浅谈电网潮流分析及负荷预控的评估_开题报告

一、文献综述

配电网是电力系统不可分割的一个重要部分，且配电网直接面向用户，是保证用户供电质量的关键环节。分布式电源一般分布在配电网，大量分布式电源的接入会对配电系统的线路潮流、网损和电压分布等产生重要的影响，配电网结构和运行控制方式都将发生巨大改变。此时接入分布式电源的配电网的潮流计算尤为重要，因为在配电网的网络重构、故障处理、无功优化、状态估计中都要用到潮流计算的数据，同时潮流计算常常用来评估分布式电源并网后对配电系统的影响，这也是分析分布式电源并网对电网静态电压稳定性影响等其他理论研究工作的基础。但是现有的配电网潮流计算方法大都是针对传统配电网的，传统的潮流计算方法由于没有考虑各种分布式电源的影响将不再适用包含分布式电源的配电系统的潮流计算。

分布式电源并网后，如果其并网位置及其安装容量不合理，将会使配电网馈线中的负荷潮流产生较大的变化进而导致系统电压波动，危及电网的安全稳定运行，特别是通过异步发电机并网的风力发电并入配电网后，由于需要吸收大量的无功功率，在其并网运行过程中对配电网的电压稳定性影响最大，必须对其无功潮流进行优化以减少对配电网的不利影响。因此研究分布式电源并网对配电网静态电压稳定性的影响以及对含风力发电的配电网进行无功优化是保证分布式电源顺利并网的重要保证。

综上所述，计及分布式电源并网后的配电网潮流计算研究和分布式电源并网对配电网的影响进行量化分析对解决分布式电源合理、安全并网的问题、对促进分布式电源在智能电网中的发展具有重要作用。

现代电力系统以交流系统为主，因此交流系统的潮流计算是电力系统潮流计算中最为基础和重要的部分。

电力系统早期使用的是以导纳矩阵为基础并应用高斯迭代的算法（Gauss 法）。这种方法原理简单，内存需求少，但算法收敛性差。后来发展了以阻抗矩阵为基础的算法。这种方法收敛性较好，但由于阻抗矩阵是满阵，使得内存占用量大大增加，而且每次迭代的计算量非常大，对于大系统其缺点非常突出，故而在牛顿法潮流出现后很少再被应用。

牛顿－拉夫逊法（Newton－Raphson 即 N-R）方法是解非线性代数方程组的一种基本方法，在潮流计算中也得到了广泛应用。60 年代中后期，牛顿－拉夫逊法开始采用提出的稀疏矩阵技术和节点优化编号技术，使得该方法成为电力系统潮流计算中广泛采用的算法，而且至今它仍是潮流计算中的一种广泛使用的基本算法。以牛顿法为基础，产生许多派生的计算方法，如定雅克比矩阵的牛顿法、考虑二阶项的保留非线性潮流算法、带最优乘子的最小化潮流算法、直流法等，都有其特点和一定的应用场合。

潮流计算是电力系统方式安排、规划分析、调度运行等工作的重要内容。在大型互联电力系统中，潮流计算具有计算量大、过程复杂的特点，而且往往伴随有潮流调整过程，即改变系统的某些参数，形成特定的潮流分布以满足运行控制的需要。传统的人工调整方法非常繁琐，不仅效率很低下，效果也不明显，潮流调整占用了计算人员的大量时间和精力。提高潮流计算的自动化水平成为各方面追求的目标。

潮流自动调整就是由计算机软件代替人工完成潮流调整任务，它能够模拟实际系统的运行控制特点，并根据要达到的潮流调整目标计算并改变系统某些控制参数。实现潮流自动调整可以显著减轻计算人员的工作负担，提高运行调度等工作的效率，对于提高大型电力系统分析计算的自动化程度也具有重要意义。

70年代中期，Stott 在大量计算实践的基础上提出的快速分解法，在计算速度、内存占用量以及程序设计简单性方面具有优异的性能，已经成为当前使用最为普遍的一种算法，并可以应用于在线。在 80 年代末期人们对快速分解法潮流的收敛机理给出了较为满意的解释。

