求解径向配电网的前向扫描法

A.饶阿帕¹温先生²以及k·s·林加·默蒂^3.

印度拉贾姆市GMRIT EEE系副教授
印度拉贾姆，斯里卡库拉姆，GMRIT EEE系PG学生
印度维扎格市GITAM大学电子电子工程系教授

摘要

实际的农村配电网采用NR和FDLF方法均不能收敛。为此，提出了一种采用节点和分支编号方案的径向配电网潮流计算方法。在正向扫描中，每个下游母线上的电压由计算母线电压的实部和虚部更新。在变电站的计算电压和指定电压不匹配小于收敛公差后，该过程停止。提出了一种求解径向配电网的前向扫描方法。因此，在计算上，所提出的方法将是一个非常有效的，需要较少的计算机内存存储，因为所有的数据都以矢量形式存储。负载流将在MATLAB中运行以求解方程。

关键字

负载流分析，径向配电系统，前向扫描，总线，节点电压。

介绍

对电力系统进行潮流研究，以了解已安装网络的性质。通过这种理解，可以了解已安装的发电系统、已连接的负载、所产生的损耗，以及系统允许未来负载连接的灵活性。因此，负载流或潮流分析成为任何电力系统的重要组成部分，因为没有这些信息，维护网络并在规定的范围内调节它就变成了对一些电线的盲目控制，其中电流流动[4]。一般来说，配电系统是径向的，R/X比很高。因此，配电系统处于病态状态，传统的Newton Raphson (NR)和快速解耦潮流(FDLF)方法[1、2、3和7]在求解此类系统时效率低下。

潮流研究为电力工程师快速模拟系统运行提供了有价值的信息。输电系统现行的潮流技术显然不适用于配电系统[8]。主要的区别是在配电系统中存在不同类型的设备数量，多相可能性和广泛变化的负载类型。配电潮流涉及到，首先，找出所有节点电压。根据这些电压，可以直接计算电流、潮流、系统损耗和其他稳态量。一些应用，特别是在配电系统优化和配电自动化领域(即VAR规划、网络优化、状态估计等)，需要重复的快速潮流解决方案。在这些应用中，尽可能有效地解决负载流问题是很重要的。

本文提出了一种求解径向配电系统的前向扫描方法。以12节点和28节点径向分布系统为例，对该方法进行了验证。该方法利用节点和支路编号方案，提出了一种新的径向配电系统的潮流计算方法。前向扫描法求解电压大小的递归关系。负载流将在MATLAB中运行以求解方程。所提出的潮流方法的数学公式将在下一节中描述。

问题公式化

单源网络的潮流可由两组递归方程迭代求解。这些递归方程推导如下。图1仅显示径向主给料器。单线图有n个节点和n-1个分支。图2显示了一条配电网中2个节点的表示。

潮流计算

初始假设电压分布平坦，即每个节点电压均为1.0 Pu，则负载流流程图如图3所示。利用Eqns得到各支路更新后的有效潮流。(5)考虑前一次迭代的节点电压。前向扫描的目的是用Eqns计算每个节点及其角度的电压。(4)从馈线源节点开始。

潮流算法如下:

结果

A.例1

图4所示12节点12.66 KV径向配电系统线路及负荷数据取自变电站[4]

系统实际总损耗15.28 KW，无功总损耗5.93 KVAR。它们分别占总负荷的26.21%和26.24%。该系统在节点12处的最低电压为0.957792 p.u.s。本文方法与现有方法[2]的潮流结果对比见表II。

B.例2

图5所示28节点12.66KV径向配电系统线路及负荷数据取自[4]，

系统实际总损耗62.22 KW，无功总损耗41.87 KVAR。它们分别占总负荷的9.62%和9.10%。该系统在节点15处的最低电压为0.9158 p.u.。本文方法与现有方法[2]的潮流结果对比见表IV。

结论

前向扫描方法保证了任何实际径向配电网具有实际R/X比的收敛性。前向扫频法实际上在电压幅度和实际和无功功率损失方面更有效。结果表明，12节点系统在不改变电压分布的情况下，实际功率损耗降低了26.21%，无功损耗降低了26.24%;28节点系统在不改变电压分布的情况下，实际功率损耗降低了9.62%，无功损耗降低了9.10%。

参考文献

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