计及多种分布式电源并网的配电网潮流计算

在智能电网时代，随着越来越多的分布式电源并网，智能电网将包括数以万计的分布式电源，而配电网也将成为一个多电源的系统，这将对配电网产生很大的影响，如网络重构，电压分布，继电保护等方面。此时，传统的配电网潮流计算方法将不再适用，而研究计及多种分布式电源的配网潮流计算方法和手段成为解决分布式电源安全高效并网的一种重要途径。

由于分布式电源的并网会导致配电网发生复杂变化，许多学者针对此问题进行了研究。文献[1]研究了风力发电并网后的系统潮流计算，拓展了配电网潮流计算新方法。文献[2]对含有异步发电机和光伏发电的分布式电源配电网进行了研究，并建立了2种分布式电源的潮流计算数学模型，提出了新型的计及2种分布式电源的交直流混合迭代潮流计算方法。文献[3]详细分析了不同类型的分布式电源的运行特性，并构建了多种分布式电源在配电网潮流计算中适用的数学模型。并详细介绍了多种类型分布式电源的节点处理方法，实现了计及4种分布式电源的配网潮流计算，并进行了仿真分析。本文主要针对分布式电源并网后配网可能存在弱环网以及三相负荷不平衡问题，研究了解决含弱环网的配网三相潮流计算和计及负荷及线路参数不平衡的配网三相潮流计算问题，并对所提出的解决方法用仿真算例进行了验证。同时，为了验证所用算法性能，分3种算例详细计算了包括风电、光伏发电、燃料电池和微型燃气轮机的三相不平衡潮流。

1 算法分析

配电网潮流计算算法有很多种，主要包括隐式Zbus高斯法、改进牛顿法、传统快速解耦法、回路阻抗法、前推回代法等。而前推回代法因为具有编程简单，收敛特性好、计算效率高等优点，对于计算辐射型电网结构的潮流特别适用[4]。几种常用的配电网潮流计算方法优缺点比较如表1所示。

本文采用前推回代法对配电网进行潮流计算。前推回代法潮流计算的基本单元如如图1所示。

前推回代法潮流计算主要包括3个步骤[5]。

步骤2：即前推过程求解电流向量。

同样在收敛精度为10-7的情况下，含风电机组的配网潮流计算程序只经过9次迭代达到收敛。

步骤1：回代过程求解电压向量。

根据步骤1中求出的母线k－1的三相电压向量Uk－1和支线电流的三相电流向量Ik，进一步求出母线k的三相电压向量Uk和支线电流的三相电流向量I'k.

 

表1 配电网潮流计算算法的比较

  

  

图1 配电网潮流计算的基本单元

同样情况，在收敛精度为10-7的条件下，含风力发电和光伏发电的配电网潮流计算程序经过8次达到收敛，与方案1的潮流计算结果相比较，潮流计算程序达到收敛需要的迭代次数并没有增加，光伏发电的并网进一步提高了配电网各节点电压的幅值。

不断重复步骤1和步骤2，当各条母线的三相电压的幅值和相角迭代的数值偏差达到设定的容许值时，迭代停止。

2 算例分析

2.1 不含分布式电源的潮流计算仿真

选用33母线的辐射状网作为算例[5]，该系统为三相平衡系统，电压基准值取为12.66 kV，视在功率基准值为10000 kVA，为了验证算法性能，本文对33母线系统参数进行了部分修订，将其变成三相不平衡系统，详细参数见文献[11]。通过Matlab仿真软件编写了配电网前推回代法三相不平衡潮流计算程序，然后进行了算例仿真，仿真结果如表2所示，为了便于分析，表中只举a相潮流计算数据，表3、表4、表5类同。

 

表2 辐射状配电网三相不平衡系统潮流计算结果

  

