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含多种分布式电源的弱环配电网三相潮流计算的开题报告1. 研究背景随着分布式电源的快速发展，越来越多的分布式电源接入电网，并对传统强环配电网的安全稳定性提出了新的挑战。
在此背景下，弱环配电网的优劣势逐渐显现。
弱环配电网不像强环配电网那样依赖于单一变电站的供电，而是由多个节点组成的网状结构，各节点之间可以相互支援，保证了网络的可靠性和灵活性。
然而，弱环配电网由于分布式电源的接入，其潮流计算变得更加复杂，传统的潮流计算方法无法满足实际需要。
因此，本研究旨在开展含多种分布式电源的弱环配电网三相潮流计算的研究，探讨分布式电源对弱环配电网潮流的影响，为弱环配电网可靠性分析及其优化提供参考。
2. 研究内容和方法本研究将以含多种分布式电源的弱环配电网为研究对象，采用电力系统潮流计算理论，建立弱环配电网三相潮流计算模型，并考虑分布式电源的接入模式、容量等因素。
通过模拟计算，分析分布式电源对弱环配电网潮流的影响，探讨弱环配电网在接入分布式电源后的可靠性和稳定性，为弱环配电网的优化规划提供参考。
具体研究步骤如下：（1）收集弱环配电网拓扑结构和参数数据，建立弱环配电网模型。
（2）考虑分布式电源接入模式、容量等因素，对弱环配电网模型进行修改和拓展。
（3）建立含多种分布式电源的弱环配电网三相潮流计算模型，采用牛顿-拉夫逊法或改进的潮流迭代法进行计算。
（4）进行仿真计算，分析分布式电源对各节点电压、有功、无功等参数的影响，并探讨其对弱环配电网稳定性的影响。
（5）针对结果进行分析和总结，提出弱环配电网优化规划。
3. 预期结果本研究将研究含多种分布式电源的弱环配电网三相潮流计算问题，并通过仿真计算，得出分布式电源对弱环配电网潮流的影响，探究弱环配电网接入分布式电源后的稳定性和可靠性状况，为弱环配电网的优化规划提供参考。
预期成果主要有：（1）建立含多种分布式电源的弱环配电网三相潮流计算模型。
（2）分析分布式电源对弱环配电网的影响，评估弱环配电网接入分布式电源的可行性。
高效的弱环配电网三相潮流计算的新方法作者：施海英来源：《华中电力》2013年第08期【摘要】本文根据现阶段弱环配电网三相潮流结构较为复杂、网络节点较多等基本特征，设计出了一种较为有效的弱环配电网三相潮流计算方式，这一方法需首先等效处理馈线段上所承受的负荷量，从而实现了潮流计算规模的降低，以及网络模型的简化。
同时，针对等效处理后网络馈线首端电流相等这一特征，计算出了辐射网络电压值，并根据叠加原则和回路电流法，计算出了弱环配电网三相潮流的分布情况。
【关键词】弱环配电网；三相潮流；计算方法三相潮流计算式弱环配电网运行和分析的基础环节，弱环配电网的故障处理、状态评估、网络重构和无功优化等均应以三相潮流计算结果为基础。
弱环配电网具有开环运行和闭环设计等基本特征，主要表现为下述几点：第一，在其正常运行过程中，表现为辐射状的网络结构，然而，在网络重构或故障处理等特殊的运行条件下，会短时间呈现为环网运行状态，因为环的数量偏小，因而将其称为弱环现象；第二，支路数量大，节点数较多；第三，三相负荷不均匀，配电网三项参数不平衡；第四，支路参数r/x比值较大[1]。
1 弱环配电网的三相线路模型在具体的弱环配电网运行过程中，因为配电网负荷的不同，其静态负荷特征也存在一定的差异，可表示为恒阻抗模型、恒电流模型和恒功率模型。
本文以恒功率模型为基础进行了三相潮流计算，从而为功率补偿基础上进行环网处理提供了方便。
1.1 环状网络的分解模型把环装配电网络视为开环部位叠加相应的电压源，若弱环配电网处于开环运行状态，则已知开环支路两端部位的电压和两端之间的电压差值，从而获得相应的电压源值[3]。
1.2 简单馈线等值模型两节点三相配电线路等值模型，见图1，则Zabc为线路的抗阻矩阵：其中，各相线路的自阻抗为主对角线上的元素，两相线路的互阻抗为非主对角线上的元素，对称矩阵为阻抗矩阵。
通常情况下，自阻抗比互阻抗大约2个数量级。
1.3 弱环配电网的分解模型弱环配电网的简单模型，见图2。
第四章配电网潮流计算第四章配电网潮流计算4.1 配电网负荷模型4.1.1 概述配电网潮流计算的模型可描述为：对一个有n 个节点的的配电系统，已知量为根节点的电压0?U 。
各节点的负荷值)1-n 21(，，，??=+i jQ P i i 及配电系统拓扑结构和各支路的阻抗。
待求量为各节点的节点电压)1n 21(-??=?，，，i U i ，各支路的潮流功率)121(,,-??=+n i jQ P j L j L ，，，及各支路的电流和系统的有功网损。
在辐射状的配电子系统中，对于支路j b 有：)(j j j i j jX R I U U +-=?式（1）如果支路j b 的末点j v 为网损点，则该支路的电流j I ?等于流过末梢点的电流j ，L I ?。
即等于该末梢点的负荷电流为j L jI I,?= 式（2）节点j v 的负荷电流j L I ,?可表示为-=*,,,jjL j L j L U jQ P I 式（3）式中j L j L jQ P ,,-为节点j v 的负荷功率的共轭，*j U ?为节点j v 的电压共轭。
如果支路j b 的末点j v 不是末梢点，则支路电流j I ?应为该支路末点j v 的电流和其所有子支路的电流之和，即∑∈??+=dk kj L j II I , 式（4）式中，d 为以节点j v 为父节点的支路的集合。
显然，根据式（2）-（4）由末梢点的电源点递推，就可以得到支路的电流，然后根据（1）式从电源向末梢点回推，就可以求得各节点电压。
