关键字 |
| 分销网络,新颖的功率流,流谐波分析、MATLAB。 |
介绍 |
| 配电系统的分析效果的研究领域活动的重要作用分布系统作为最终thebulk电力系统和消费者之间的联系。负载流量分布系统的分析的重要工具。Thistool模型必须能够不平衡负载等特点ofdistribution系统;un-transposed线,径向和弱网状拓扑,接地或接地系统,高阻toreactance (R / X)比率,线和单,两个或三个阶段。由于高R / X indistribution比率和不均衡的操作系统中,牛顿和ordinaryFast解耦负载流方法可能提供inaccurateresults和可能不会聚集。因此,不能直接应用于distributionsystems conventionalload流方法。然而,这些算法已经制定了传输系统。在许多情况下,径向分布系统包括un-transposed线不平衡因为单相、两相、三相负载。因此,负载平衡径向分布的流分析系统[1],[2]将有效解决不平衡的情况下,分销系统需要三个阶段的基础上分析了单相基础。传统的交流电力系统设计与正弦电压和电流操作。然而,非线性负载引起稳态交流电压和电流波形的畸变。周期稳态畸变可以非常有效地研究通过分析波形的傅里叶级数表示的组件。谐波分析(谐波研究)是数值工具应用于研究谐波的产生和传播在任意拓扑网络[3]。电力系统谐波电压和电流的水平已经显著增加,有相当大的兴趣在限制谐波信号采用标准要求电力系统谐波分析方法来计算。 The harmonic power flow calculations are becoming routine in many power utilities. They are being used regularly in predicting the degree of harmonic penetration in existing systems and in the design of new systems. The accuracy of the results obtained depends to a large extent on the accuracy of the mathematical models used for the various components and that of the simulation technique employed [4, 5].The objective of this work is to provide a novel power flow formulation method for the general multi-phase balanced and/or unbalanced radial distribution system. In the formulation, the special topology of distribution system is to be exploited, to reduce the number of power flow equations, and reduce the computation time and storage, as compared to conventional methods. In the present work a computer program in (MATLAB) is to be developed and applied to standard test systems then a comparison with the results of existing methods in the context of simplicity, accuracy, execution time, adaptability are to be evaluated. Finally, it is aimed to apply the developed method to analyse harmonics load flow in radial distribution systems. |
| 有很多利益的三相负载流分布。快速解耦潮流方法提出了在[6]。这种方法订单侧根代替公交车到层,从而减少侧根的数量大小的问题。使用横向变量代替节点变量使得该方法更加有效的对于一个给定的系统拓扑结构,但它可能会增加一些困难,如果经常改变网络拓扑结构,这在分销系统中很常见,因为切换操作。在[7],一个方法解决不平衡的径向分布系统提出了基于牛顿迭代方法。Thukarametal。[8]提出了一个方法解决三相径向分布网络。这种方法使用向前和向后传播计算分支电流和节点电压。三相快速解耦潮流方法提出了[9]。这种方法使用传统的牛顿迭代算法在直角坐标系。 In [10], a method for the solution of unbalanced three-phase power systems using the Newton-Raphson have been proposed in which, threephase current injection equations are written in rectangular coordinates system. However, these methods are very cumbersome and need large computational time. A fast decoupled G-matrix method for power flow, based on equivalent current injections, and has been proposed in [11] .This method uses a constant Jacobian matrix which needs to be inverted only once. However, the Jacobian matrix is formed by omitting the reactance of the distribution lines with the assumption that R>>X; and fails if X>R. |
