多PV节点的不平衡配电网潮流故障分析方法

时间:2011-02-14来源:网络


2. 1 辐射网潮流计算
首先用根节点电压的幅值和相角将网络中各节点电压的幅值和相角初始化。迭代法解辐射网潮流的算法每一步迭代包括4个步骤,在第k步迭代时:
(a) 节点注入电流计算。从根节点开始逐层开始计算每个节点的注入电流:

在这里,Ii是由节点i三相注入电流组成的列向量;Vi是由节点i三相电压组成的列向量;Si是由是节点i三相注入功率组成的列向量;Yi是节点i所有接地支路的导纳和。
(b) 回推支路电流。从每条馈线的末端向馈线的根节点回推,计算每一条支路的电流,支路l的电流计算公式为:

在这里Jl是由l支路的三相电流组成的列向量。M是表示所有和节点i相连的,但除了支路l的支路。
(c) 前代运算。从根节点开始向馈线的末端逐层更新节点电压。在节点i电压已知的情况下,假设节点j通过支路l与节点i相连,则节点j电压的计算公式为:

(d) 重复上面(a)~(c),直到每个节点的电压在连续的两次迭代中的电压修正量小于某一个阈值。
上面的(1)~(3)提供了解决辐射网三相潮流的公式,但其中没有考虑环网和故障的作用。
2.2 环网回路和故障回路的补偿
2.2.1 环网回路和非接地故障统一计算
当系统中同时存在着环网回路和非接地故障点时,此时系统中存在着两种回路,一种是电力网中的环网回路;另一种是故障补偿电路、地、馈线根节点电源和馈线构成的故障回路。如图3所示。


图3中L,F代表环网和故障回路;j1,j2是环网撕裂产生的节点;f1是系统中的某一个节点,f2是在发生非接地故障时才出现的。显然可以将环网回路和非接地故障回路看成是两个端口,端口注入电流可以按照下面的公式计算:

其中,ZLL 是L的端口阻抗阵,ZFF是F的端口阻抗阵,ZLF是L,F之间的互阻抗,对于三相计算而言,它们都是3×3的矩阵。求解这些矩阵的方法可参见文献[6, 7],这里不再赘述。IL、IF是等效注入电流。

2.2.2 接地故障的计算
接地故障的计算是基于叠加原理的。将接地故障看作是正常运行条件下在故障点处突然叠加一附加的注入电流,再经过一次前代回推计算就可以计算出各个节点的电压和支路电流。这个附加电流由下式计算:

其中Igf就是附加的注入电流。在这里Zgf仍然可称为端口阻抗阵,它的求解方法和前面求解端口阻抗阵的方法并没有区别,并没有象别的文献中的那样,由于故障类型的不同Zgf也不同。这是因为本文形成的Zgf中已经暗含了对故障类型的区分。Vgf=[Vfa Vfb Vfc]T,几种典型故障下的取值如表1所示。如果同时存在多个故障,只要将Zgf,Vgf相应的扩展即可,并没有增加程序的复杂性。Va|0|,Vb|0|,Vc|0|是故障前故障点处的电压。



3 对PV节点的补偿
配电网中的PV节点是指那些在配电网中可以通过调节无功功率来维持电压幅值保持在一定水平的节点,如配电网中存在的无功补偿节点。对这种节点的处理方法是:在弱环网潮流故障计算已经收敛的情况下,如果得到的PV节点的电压幅值不等于设定的电压幅值,就需要在PV节点注入一定大小的等效注入电流,它可使PV节点的电压幅值达到预先设定的值。
为了求得等效注入电流首先要求出PV节点的电压不平衡量。在三相潮流故障计算中是要计及三相等效注入电流的,但是对于PV节点来讲给定的往往是电压的预定幅值,同时也没有对三相进行区分,所以这里计算PV节点的电压不平衡量时只考虑一相,计算公式为:

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关键词: 故障 分析 方法 潮流 电网 节点 平衡 PV

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