郭志紅,韓學(xué)山,李文博,楊 思
(1.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院,山東 濟(jì)南 250002;2.電網(wǎng)智能化調(diào)度與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(山東大學(xué)),山東 濟(jì)南 250061;3.國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,山東 濟(jì)南 250001)
電網(wǎng)作為能量轉(zhuǎn)換的主要載體,其發(fā)展對緩解能源危機(jī)和環(huán)境惡化有重大影響。目前,大力發(fā)展可再生資源分布式發(fā)電,使其逐步替代化石能源,建立可持續(xù)發(fā)展的電能供應(yīng)是各國電力工業(yè)的發(fā)展方向[1-3],可以預(yù)見,集中式發(fā)電與分布式發(fā)電相結(jié)合、輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)相互協(xié)調(diào)、各級電網(wǎng)調(diào)控的廣泛智能化是未來電網(wǎng)的發(fā)展趨勢,而潮流計(jì)算作為電網(wǎng)分析的理論基礎(chǔ),亦需不斷完善以滿足不同電網(wǎng)格局下的分析需求。
在傳統(tǒng)“集中發(fā)電,分散用電”的電力供需格局下,電網(wǎng)經(jīng)歷長期的發(fā)展,逐漸形成了在功能、結(jié)構(gòu)上有明顯區(qū)別的輸電網(wǎng)和配電網(wǎng),大規(guī)模電源接入輸電網(wǎng),使輸電網(wǎng)對外表現(xiàn)出強(qiáng)電源的主動性,而配電網(wǎng)則以負(fù)荷特性為主,對外呈現(xiàn)出受端特性。由此,輸、配電網(wǎng)在邊界處表現(xiàn)出較穩(wěn)定的等值特性,基于此,潮流分析采取自上而下的輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)分離計(jì)算,基本能夠滿足分析需求,而依據(jù)輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)在結(jié)構(gòu)及特性上的不同特點(diǎn),牛頓法[4-5]、PQ分解法[6-7]、前推回推法等基本核心算法也已經(jīng)十分成熟[8-13]。 然而,隨著分布式電源日漸增多,集中式電源讓位于中、小型分布式電源的比例在增大,電源分布日趨分散化,不同容量分布式電源散布于各電壓等級電網(wǎng)中,改變了輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)對外鮮明的等值特性和兩者間的耦合關(guān)系,各級電網(wǎng)互為支撐、相互融合,潮流也呈現(xiàn)雙向性,輸、配電網(wǎng)都能夠通過改變自身狀態(tài)影響邊界上的功率交換和節(jié)點(diǎn)電壓,因此,輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)必須同時(shí)考慮,才能獲得正確的邊界功率和節(jié)點(diǎn)電壓,進(jìn)而得到全網(wǎng)的潮流狀態(tài)。
同時(shí)考慮輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)進(jìn)行全局統(tǒng)一的潮流分析面臨多方面困難,如管理體制導(dǎo)致的信息壁壘、計(jì)算規(guī)模龐大、數(shù)據(jù)差距大造成計(jì)算誤差增大等,目前來看,采用分布式分解協(xié)調(diào)計(jì)算方法是解決問題的根本途徑。為提高全局潮流分析精度,減少輸、配分離計(jì)算導(dǎo)致的邊界電壓和邊界功率的不匹配量,已有學(xué)者就傳統(tǒng)電網(wǎng)格局下的全局電網(wǎng)潮流計(jì)算進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[14]、文獻(xiàn)[15]提出發(fā)輸配全局潮流的主從分裂數(shù)學(xué)模型和算法,在輸、配協(xié)調(diào)計(jì)算中更新配電網(wǎng)等值負(fù)荷功率和輸電網(wǎng)等值電壓值來實(shí)現(xiàn)全局潮流分析計(jì)算;文獻(xiàn)[16]從數(shù)學(xué)上對該方法的收斂性進(jìn)行了分析論證,并給出了實(shí)用的收斂性判斷方法,并結(jié)合輸、配電網(wǎng)的物理本質(zhì)討論了該算法對于傳統(tǒng)電網(wǎng)全局計(jì)算的適應(yīng)性;文獻(xiàn)[17]針對環(huán)狀配網(wǎng)導(dǎo)致主從分裂法協(xié)調(diào)收斂條件惡化的問題,引入邊界虛擬功率,在輸電網(wǎng)潮流方程中考慮環(huán)狀配電網(wǎng)的等值網(wǎng)絡(luò)和循環(huán)功率,構(gòu)成了基于配電網(wǎng)等值的主從分裂格式。