4.1.2 负荷模型一般可将与节点电压有关的负荷模型描述为：βα+???? ??=ffU U jQ U UP S Re Re 式（5）式中，U 为节点实际电压，f U Re 为节点参考电压。
如果式（5）中0==βα，S 为恒功率负荷，如果1==βα，S 为恒电流负荷，如果2==βα，S 为恒阻抗负荷。
为讨论方便，假定S 为恒阻抗负荷，则有：22U jG U G S I R += 式（6）因此，可以将节点j v 的恒阻抗表示为22,2,,,i i I i i R i L i L U jG U G jQ P +=+ 式（7）式中，i U 为节点j v 的电压。
摘要配电网潮流计算是配电管理系统应用软件功能组成之一。
本设计在分析配电网元件模型的基础上，建立了配电网潮流计算的数学模型。
由于配电网的结构参数与输电网有很大的区别，因此配电网的潮流计算采用相适应的算法。
配电网的结构特点呈辐射状，在正常运行时是开环的；配电网的另一个特点是配电线路的总长度较输电线路要长并且分支较多，配电线路的线径比输电网的细以至于配电网的R/X较大，且线路的充电电容可以忽略。
配电网的潮流计算采用的方法是前推回代法，文中对前推回代法的基本原理，收敛性及计算速度等进行了理论分析比较仿真和算例表明，前推回代法具有编程简单、计算速度快、收敛性好的特点，这个方法是配电网潮流计算的有效算法，具有很强的实用性。
关键词配电网，潮流计算，前推回代法AbstractFlow solution of distribution networks is one of software in DMS. Because of the different structures between transmission networks and distribution networks, the corresponding methods in flow solution of distribution networks must be applied. Distributions network is radial shape and in the condition of regular is annular. Another characteristic of distribution networks is cabinet minister of distribution long than transmission networks. The line diameter of distribution networks is thin than transmission networks, it cause R/X is large of distribution networks and the line’s capacitance can neglect. Load flow calculation of distributions network use back/ forward sweep. It has some peculiarities such as simple procedures and good restrain and so on. This method of distribution network is an effective method of calculating the trend, with some practicality.Key words :distribution network，load flow calculation，back/ forward sweep一．电力系统潮流概述1.1 配电网的分类在电力网中起重要分配电能作用的网络称为配电网。
配电网三相潮流计算方法研究摘要：随着用户对供电可靠性及电能质量要求的提高，作为电力系统相对薄弱的配电网日益得到重视。
配网环网结构、辐射状运行，联络开关经常切换，运行方式多变，潮流计算作为电力系统分析最基本的计算，不仅可以计算网损、校验各种运行方式的合理性等，也可以为暂态计算提供初值，配电网基本潮流计算的重要性不言而喻。
关键词：配电网；三相潮流；计算方法1 配电网潮流计算的三相数学模型1.1 三相变压器模型基于相分量的适合配电网实际情况的变压器三相模型。
由于铁损与负载电流无关，基本上是一个恒定值，因此可以将铁损作为额外功率，并联在变压器等值电路的二次侧各相上。
变压器的节点电流向量和节点电压向量之间关系的变压器节点导纳矩阵YT，仍然可由变压器的原始导纳矩阵Y和变压器的节点-支路关联矩阵A共同表示为YT=AT×Y×A。
此时YT为6×6的矩阵。
但接线方式为Dyn11、Yyn0的变压器导纳矩阵中Y12和Y21是奇异的，而这对于前推回代算法来说，将不能进行正常的迭代。
将导纳矩阵用线分量和相分量混合表述，则可以解决这个问题。
1.2 单相变压器模型在实际生活中，配电网中的居民用户普遍采用的单相供电模式，是将单相变压器的高压侧连接在配电网的线电压上，然后从低压侧引出相线和零线对用户进行供电。
由此可建立单相变压器模型。
三相变压器的三相模型共考虑了两侧的六个节点，而单相变压器只有四个节点，故无法将求解三相变压器导纳矩阵的方法应用到单相变压器中。
对于单相变压器，本文采用了传统的T型等值电路。
实际上，对于基于电流的前推回代算法，进行反复迭代的主要根据是注入各个节点的电流和由其衍生的各支路电流。
而实践证明，采用双绕组变压器的传统型等值电路模型，完全可以得到准确有效的电流。
