多PV節(jié)點(diǎn)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(jì)算
首先用根節(jié)點(diǎn)電壓的幅值和相角將網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)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(gè)步驟，在第k步迭代時(shí)：
(a) 節(jié)點(diǎn)注入電流計(jì)算。從根節(jié)點(diǎn)開始逐層開始計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的注入電流：

在這里，I_i是由節(jié)點(diǎn)i三相注入電流組成的列向量；V_i是由節(jié)點(diǎn)i三相電壓組成的列向量；S_i是由是節(jié)點(diǎn)i三相注入功率組成的列向量；Y_i是節(jié)點(diǎn)i所有接地支路的導(dǎo)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(diǎn)回推，計(jì)算每一條支路的電流，支路l的電流計(jì)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(diǎn)i相連的，但除了支路l的支路。
(c) 前代運(yùn)算。從根節(jié)點(diǎn)開始向饋線的末端逐層更新節(jié)點(diǎn)電壓。在節(jié)點(diǎn)i電壓已知的情況下，假設(shè)節(jié)點(diǎn)j通過支路l與節(jié)點(diǎn)i相連，則節(jié)點(diǎn)j電壓的計(jì)算公式為：

(d) 重復(fù)上面(a)～(c)，直到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓在連續(xù)的兩次迭代中的電壓修正量小于某一個(gè)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(bǔ)償
2.2.1 環(huán)網(wǎng)回路和非接地故障統(tǒng)一計(jì)算
當(dāng)系統(tǒng)中同時(shí)存在著環(huán)網(wǎng)回路和非接地故障點(diǎn)時(shí)，此時(shí)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(bǔ)償電路、地、饋線根節(jié)點(diǎn)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(diǎn)；f₁是系統(tǒng)中的某一個(gè)節(jié)點(diǎn)，f₂是在發(fā)生非接地故障時(shí)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(gè)端口，端口注入電流可以按照下面的公式計(jì)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(duì)于三相計(jì)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(xiàn)^{[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(jì)算
接地故障的計(jì)算是基于疊加原理的。將接地故障看作是正常運(yùn)行條件下在故障點(diǎn)處突然疊加一附加的注入電流，再經(jīng)過一次前代回推計(jì)算就可以計(jì)算出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓和支路電流。這個(gè)附加電流由下式計(jì)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(xiàn)中的那樣，由于故障類型的不同Z_gf也不同。這是因?yàn)楸疚男纬傻腪_gf中已經(jīng)暗含了對(duì)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(shí)存在多個(gè)故障，只要將Z_gf,V_gf相應(yīng)的擴(kuò)展即可，并沒有增加程序的復(fù)雜性。V_a|0|,V_b|0|,V_c|0|是故障前故障點(diǎn)處的電壓。

3 對(duì)PV節(jié)點(diǎn)的補(bǔ)償
配電網(wǎng)中的PV節(jié)點(diǎn)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(diǎn)，如配電網(wǎng)中存在的無功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)。對(duì)這種節(jié)點(diǎn)的處理方法是：在弱環(huán)網(wǎng)潮流故障計(jì)算已經(jīng)收斂的情況下，如果得到的PV節(jié)點(diǎn)的電壓幅值不等于設(shè)定的電壓幅值，就需要在PV節(jié)點(diǎn)注入一定大小的等效注入電流，它可使PV節(jié)點(diǎn)的電壓幅值達(dá)到預(yù)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(diǎn)的電壓不平衡量。在三相潮流故障計(jì)算中是要計(jì)及三相等效注入電流的，但是對(duì)于PV節(jié)點(diǎn)來講給定的往往是電壓的預(yù)定幅值，同時(shí)也沒有對(duì)三相進(jìn)行區(qū)分，所以這里計(jì)算PV節(jié)點(diǎn)的電壓不平衡量時(shí)只考慮一相，計(jì)算公式為：