节点 电压标幺值 节点 电压标幺值 节点 电压标幺值0 1.0000 11 0.9111 22 0.9801 1 0.9981 12 0.8967 23 0.9659 2 0.9881 13 0.8974 24 0.9526 3 0.9808 14 0.8943 25 0.9574 4 0.9732 15 0.8889 26 0.9521 5 0.9612 16 0.8977 27 0.9388 6 0.9650 17 0.8957 28 0.9296 7 0.9503 18 0.9956 29 0.9214 8 0.9355 19 0.9736 30 0.9140 9 0.9217 20 0.9697 31 0.9129 10 0.9180 21 0.9653 32 0.9144

前推回代潮流计算程序只需要7次迭代便达到收敛，收敛精度为10-7。而在同样的收敛精度情况下，三相平衡系统的潮流程序经过5次迭代达到收敛，从而验证了文中所编写的前推回代法潮流计算程序是正确的。

执法是行政机关履行政府职能、管理经济社会事务的主要方式。习近平总书记指出：“全国推进依法治国的重点应该是保证法律严格实施。”“各级政府必须依法全面履行职责，坚持法定职责必须为、法无授权不可为，完善执法程序，严格执法责任，做到严格规范公正文明执法。”因此，行政委托执法作为行政执法的补充和延伸，一定意义上讲，委托执法成效也是衡量法治政府建设成效的一个重要标尺。

固定资产投资项目中非标设备多，建设技术难度高。然而，目前军工科研单位固定资产投资项目管理往往出现重视“一头一尾”的现象，对项目立项和竣工验收的管理相对比较重视，反而忽视了建设实施阶段的过程管控。对项目中批复的工艺设备的采购、方案设计、研制、验收等具体过程缺乏有效的管控，导致出现方案反复改、指标不满足、资料不符合格、周期一再延的情况。

2.2 计及分布式电源的潮流计算

随着微创技术的发展，不断追求更小的创伤、更好更快的康复及更满意的美容效果是外科医生与患者共同的目标。经脐单孔腹腔镜技术比传统腹腔镜技术更加微创，是腹腔镜技术不断向微创方向发展的大势所趋。改良式经脐单孔腹腔镜技术乃是通过脐部这一天然入路进行手术操作，因脐部皮肤原有的皱褶可以遮盖切口，实现“无瘢痕手术”的目的，故而具有更好的美容效果［2］。

在33母线系统中的32母线上并入一台风电机组，额定容量设为600 kW，运行时其实际输出有功为300 kW，额定电压为0.69 kV、功率因数为0.98风机的详细参数见文献[8]，表3是潮流计算结果。

（一）加强基层党组织建设。为了充分发挥党组织的核心作用和基层党组织战斗堡垒作用，市农场管理局党组印发了《关于认真抓好“支部主题党日”活动的通知》，明确了“五个坚持”（即坚持领导带头、坚持“全覆盖”、坚持依规管理、坚持问题导向、坚持分类指导），为推动农垦改革，保证和监督各项政策的贯彻落实提供坚强的组织保障。

方案1：风力发电。

 

表3 含风力发电的配电网潮流计算结果

  

节点 电压标幺值 节点 电压标幺值 节点 电压标幺值0 1.0000 11 0.9293 22 0.9832 1 0.9984 12 0.9195 23 0.9721 2 0.9898 13 0.9222 24 0.9618 3 0.9836 14 0.9208 25 0.9648 4 0.9771 15 0.9176 26 0.9604 5 0.9680 16 0.9302 27 0.9507 6 0.9731 17 0.9300 28 0.9443 7 0.9603 18 0.9965 29 0.9375 8 0.9488 19 0.9798 30 0.9335 9 0.9383 20 0.9775 31 0.9335 10 0.9352 21 0.9759 32 0.9363

