电源的辐射性配电网开展研究,将常见分布式电源节点划分为PQ节点、PI节点、PV节点和PQ(V)节点几种类型,根据各节点类型的特点,提出了改进前推回推潮流算法,通过33节点算例计算潮流和线损电压,与传统的配电网进行比较,发现了采用异步电机作为接口的分布式电源会降低系统的电压水平,而采用其他形式接口的分布式电源对系统电压具有支撑作用。     

基于最小二乘法的光伏逆变器模型辨识

随着电力系统中接入的分布式电源越来越多,给配电系统的潮流计算带来了一些问题。基于已有的并入分布式电源的潮流算法,对典型的前推回代法中处理PV节点的方法进行了改进,通过电压改变量直接更新得到下次迭代的电流,无需更新无功功率;推导出了适合小负荷情况下的导纳矩阵,使之能够更准确地处理节点小负荷情况下分布式电源并网计算。最后利用IEEE33节点系统进行仿真,通过对比证明该算法能够有效地解决PV恒定型以及小负荷情况下分布式电源并网问题。     

基于正序分量的含PV节点的三相配网潮流算法

随着分布式发电(distributed generators,DG)接入配电网,传统的配电网潮流算法难以满足分布式发电系统潮流计算的要求。针对这一情况,提出一种有效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,基于回路分析法生成的道路矩阵,建立节点电压与注入电流之间的关系矩阵,从而实现配网潮流的直接计算。同时,基于PV节点正序电压幅值保持恒定的特性,提出一种新的处理PV类型DG的方法,该方法基于正序分量方法和道路矩阵,推导得到无功电流和补偿电压之间的关联公式,可非常简单地引入到三相不平衡配网潮流计算算法中,并保证PV节点有功功率和电压幅值为预设定值(假定无功功率没有越界)。通过6母线和69母线算例验证该方法的有效性和通用性。     

含分布式电源的配电网潮流计算改进方法研究

随着电力系统中接入的分布式电源越来越多,给配电系统的潮流计算带来了一些问题。基于已有的并入分布式电源的潮流算法,对典型的前推回代法中处理PV节点的方法进行了改进,通过电压改变量直接更新得到下次迭代的电流,无需更新无功功率;推导出了适合小负荷情况下的导纳矩阵,使之能够更准确地处理节点小负荷情况下分布式电源并网计算。最后利用IEEE33节点系统进行仿真,通过对比证明该算法能够有效地解决PV恒定型以及小负荷情况下分布式电源并网问题。     

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。     

应用序分量法的主动配电网三相潮流计算

随着分布式电源的迅速发展,传统配电网逐步转变为主动配电网,传统配电网的潮流算法已无法直接应用于日益复杂的配电系统潮流计算中。为此,提出一种应用序分量法的主动配电网三相潮流计算方法,该方法将主动配电网划分成树状连通网络、连接支路和节点注入3个部分,针对主动配电网中的环网,给出了连接支路序电流计算方法;针对各种分布式电源,根据其实际控制效果建立潮流计算模型;针对主动配电网中PV节点,给出了直接计算节点无功功率的计算式。该方法提高了环网的处理能力,具有较强的实用性与可操作性,使潮流计算更简洁。IEEE33节点系统算例验证了提出的潮流算法的有效性。     

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。     

计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法

基于分布式电源下垂控制、负荷静态特性和三相不平衡网络模型,提出了一种三相不平衡孤岛微电网的直接潮流算法。首先基于配电网直接潮流算法,并计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的影响,推导建立了三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法的计算模型。为了求解所提直接潮流算法的计算模型,提出了一种两层潮流迭代法,其中内层潮流迭代法用于求解除虚拟节点外的三相不平衡孤岛微电网的潮流计算,外层潮流迭代法用于更新虚拟节点电压和系统角频率。最后分别基于澳大利亚真实网络和25节点典型微电网开展多场景仿真分析,并将其与牛顿信赖域方法进行对比分析,仿真及对比结果表明所提算法能够快速准确地反映微电网的特点以及真实运行状态,并能够解决三相不平衡孤岛微电网的潮流计算问题。     

基于多智能体系统的多区域互联分布式潮流算法

针对多区域间潮流计算存在数据难以共享及数据隐私问题,提出一种基于多智能体系统(MAS)的多区域互联分布式潮流算法。首先,介绍基于MAS的多区域分布式潮流计算框架,并给出一种考虑数据保护的各级多智能体协调互动方式。然后基于主网、区域管理(包括外层管理智能体和内层管理智能体)两级多智能体结构,利用改进迭代投影搜索法构建分布式潮流内外层双重迭代算法,以实现多区域间通信少量非重要信息,各区域内指数快速收敛的目标。最后,分别以6节点、30节点、118节点系统为测试系统,并与集中式算法进行比较分析,验证所提算法的有效性和可拓展性。     

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。     

考虑双馈异步风电机组无功极限的静态电压稳定概率评估

风电机组中双馈异步发电机(DFIG)恒电压运行时具备一定无功调压能力。为了准确评估含DFIG风电机组的电力系统电压稳定性,得到更为精确的临界功率或负荷裕度的统计信息,构建了考虑DFIG风电机组恒电压运行的无功极限的静态电压稳定概率分析模型,并采用蒙特卡罗法结合内点法加以求解。模型中将风电场接入节点作为PV节点,考虑了风机网侧变换器的注入无功功率,分析了风速随机性和相关性对风电机组注入无功功率和系统电压稳定性的影响。IEEE 118和300节点标准系统的计算结果验证了所提模型和方法的有效性。     

计及负荷电压静特性的含分布式电源的前推回代潮流计算

分布式电源并网后,配电网中出现了新的节点类型,使得传统的前推回代法不能解决含分布式电源的配电网潮流计算问题。在考虑了恒功率、恒电流及恒阻抗的负荷电压静态特性的情况下,提出了改进的前推回代法对不同分布式电源进行潮流计算。该算法针对风力发电、光伏电池、燃料电池及燃气轮机分别建立了数学模型,并且在处理PV节点时,通过无功分摊原理设定无功初值,采用无功补偿装置进行功率修正。此外,针对辐射状配电网特征,采用搜索叶节点的方法,形成了便于前推及回代计算的参数矩阵。通过IEEE33配电系统验证表明所提出的方法收敛性能强,并且能有效解决含不同分布式电源的潮流计算问题。     

A generalized power flow analysis for distribution systems with high penetration of distributed generation

In this paper, the element incidence matrix has been extended to develop a comprehensive three-phase distribution system power flow program for radial topology. Three-phase overhead or underground primary feeders and double-phase or single-phase line sections near the end of the feeder laterals have been considered. Unbalanced loads with different types including constant power, constant current and constant impedance are modeled at the system buses. Substation voltage regulator (SVR) consisting of three single phase units connected in wye or two single-phase units connected in open delta are modeled to satisfy the desired voltage level along the feeder. The mathematical model of distributed generation (DG) connected as PQ and PV buses are integrated into the power flow program to simulate the penetration of DGs in the distribution systems. The proposed method has been tested and compared with different IEEE test feeders result. The developed algorithm has been used to study the impact of both SVR and high penetration of DG on voltage profile and system power losses.