2 配电网潮流算法2.1 前推回代法前推回代法是配电网潮流计算中比较常用的方法，其基本思想是：首先将各节点电压设为额定电压值，并计算各节点的注入电流，然后从末端向首端前推求出配电网各支路电流；再依据各支路电流，从首端向末端回代求出各节点电压；反复进行前推回代计算，直至各节点的电压偏差满足迭代收敛条件为止。
配电网三相潮流计算方法研究苏申;阮玉斌;刘庆珍【摘要】本文针对三相变压器、分布式电源潮流计算模型进行了分析,归纳了配电网三相潮流计算的各种方法,并探讨其收敛性能、计算速度,以及在弱环网、不对称网络和PV节点上的处理能力.通过分析各种方法的特点及缺陷,提出改进建议.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】5页(P1-4,35)【关键词】分布式电源;三相变压器;三相潮流计算【作者】苏申;阮玉斌;刘庆珍【作者单位】福州大学电气工程与自动化学院,福州 350108;福州大学电气工程与自动化学院,福州 350108;福州大学电气工程与自动化学院,福州 350108【正文语种】中文输配电网潮流计算是配电网络分析的基础，在无功优化、状态估计和网络重构等方面发挥了重要的作用。
与输电网相比，配电网的结构和运行方式有以下显著的特殊性。
1）三相不平衡。
配电线路很少采取三相整体循环换位走线方式，三相参数不对称且随着非全相并网的 DG以及电动汽车等不对称设备日益增多，使配电系统的三相不平衡特征更加显著。
2）配电网采用闭环设计、开环运行。
这种特征使在配电网实际运行和网络优化计算中，需要计算分段开关和联络开关闭合情况下形成的少环或双端供电网络潮流。
3）线路的R/X比值比较大。
基于以上配电网的这些特征，传统的输电网潮流算法在配电网中将不再适用，必须提出能够适应这种形式下的配电网潮流算法。
一些国内外学者在配电网三相建模和三相潮流算法的改进上也做了大量研究，并取得了一些成果。
本文基于一些典型文献对变压器三相模型和各种分布式电源潮流计算模型进行分析，探讨目前在配电网中广泛采用的各种潮流计算方法对包含各种DG的配电网的适应性，并提出改进建议。
配电网三相潮流模型是配电网潮流分析的基础。
配电网中的电力设备复杂多样，正确地建立这些设备的三相潮流模型是配电网潮流分析的关键。
文献[1-2]对配电网设备的三相建模进行了分析，如变压器、调压器、配电线路、负荷和电容器等元件模型，以及各种分布式电源的三相稳态模型，为配电网三相潮流模型提供了很好的参考。
第二章 配电网重构的潮流计算潮流计算是电力系统中应用最基本，最广泛，也是最重要的基础计算；其中配电网潮流的数据改变将对电力系统自动化操作的快速性与准确性产生影响；同时配电网潮流计算更是分析配电网最基础的部分，也是配电系统的网络重构!操作模拟、无功/电压优化调度等的基础。
配电网是闭环设计、开环运行的，根据这一特点配电网在潮流计算时的模型通常情况下可以为辐射状配电网。
潮流计算的本质就是求解多元非线性方程组，需迭代求解。
根据潮流计算的特性，可以得知潮流计算的要求和要点如下：（1）可靠的收敛性，对不同的网络结构以及在不同的运行条件下都能保证收敛；（2）计算速度快；（3）使用方便灵活，修改和调整容易,能满足工程上各种需求；（4）占用内存少。
由于配电网中收敛性问题相对突出，因此在评价配电网络潮流计算方法的时候，应首先判断其能否可靠收敛，然后再在收敛的基础上尽可能地提高计算速度。
2.1 配电网的潮流计算配电网具有不同于输电网的特征，首先，配电网是采用闭环设计，但在运行时网络拓扑结构通常是呈辐射状的，只有在负荷需要倒换或者出现故障时才有可能运行在短暂的环网结构；其次，配电网分支数很多，结构较为复杂，由于多采用线径较细小的线路，其阻抗X 和电阻R 的值较大，进而可以忽略线路的充电电容；此外，在配电网络中多数是 PQ 节点而PV 节点的数目则相对较少[31]。
所以适用于输电网的潮流计算方法很难应用于配电网中。
针对配电网的结构特点，学者们提出了很多计算方法，但没有统一的标准来对这些算法进行分类，有学者根据系统不同状态变量将其分为节点法和支路法。
节点法以节点电压和注入节点的功率或电流作为系统的状态变量，进而列出并求解系统的状态方程。
支路法则是以配电网的支路电流或功率作为状态变量列出并求解系统的状态方程。
下面将详细介绍计算配电网潮流较为成熟的算法。
2.1.1 节点法节点法包括牛顿类方法(传统牛顿法、改进牛顿法、传统快速解耦法、改进快速解耦法)和隐式Z bus 高斯法等，本文主要介绍两种算法：改进牛顿法和改进快速解耦法。
毕业设计学生姓名吉雷学号 240804020 学院物理与电子电气工程学院专业电气工程及其自动化题目配电网三相潮流计算程序设计——前推回代法指导教师王留成讲师 /硕士 (姓名 (专业技术职称 /学位2012 年 5 月摘要:本文首先分析了配电网的特点及对算法的要求,然后建立配电网潮流计算模型。
针对配电网潮流计算的现状进行了全面分析,深入讨论了目前各方法的特点,并从收敛性及其他性能指标进行了比较分析;详细研究了以支路电流为状态量的前推回代法,并以广度优先顺序搜索策略作为理论基础。
针对某地区配电网的具体情况,选取 IOKV 的两个配电网子系统进行潮流计算。
利用 MATLAB6. 5进行了基于前推回代法的配电网的潮流计算程序,为便于工程人员及时、便捷的得到信息,利用LabVIEW7. 0建立可视化界面。
由计算结果可知,该算法具有一定的优越性,软件的开发具有一定的实用性。
