多PV節(jié)點的不平衡配電網(wǎng)潮流故障分析方法

2. 1 輻射網(wǎng)潮流計算
首先用根節(jié)點電壓的幅值和相角將網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點電壓的幅值和相角初始化。迭代法解輻射網(wǎng)潮流的算法每一步迭代包括4個步驟，在第k步迭代時：
(a) 節(jié)點注入電流計算。從根節(jié)點開始逐層開始計算每個節(jié)點的注入電流：

在這里，I_i是由節(jié)點i三相注入電流組成的列向量；V_i是由節(jié)點i三相電壓組成的列向量；S_i是由是節(jié)點i三相注入功率組成的列向量；Y_i是節(jié)點i所有接地支路的導納和。
(b) 回推支路電流。從每條饋線的末端向饋線的根節(jié)點回推，計算每一條支路的電流，支路l的電流計算公式為：

在這里J_l是由l支路的三相電流組成的列向量。M是表示所有和節(jié)點i相連的，但除了支路l的支路。
(c) 前代運算。從根節(jié)點開始向饋線的末端逐層更新節(jié)點電壓。在節(jié)點i電壓已知的情況下，假設(shè)節(jié)點j通過支路l與節(jié)點i相連，則節(jié)點j電壓的計算公式為：

(d) 重復上面(a)～(c)，直到每個節(jié)點的電壓在連續(xù)的兩次迭代中的電壓修正量小于某一個閾值。
上面的(1)～(3)提供了解決輻射網(wǎng)三相潮流的公式，但其中沒有考慮環(huán)網(wǎng)和故障的作用。
2.2 環(huán)網(wǎng)回路和故障回路的補償
2.2.1 環(huán)網(wǎng)回路和非接地故障統(tǒng)一計算
當系統(tǒng)中同時存在著環(huán)網(wǎng)回路和非接地故障點時，此時系統(tǒng)中存在著兩種回路，一種是電力網(wǎng)中的環(huán)網(wǎng)回路；另一種是故障補償電路、地、饋線根節(jié)點電源和饋線構(gòu)成的故障回路。如圖3所示。

圖3中L，F(xiàn)代表環(huán)網(wǎng)和故障回路；j₁，j₂是環(huán)網(wǎng)撕裂產(chǎn)生的節(jié)點；f₁是系統(tǒng)中的某一個節(jié)點，f₂是在發(fā)生非接地故障時才出現(xiàn)的。顯然可以將環(huán)網(wǎng)回路和非接地故障回路看成是兩個端口，端口注入電流可以按照下面的公式計算：

其中，Z_LL 是L的端口阻抗陣，Z_FF是F的端口阻抗陣，Z_LF是L，F(xiàn)之間的互阻抗，對于三相計算而言，它們都是3×3的矩陣。求解這些矩陣的方法可參見文獻^{[6， 7]}，這里不再贅述。I_L、I_F是等效注入電流。

2.2.2 接地故障的計算
接地故障的計算是基于疊加原理的。將接地故障看作是正常運行條件下在故障點處突然疊加一附加的注入電流，再經(jīng)過一次前代回推計算就可以計算出各個節(jié)點的電壓和支路電流。這個附加電流由下式計算：

其中I_gf就是附加的注入電流。在這里Z_gf仍然可稱為端口阻抗陣，它的求解方法和前面求解端口阻抗陣的方法并沒有區(qū)別，并沒有象別的文獻中的那樣，由于故障類型的不同Z_gf也不同。這是因為本文形成的Z_gf中已經(jīng)暗含了對故障類型的區(qū)分。V_gf=[V_fa V_fb V_fc]^T,幾種典型故障下的取值如表1所示。如果同時存在多個故障，只要將Z_gf,V_gf相應(yīng)的擴展即可，并沒有增加程序的復雜性。V_a|0|,V_b|0|,V_c|0|是故障前故障點處的電壓。

3 對PV節(jié)點的補償
配電網(wǎng)中的PV節(jié)點是指那些在配電網(wǎng)中可以通過調(diào)節(jié)無功功率來維持電壓幅值保持在一定水平的節(jié)點，如配電網(wǎng)中存在的無功補償節(jié)點。對這種節(jié)點的處理方法是：在弱環(huán)網(wǎng)潮流故障計算已經(jīng)收斂的情況下，如果得到的PV節(jié)點的電壓幅值不等于設(shè)定的電壓幅值，就需要在PV節(jié)點注入一定大小的等效注入電流，它可使PV節(jié)點的電壓幅值達到預先設(shè)定的值。
為了求得等效注入電流首先要求出PV節(jié)點的電壓不平衡量。在三相潮流故障計算中是要計及三相等效注入電流的，但是對于PV節(jié)點來講給定的往往是電壓的預定幅值，同時也沒有對三相進行區(qū)分，所以這里計算PV節(jié)點的電壓不平衡量時只考慮一相，計算公式為：