三相不平衡模型 |
| 图(1)显示了一个三相线路断面模型之间的总线i和j .行参数可以获得使用方法由卡森[12]。一个4×4矩阵,考虑自我和相互耦合,可以表示为 |
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| 合理的分配制度,VN和VN图(1)所示是假定为零,和克隆亚麻的减少可以应用于(1)。 |
| 方程(2)后得到消除,因此包括中性或地线的作用和使用的不平衡负荷流计算。 |
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| 总线电压和分支电流之间的关系图(1)可以表示为: |
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| 对于任何阶段未能出现,这个矩阵中相应的行和列将包含null-entries。 |
配方的问题 |
BRANCH-PATH事件矩阵(BPM) |
| 发病率的分支路径显示在树上的branch-path关联矩阵,一个面向路径的参考节点配电系统(变电站)一辆公共汽车。这个矩阵的元素是: |
| BPMij = 1如果第i个分支(B)是在路径引用j总线和面向在同一个方向。 |
| BPMij = 0如果第i个分支(B)不在路径引用j总线。 |
| 与参考节点(0)branch-path事件相关矩阵图(2)所示的树中用作例子(4)。 |
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| 的构建算法(BPM)[12]给出: |
| 我。一个分布与m分支部分和n总线系统,的维数(BPM) (m×m),(分销系统分支的数量等于(n - 1))。 |
| 二世。配电系统(BPM) branch-path事件矩阵有一个在所有对角线元素(+ 1)。 |
| 三世。如果一个分支位于之间的公共汽车时我和j,复制列的第i个路径(i总线)矩阵的列(BPM) j路径(j总线)。 |
| 第四。重复步骤(3),直到所有的线部分(分支机构)是包含在branch-path事件矩阵。 |
系统模型 |
| 分配系统的模型是基于等效电流注入,如使用[13]和[14]。在迭代K节点电流注入,二世(K)在节点(我)计算, |
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| 在哪里 |
| Vi (K - 1)是电压在node-i计算(K−1) i迭代。 |
| 在node-i Si:复杂的力量注入。 |
| 易:并联元素的总和我在节点。 |
| 我:是整数(1、2、3、…n)。 |
解决方案的技术和算法 |
| 从图[12]总线阻抗矩阵可以发现使用简单的分支阻抗之间的关系(或原始的阻抗矩阵)和(BPM)。分支阻抗矩阵和(BPM)之间的关系可以表示为: |
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| 总线电流注入和压降之间的关系可以表示为: |
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| 在哪里 |
| (零转移):分支阻抗矩阵。 |
| [ZBUS]:总线阻抗矩阵。 |
| (VR):向量的元素都等于电压reference-bus(变电所)。 |
| 因此,分配的解决方案可以通过加载流程解决方程式。(5)(9)和(10)迭代。 |
| 图(3)中,显示了整个算法的流程图。 |
谐波负载流 |
| 提出谐波功率流方法是基于基尔霍夫定律所表达的eq。(11)与图论[15]。 |
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| 在哪里 |
| (Zh型):复杂的节点阻抗矩阵h谐波秩序。 |
| (Vh):复杂的节点电压矢量在谐波阶h, |
| (Ih):复杂节点注入电流矢量在h谐波秩序。 |
| 拟议中的谐波负载流算法的步骤如下: |
| 我为负载,输入数据流在电源频率。 |
| 二世。计算母线电压和电流注入。 |
| 三世。输入谐波负载的数据流: |
| •最大阶谐波的考虑。 |
| •源的负序电抗。 |
| •特定数据的非线性负载。 |
| 四、构建公共汽车事件矩阵[A]。 |
| 诉制定公交导纳矩阵使用, |
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| 第六,使用lu分解获得总线阻抗矩阵。 |
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| 在哪里 |
| 鲁侍萍低&上对角矩阵。 |
| I1:电流振幅在基频吸收功率设置。 |
| ∅h:谐波电流角位移。 |
| h:谐波的顺序。 |
| ∝:角代表实际切换的时刻之间的延迟,自然切换。 |
| θh:角等于类似中小学之间的相移变压器提供整流电压。 |