关键词 :电力系统,配电网潮流,前推回代法, MATLAB 程序设计Abstract :In this paper, ungrounded system, the characteristics of non-zero sequence path, a three-phase decoupled power flow calculation method. This method ignores the influence of zero sequence components, making the three-phase asymmetrical load caused by phase coupling decoupling to be achieved by the phase flow calculation. The algorithm flow algorithm to the existing distribution network in the three-phase node voltage equation 3n-order decomposition of the node voltage equation of three n-order, so no matter what kind of algorithm can greatly save memory and computation for the distribution network to achieve by phase analysis provides a good way. In this paper, a system of 36 nodes to verify the results show that the method can fully into account the impact of unbalanced three-phase loads, a better computational speed and accuracy.Keywords: power systems, phase decoupling, power flow, back/forward sweep algorithm目录1. 绪论 . ......................................................... 3 1.1 问题的提出 . ................................................. 3 1.2 潮流计算问题的发展及配电网潮流计算的现状 .................... 6 1.3 本论文所作的工作 .. (7)2. 配电网潮流计算方法 ............................................ 7 2.1 配电网特点及对算法的要求 .................................... 8 2.1.1 配电网的特点 .............................................. 8 2.1.2 配电网潮流算法的要求 ...................................... 8 2.2 配电网潮流计算数学模型 ...................................... 9 2.2.1 电力线路的数学模型 . (9)2.2.2 变压器的等值电路 ......................................... 10 2.3 配电网潮流常用求解算法 ..................................... 12 2.3.1 牛顿法 . .................................................. 12 2.3.2 快速解耦法 . .............................................. 15 2.3.3 回路阻抗法 . .............................................. 17 2.3.4 前推回代法 . . (18)2.4 本章小结 . (18)3, 中性点不接地系统配网三相解耦潮流 ............................. 19 3.1 电力系统中性点的运行方式 ................................... 19 3.2 数学模型 . ..................................................21 3.2.1 支路模型 . ................................................ 21 3.2.2 负荷模型 . ................................................ 22 3.3 配电网的相间解耦 ...........................................22 3.4 算例 . ...................................................... 23 3.5 本章小结 . .................................................. 25 总结 . .......................................................... 26 参考文献 . ....................................................... 27 致谢 . (29)1. 绪论1.1 问题的提出自从以电力广泛应用为代表的第二次工业革命以来,电能迅速发展成为人类社会生存和发展的基本能源。
