含分布式电源配电网潮流计算方法
摘要：传统单馈线辐射状配电网将无法满足分布式电源的接入和用户对供电高可靠性的要求。越来越多的分布式能源接入配电网，改变了配电网的潮流流向，因此需要单独研究含分布式电源配电网的潮流计算方法。
关键词：分布式电源配电网；前推回代法；潮流计算
中图分类号：TM711
1 含DG配电网潮流计算 1 基本前推回推法
前推回推潮流由于编程简单、收敛速度快的特点，广泛地应用于配电网的潮流计算。这种算法先假定各节点电压为根节点电压，从末端节点开始,根据已知的各负荷功率、节点电压，向辐射网络始端推算各支路的电流或始端功率。然后根据根节点的电压和求得的各支路的电流或始端功率，向末端推算各节点电压，重复以上过程直至迭代收敛。计算过程为：
a)为除始端外的所有节点电压赋初值
；
b)从末梢点开始，逐步前推各支路电流，第次迭代，流经支路的电流向量：
（2.18）
表示负荷电流和电容电流流过节点的节点集合；负荷功率，
c)从始端出发，由支路电流，逐段回推各节点电压：
（2.19）
为第个节点处的
d)直到满足下式的收敛准则，完成潮流计算：
（2.20）
2 含DG配电网潮流计算流程
DG并入配电网后的潮流计算过程增加了新的节点类型，即PI和PV节点，基于前推回推法，含DG配电网潮流计算流程为：
1）读入系统数据，进行配电网拓扑分析，确定每个节点的属层； 2）初始化所有节点电压为根节点电压； 3）求取每个节点的等效注入电流： PQ节点由2.18式求取；
PV节点由2.2.1的方法转换为PQ节点； PI节点通过下式转换为PQ节点。
（2.21）
4）由节点的属层和连接关系，前推支路电流； 5）由已知的根节点电压，由式2.19回推各节点电压；
6）对PV节点计算节点电压幅值不匹配量，由式2.16修正其无功出力，并检验其无功出力是否越限，越限则转化为PQ节点。
7）检验迭代收敛条件：所有节点
，无功越限PV节点无功出力为
步；否则转入第3）步。
8）计算结束，输出结果。 2 潮流计算算例
或
，无功不越限PV节点。满足收敛条件则进入第8）
图2.10为IEEE33节点配电网络，系统总负荷为，除联络支路外，
系统总节点数和支路数分别为33和32，系统基准功率、基准电压和潮流收敛精度分别取10MVA、12.66KV和
，设根节点电压为基准电压。
图1 IEEE33节点配电网络 （1） 拓扑分析
运用广度优先搜索的树搜索法，形成按首节点属层从小往大排列的如下格式的支路矩阵：{首节点编号，末节点编号，支路阻抗参数，首节点属层}，IEEE33节点配电网络拓扑分析后支路矩阵如表2.2所示。
表1 拓扑分析后支路矩阵
首节点编号
末节点编号
支路阻抗参数（标么值）
首节点属层
0 1 0.0058+0.0029i 1
1 2 0.0308+0.0157i 2
1 18 0.0102+0.0098i 2
2 3 0.0228+0.0116i 3
18 19 0.0939+0.0846i 3
2 22 0.0282+0.0192i 3
3 4 0.0238+0.0121i 4
19 20 0.0255+0.0298i 4
22 23 0.0560+0.0442i 4
4 5 0.0511+0.0441i 5
20 21 0.0442+0.0585i 5
23 24 0.0559+0.0437i 5
5 6 0.0117+0.0386i 6
5 25 0.0127+0.0065i 6
6 7 0.0444+0.0147i 7
25 26 0.0177+0.0090i 7
7 8 0.03+0.0462i 8
26 27 0.0661+0.0583i 8
8 9 0.0651+0.0462i 9
27 28 0.0502+0.0437i 9
9 10 0.0123+0.0041i 10
28 29 0.0317+0.0161i 10
10 11 0.0234+0.0077i 11
29 30 0.0608+0.0601i 11
11 12 0.0916+0.0721i 12
30 31 0.0194+0.0226i 12
12 13 0.0338+0.0445i 13
31 32 0.0213+0.0331i 13
13 14 0.0369+0.0328i 14
14 15 0.0466+0.0340i 15
15 16 0.0804+0.1074i 16
16 17 0.0457+0.0358i 17
表2.2中，由于支路已按照首节点的属层从小往大进行了排序，在前推电流时，只需从表2.2的最后一行往上一行推算即可，回推节点电压时，从表2.2的第一行往最后一行回推。
（2）潮流计算
表2.3所示为三种节点类型的DG并入IEEE33配电网的接入方案，给出了DG类型、接入点、节点类型以及PV、PI型DG的无功出力上下限。
表2DG接入方案
节点类型
接入点
DG类型
PQ 26 风力发电：P=200KW，Q=100Kvar
PV 15 燃料电池：P=300KW，V=0.95pu，0Kvar<=Q<=300Kvar
PI 29 光伏发电：P=100KW，I=10A，0Kvar<=Q<=300Kvar
图2 DG并网前后节点电压分布
图2.11所示为DG接入前后配电网的节点电压分布图，表2.4所示为DG并网前后配电网的潮流计算结果，DG的并网抬高了节点电压，最低节点电压由0.9166pu提升至0.9363pu，使配电网网损减少了44.1%。
表3 DG并网前后潮流计算结果
网损/KW
PV型DG无功出力/Kvar
PV型DG无功出力/Kvar
DG并网前
202.68
/ /
DG并网后
3.3
11166.99 188
3 小结
DG的并网使配电网潮流计算中增加了新的PI和PV型节点。研究了基于前推回推法能处理各种节点类型DG的配电网潮流计算方法，将PI和PV节点转换为PQ节点进行运算，迭代过程中，通过灵敏度电抗矩阵修正PV型DG的无功出力。通过IEEE33节点配电网络算例验证了所提方法的正确性，并分析了DG并网对配电网电压分布和网损的影响。
参考文献
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