然而,上述研究仍然是基于傳統(tǒng)電網(wǎng)格局的,實(shí)際上,文獻(xiàn)[16]中的收斂性判據(jù)正是傳統(tǒng)輸、配電網(wǎng)在邊界上穩(wěn)定等值特性的數(shù)學(xué)表達(dá),當(dāng)電源分布格局改變了輸、配電網(wǎng)原有特性時(shí),全局潮流分析仍需進(jìn)一步研究。
基于上述分析,本文在未來電源逐步趨于分布式發(fā)展背景下,首先闡述了大量分布式電源接入后導(dǎo)致的輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)間潮流耦合關(guān)系的變化,即有功、無功相互滲透作用的增強(qiáng),并指出,在潮流計(jì)算中,輸電、配電在邊界節(jié)點(diǎn)上無功與電壓的相互牽制作用,是導(dǎo)致輸配電網(wǎng)必須統(tǒng)一分析的主要原因。由此,以輸電網(wǎng)為主問題,若干配電網(wǎng)為子問題,構(gòu)成分解協(xié)調(diào)的潮流計(jì)算格式。在協(xié)調(diào)過程中,以計(jì)及無功—電壓靈敏度的、與輸電網(wǎng)分離的配電網(wǎng)等值模型,并以配電網(wǎng)與輸電網(wǎng)間的邊界節(jié)點(diǎn)電壓為協(xié)調(diào)變量,協(xié)調(diào)信息就地采集,建立輸配電網(wǎng)統(tǒng)一潮流計(jì)算的分解協(xié)調(diào)算法。實(shí)踐表明,該算法簡捷有效,適用于含分布式電源的輸配電網(wǎng)的統(tǒng)一潮流計(jì)算。
隨著分布式發(fā)電逐步滲透于不同電壓等級的各級電網(wǎng),大型集中發(fā)電所占比例逐漸降低,輸電網(wǎng)主動性減弱,配電網(wǎng)主動性增強(qiáng),傳統(tǒng)輸、配電網(wǎng)間潮流耦合關(guān)系發(fā)生了變化。在配電網(wǎng)中,諸如風(fēng)電、太陽能、熱電聯(lián)產(chǎn)、儲能等分布式電源不但能提供有功功率,還可作為主動電壓支撐點(diǎn)提供無功功率。如,雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)本身具有無功調(diào)節(jié)能力,熱電聯(lián)產(chǎn)在“以熱定電”有功運(yùn)行方式給定的情況下仍有一定的無功調(diào)節(jié)范圍,太陽能、蓄電池等通過電力電子設(shè)備并入電網(wǎng),同時(shí)具備調(diào)節(jié)有功、無功的能力??梢?,在分布式電源的作用下,輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)在有功、無功上均可實(shí)現(xiàn)雙向交換,二者互為支撐、相互滲透作用增強(qiáng)。
在潮流算法研究中,有功功率往往在各節(jié)點(diǎn)上已經(jīng)確定,如依據(jù)經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)劃,潮流計(jì)算中各節(jié)點(diǎn)的有功功率是給定的,有功功率流向在輸配間的牽制作用已有考慮,至于是否存在有功與配電電壓間牽制,必須通過優(yōu)化潮流才能顯現(xiàn)。因此,在輸電與配電協(xié)調(diào)潮流研究中,假使配電網(wǎng)有功與輸電網(wǎng)電壓間無緊的牽制,即將配電網(wǎng)的等值有功功率視為恒定,重點(diǎn)研究電壓無功之間的關(guān)聯(lián)。在配電網(wǎng)中,對于具有電壓支撐能力的分布式電源,其輸出的無功功率是由自身控制方式和電網(wǎng)狀態(tài)共同決定的。因此,邊界節(jié)點(diǎn)電壓變化將引起分布式電源無功功率的變動,導(dǎo)致配電網(wǎng)內(nèi)無功分布的變動,自然也會導(dǎo)致輸、配電網(wǎng)邊界處無功功率交換的變動。另外,在輸電網(wǎng)中,集中式發(fā)電的減少導(dǎo)致其主動性減弱,節(jié)點(diǎn)負(fù)荷變化對節(jié)點(diǎn)電壓的影響增大,配電網(wǎng)等值功率偏差對輸電網(wǎng)分析的影響增大,甚至若不計(jì)及配電網(wǎng)無功調(diào)節(jié)能力,還有可能影響輸電網(wǎng)潮流的收斂性。
