考虑负荷模型的潮流计算在低电压治理中的应用研究

发布时间：2020-09-10 14:32

　　近年来,随着我国城乡发展速度加快,农村电网用电量逐年上升,而农村电网具有点多、面广、线路长、季节性强和无功不足等特点,导致低电压问题普遍存在,已严重影响了农民的生活与生产。为此,系统的提出农村配电网低电压治理方案显得尤为重要。潮流计算是配电系统分析的基础,在农村配电网低电压治理过程中,通过潮流计算获得配电系统的电压情况及潮流分布是提出低电压治理方案的前提。负荷模型的选取是影响潮流计算结果的重要因素之一。因此,需要在潮流计算中建立起合适的负荷模型,使计算结果更加符合农村配电网的情况,再根据潮流计算结果选出合适的低电压治理方案。首先,本文在进行农村配电网低电压治理方案研究时建立起了配电系统的负荷模型。通过考虑负荷的电压静特性,介绍了幂函数模型,多项式模型以及IEEE标准负荷模型。同时,也对配电网中的分布式电源的建立了数学模型。然后,以牛顿拉夫逊法潮流计算为基础,将负荷模型引入到配电网潮流计算中。对目前传统的潮流计算方法进行了改进,使功率不平衡量中的负荷功率在迭代过程中能随电压的变化而改变。传统的牛顿拉夫逊法在潮流计算时往往将负荷等效为PQ节点,引入负荷模型和分布式电源模型后,负荷的节点类型也会发生变化,根据负荷种类的不同分为PQ节点,PV节点,PI节点和PQ(V)节点。其中,各节点处的负荷模型采用由恒功率负荷、恒电流负荷及恒阻抗负荷结合起来组成的多项式模型。通过算例分析得到在潮流计算中,不同的负荷模型会对系统的节点电压产生影响,分布式电源的加入能起到治理低电压现象的效果。另外,由于农村配电网中存在大量的三相不对称负荷,需要进行配电网三相潮流计算。因此,针对传统牛顿拉夫逊法三相潮流计算时存在运算量大,效率低,且无法处理实际配电网中不同负荷类型的问题,提出一种考虑负荷类型的三相改进牛顿拉夫逊法。该算法同样采用负荷多项式模型,在传统三相牛顿拉夫逊法的基础上将雅克比矩阵简化分裂,对分裂后的矩阵求解,从而提高三相潮流计算效率。并通过算例分析验证该算法的可行性及有效性,结果表明该算法能处理含不同负荷类型的三相配电网系统,且恒功率负荷比重的减少使得系统节点电压升高。最后,以青海省黄化电网化隆县昂四路为案例,分别采用传统牛顿拉夫逊法,考虑负荷模型的牛顿拉夫逊法以及改进的三相牛顿拉夫逊法进行潮流计算并进行分析,以此得到典型线路的节点电压情况以及潮流分布,并找出电压薄弱区域,提出相应的调压措施。通过仿真对比分析选出最为合理的低电压治理方案。案例分析结果表明:在农村配电网低电压治理中,采用改进后的三相牛顿拉夫逊法潮流计算更有利于找到合适的治理方案。针对黄化电网昂四路具乎扎村的低电压问题,更为合理的治理方案为转移重载相的负荷。
【学位单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM744

【参考文献】