| 七世。求解方程(14)和(15)获得在非线性负载产生的谐波电流总线为每个谐波秩序。 |
| 八世。求解方程(11)获得公共汽车在每个谐波电压。 |
| 第九。添加基本和谐波分量。 |
| x。打印结果和阴谋。 |
案例研究和结果 |
| 提出的功率流算法的部分(4)和(5)应用于径向分布系统。这些系统包括: |
1。一个径向分布器从巴格达城市网络 |
| 这给料机是一种真实的支线选择从巴格达城市网络(AL-Mansoor-No.11)单线图的图(4)所示。 |
| 给料机的额定电压是11.1 kV,连接到AL-Mansoor变电站。给出了系统相关数据表(1 a和1 b)视为降低值11.1 kV和2250 kVA [16]。所有的公交车都加载到233 kva 0.77功率因数滞后除了公交车1号和4号。 |
| 基于图理论的负荷流程序用于执行这个测试用例的分析三个阶段平衡载荷作用下的支线。供应总线(S。年代的图(4))电压被认为是(1.00)p.u。结果有关总线电压,电流和分支电流提出了表(2)和(3)。总馈电损失(5.527 + j5.4584)千伏安。结果在表(2和3)完全符合这些通过[16],使用thedistribution流方法。总执行时间为0.05秒。 |
2。IEEE 13节点测试馈线 |
| IEEE的单线图13 nodetestfeeder系统如图(5)所示。这个测试的相关数据系统显示在[17]。 |
| 结果IEEE-13节点系统的不平衡负荷条件表(4)所示,结果表(4)与[17]的不到2%相比,这种情况下的执行时间是0.05秒。 |
| 表(5)提出了测试系统的总功率配置文件。关于系统损失resultgiven[17]等于toSLoss = (45.174 + j120.9582) kVA相比(45.173 + j120.957) kVA非常接近。 |
3所示。IEEE 34节点测试馈线 |
| IEEE的单线图34 nodetest供料系统图(6)所示。这个测试的数据系统显示在[17]。 |
| 然而示例结果IEEE-34节点,多相平衡操作系统表(6)给出。结果样本节点(0,1,2,3,4,和30)。比较这些结果与[17]显示了上述节点非常密切的相似之处和细微的差异是注意到这些节点后的监管机构体系。的原因主要是由于监管部门的疏忽,变形金刚,浓度分布载荷的加载。这个系统和加载的执行时间是0.16秒和0.25秒[18]。 |
| 只有3例以上功率流程序使用MATLAB实现。总数为解决方案三——迭代的迭代的收敛公差可以×三分。最后,值得提到IEEE-34节点系统[18],theexecution时间比较各种负载流算法描述的图(7)。此外,theexecution时间负载流获得的解决方案是使用该方法。 |
谐波测试系统 |
| 这是一个12.5 kV径向配电馈线发生器(源端),四个线性负载和非线性负载bus-8六脉冲整流器。系统单线图所示图(8),给出了系统输入数据在[19],基于10 mva。这个测试是用来验证了此算法的应用为解决谐波负载流问题与非线性负载平衡径向分布系统。变压器由一系列电抗。进行了谐波分析的19谐波秩序,假设高阶谐波的影响可以忽略不计。非线性负载总线(bus-8)包含一个六脉冲转换器。这个非线性源特征谐波的订单(6 K±1) K = 1, 2, 3。 |
| 基本,5日,7日,11日,13日,17和19次谐波计算总线电压表(7)所示。谐波电压的谐波的衰变总线(bus-8)表(7)是相当明显的。 |
| 百分比在每个总线电压失真系数如图(9)所示。失真系数变异模式和价值观得到比较很好[19]中的结果。 |
| 图(11)-(13),介绍了电压波形(一个周期)选择公交车,即公共汽车1,分别为4和8。腐败的波形很清楚是最高的非线性负载总线(bus-8)和至少最远的总线(大巴的1号)。 |
结论 |
| 一部小说,快速、健壮的负载流量算法适用于电气配电系统分析各种加载和定相条件。不同系统整合的结果与文献报道验证了该方法的适用性和可靠性。工作是介绍规定,变压器和分布式负载自然系统中如果存在,和报告在以后的论文。快速、低存储和多功能性的计算机自动化应用程序的算法让它有效地分配系统。 |
| 提出了谐波功率流方法简单和快速的基于基尔霍夫定律结合图理论的过程。它是线性的方法不需要迭代,只有每个谐波的谐波电流和总线阻抗秩序是必要的。因此,非线性方法相比,该技术提供了非常低的计算时间和存储的好处。六脉冲转换器近似模型被使用以及在特定频率的系统组件。盛行的总体结论表明,非线性负载的谐波流强连通绝对位置和谐波的秩序。 |
表乍一看 |
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数据乍一看 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
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| 图5 |
图6 |
图7 |
图8 |
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| 图9 |
图10 |
图11 |
图11 b |
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| 图12 |
图12 b |
图13 |
图13 b |
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引用 |
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