由于配电网拓扑多为辐射状、线路的 R/X 比值很高，常规方法在计算配电网时收敛效果不好，人们又提出了很多专门针对配电网的潮流计算方法，如母线法、面向支路的前推回代法，追赶法等，丰富了交流系统潮流计算研究的内容。

输电系统潮流计算方法与双端系统相同，也分为交替求解以及联立求解两种。提出了一种改进的交直流系统潮流交替解法，根据直流系统的控制方程、换流器方程、直流网络方程和交直流关系方程建立了直流系统潮流方程，结合快速解耦，对交直流系统之间的耦合进行解耦，从而改善了传统的交替求解法，提高了算法的收敛性。文献把交直流系统潮流计算的顺序法应用于输电系统，交流系统和直流系统各自采用牛顿迭代法计算，其中直流端，根据不同的控制要求，求解对应节点电压平衡方程，进而构成直流系统潮流牛顿迭代法的修正方程式，然后再采用顺序法联立求解潮流。以多端口网络理论和诺顿等值定理为基础，用换流器数学模型、直流网络方程、迭代公式和接口方程构成了潮流计算模型，同时考虑了多种变流器控制与运行方式以及多种特殊限制，如变压器分接头的离散调节、上下分接头限制、变流器电流限制、换流阀触发角限制等情况下的潮流调整。文献提出了一种将负荷等价法应用于MTDC输电系统潮流计算的方法，中对算法的收敛性进行了研究。文献介绍了一种新的MTDC-AC潮流计算方法。其特点是将各换流器用诺顿定理等效为一个带换流内阻的电流源。该方法考虑了控制变量和给定变量的区别，以及控制方程和网络方程的区别，还能够灵活处理各变量的取值范围限制。文献提出了一种基于不同控制方式的定界限法，并将其应用于MTDC输电系统的潮流计算。文献提出一种改进的交替求解法，在进行交替求解前,根据直流系统的特点及其与交流系统的耦合,选择一较接近潮流结果的迭代初值,使交替求解法的收敛性得到很大的改善。

二、^范文提纲

引言

一、分布式电源并网对电力系统的影响

（一）对系统网损的影响

（二）对系统潮流的影响

（三）对电能质量的影响

（四）对继电保护的影响

（五）对配电网可靠性的影响

二、配电网特点及对潮流算法的要求

（一）配电网的特点

（二）配电网潮流算法的要求

三、含分布式电源的配电网潮流计算方法

（一）基本原理

（二）多PV节点的处理

（三）PQ（V）节点的处理

三、参考文献

[1]陈树恒,党晓强,李兴源. 基于广义注入电流节点模型的配电网潮流计算[J]. 电力系统保护与控制,2013,06:19-24. 

[2]牛焕娜,井天军,李汉成,杨明皓,鲁籍元. 基于回路分析的含分布式电源配电网简化潮流计算[J]. 电网技术,2013,04:1033-1038. 

[3]王振树,林梅军,刘岩,卞绍润. 考虑光伏并网的配电网潮流计算[J]. 电工技术学报,2013,09:178-185. 

[4]杨雄,卫志农,孙国强,孙永辉,丁孝华,许晓慧. 含分布式电源的配电网三相解耦潮流计算方法[J]. 电力自动化设备,2014,03:99-107+131. 

[5]杨雄,卫志农,孙国强,孙永辉,丁孝华,许晓慧. 变压器支路处理新方法与配电网三相潮流计算[J]. 电力系统自动化,2014,18:58-64. 

[6]张立梅,唐巍. 计及分布式电源的配电网前推回代潮流计算[J]. 电工技术学报,2010,08:123-130. 

[7]李红伟,张安安. 含PV型分布式电源的弱环配电网三相潮流计算[J]. 中国电机工程学报,2012,04:128-135+8. 

[8]朱星阳,张建华,刘文霞,邱威. 考虑负荷电压静特性的含分布式电源的配电网潮流计算[J]. 电网技术,2012,02:217-223. 

[9]李韦姝. 直流配电网潮流计算模型及算法研究[D].华北电力大学,2015. 

[10]程站立. 计及分布式电源的配电网潮流计算及其无功优化研究[D].西南交通大学,2011. 

[11]王伟. 含分布式电源的配电网潮流计算及网损分析的研究[D].兰州理工大学,2014.