根据母线k的三相电压向量Uk和支线电流的三相电流向量I'k，可以求出母线k－1的三相电压向量Uk－1和支线电流的三相电流向量Ik。

方案2：风力发电和光伏发电。

在方案1的基础上，在21母线上并入光伏分布式电源，设定其额定功率为150 kW，额定输出电流为0.0355 A。表4是潮流计算结果。

也有赖着不死的充气娃娃。几天以后，秦川对艾莉说，也许由于厂家大意，往她体内注入了过多的生命力，也许她学会了养生，变得长寿，总之在她应该死去的时候，她仍然津津有味地活着，这时厂家就会强行将她报废。死到临头她仍然不知道自己是充气娃娃，或者，就算告诉她，她也不会相信。她在报废机里大声号呼，惨叫，呻吟，无人理她。她可以清晰地听到肌肉被撕裂的声音，骨骼被斩断的声音，内脏被绞碎的声音。她能够看到她蹦跳的心脏，蠕动不止的肠子，电线般缠成一团的血管，白森森的腿骨和髋骨。艾莉你说，这时候，她们到底是充气娃娃，还是真正的女人？

 

表4 含风力发电和光伏发电的潮流计算结果

  

节点 电压标幺值 节点 电压标幺值 节点 电压标幺值0 1.0000 11 0.9316 22 0.9838 1 0.9984 12 0.9221 23 0.9731 2 0.9901 13 0.9247 24 0.9632 3 0.9841 14 0.9233 25 0.9660 4 0.9779 15 0.9201 26 0.9617 5 0.9691 16 0.9321 27 0.9524 6 0.9741 17 0.9318 28 0.9462 7 0.9617 18 0.9966 29 0.9396 8 0.9506 19 0.9806 30 0.9357 9 0.9404 20 0.9784 31 0.9357 10 0.9373 21 0.9770 32 0.9385

步骤3：判定是否达标。

要加强领导，明确分工，强化责任意识，落实奖惩。在项目档案管理工作中，我们牢固树立责任意识，增强责任感、紧迫感、使命感，自觉地投入到档案管理工作中。落实经费，提供保障，提高业务水平。落实管理制度，管好用好档案资料。档案管理不仅为本单位提供信息、方便，还可为其他兄弟单位提供帮助，使项目档案资料在各个方面发挥了重要作用。

方案3：风力发电、光伏发电和燃料电池。

在方案2的基础上，在24母线上并入一台燃料电池分布式电源，设定其最小功率因数为0.75，变换器额定输出功率为150 kW。表5为潮流计算结果。

3）切实提升调和油技术的应用水平。目前，船用低硫燃油的生产加工方式有3种：一是通过加工低硫原油生产低硫重质燃料油；二是调和加工低硫燃油；三是炼厂增投渣油加工装置生产低硫燃油。整体来看，调和加工方式的产品是未来几年船用低硫燃油的主要来源，通过将低硫原料和高硫原料按规定比例调兑，生产出符合国际海事组织要求的低硫燃油。这种方式最为简单和直接，也是新加坡作为全球船舶加油中心的核心优势之一。某种意义上，调和技术水平的高低不仅决定了燃油质量，也体现了船供油公司核心竞争力的高低。船供油公司应加强调和技术的经验积累和研发，努力在调和技术上取得领先和突破。

 

表5 风电、光伏电池和燃料电池并网潮流计算结果

  

在相同收敛精度的条件下，含3种分布式电源的配网前推回代潮流计算程序经过10次迭代便收敛，与第2种方案比较，虽然收敛所需要的迭代次数增加了，但是通过计算结果可以看出：燃料电池的并网对配电网节点电压幅值提升效果比较明显。

通过以上3种包含分布式电源并网的三相不平衡潮流计算案例仿真，验证了本文所编写的潮流计算程序方法能适应包含多种分布式电源并网的三相不平衡潮流计算。

3 结束语

本文研究了辐射状配电网三相潮流计算方法，并详细分析了分布式电源在潮流计算中常用的数学模型，然后利用Matlab仿真软件编写了前推回代法潮流计算程序，并将分布式电源并网分为3种方案进行了仿真算例验证，仿真计算结果证明了本文所编写的潮流计算程序具有良好的收敛性能，验证了本文所编写的潮流计算程序能够有效处理包含多种分布式电源的配电网潮流计算。

参考文献

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[3]肖鑫鑫. 计及分布式电源的配网潮流和短路电流计算研究[D]. 上海交通大学硕士学位论文, 2008.

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