可見,輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)間潮流耦合關(guān)系的變化導(dǎo)致了其在邊界節(jié)點(diǎn)處等值特性的變化,在邊界節(jié)點(diǎn)上,功率與電壓間存在明顯的牽制關(guān)系,此情況下,輸、配分離的分析方法已無法適應(yīng),必須實(shí)施統(tǒng)一分析。
從數(shù)學(xué)上來說,輸配電網(wǎng)統(tǒng)一潮流計(jì)算問題,即求解全局網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)功率方程構(gòu)成的超大規(guī)模非線性方程組。然而,對于涉及全網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)的潮流方程,無論是從模型建立還是計(jì)算求解上,都難于實(shí)現(xiàn)集中式處理。
分布式電源廣泛接入電網(wǎng)后,為實(shí)現(xiàn)發(fā)電資源的充分利用和全局電網(wǎng)的靈活運(yùn)行,必然要求各配電網(wǎng)區(qū)域提高智能化運(yùn)行水平,實(shí)現(xiàn)類似輸電網(wǎng)的主動性調(diào)控。而在電網(wǎng)分區(qū)管理體制下,充分利用各分區(qū)的分析能力以及區(qū)域間的通信設(shè)施,實(shí)現(xiàn)區(qū)域間相互協(xié)調(diào)的全網(wǎng)一體化潮流分析,其關(guān)鍵在于依據(jù)區(qū)域間潮流關(guān)系的耦合特性,建立合理的協(xié)調(diào)機(jī)制。目前,關(guān)于互聯(lián)輸電網(wǎng)分區(qū)協(xié)調(diào)潮流計(jì)算已有諸多研究成果[18-23],而本文僅就新形勢下輸、配電網(wǎng)間的協(xié)調(diào)機(jī)制進(jìn)行討論。
以輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)連接點(diǎn)為邊界節(jié)點(diǎn),將全局電網(wǎng)分解為一個(gè)輸電網(wǎng)和若干配電網(wǎng),全局電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)被劃分為3類:輸電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、邊界節(jié)點(diǎn)和配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。
其中,輸電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的功率方程為
邊界節(jié)點(diǎn)的功率方程為
第k個(gè)配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的功率方程為
式中:CT為輸電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)集合;CB為所有邊界節(jié)點(diǎn)集合;CDk、CBk分別為第k個(gè)配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)集合、邊界節(jié)點(diǎn)集合;Ci為與節(jié)點(diǎn)i相連的節(jié)點(diǎn)集合;Pi、Qi分別為節(jié)點(diǎn)i的有功功率、無功功率注入;VCB為邊界節(jié)點(diǎn)電壓幅值向量;Peqi(VCB)和 Qeqi(VCB)分別為配電網(wǎng)在邊界節(jié)點(diǎn)i上的有功功率和無功功率等值模型,為邊界節(jié)點(diǎn)電壓幅值的函數(shù)。
可見,式(1)、式(2)共同構(gòu)成了輸電網(wǎng)的潮流方程,配電網(wǎng)在邊界節(jié)點(diǎn)上的功率等值模型給定后,輸電網(wǎng)可獨(dú)自進(jìn)行其潮流計(jì)算;式(3)是配電網(wǎng)潮流方程,各配電網(wǎng)區(qū)域以邊界節(jié)點(diǎn)為平衡節(jié)點(diǎn),邊界節(jié)點(diǎn)電壓幅值給定后,各配電網(wǎng)區(qū)域可獨(dú)自進(jìn)行計(jì)算。以上共同構(gòu)成了輸配電網(wǎng)分解協(xié)調(diào)計(jì)算模型,以邊界節(jié)點(diǎn)電壓和配電網(wǎng)等值模型為協(xié)調(diào)變量,即可實(shí)施全網(wǎng)潮流計(jì)算,各部分計(jì)算僅需建立自身電網(wǎng)模型,電網(wǎng)數(shù)據(jù)整理、更新簡單,各電網(wǎng)區(qū)域可根據(jù)自身參數(shù)、功率數(shù)值獨(dú)立設(shè)定合理基準(zhǔn)值,計(jì)算規(guī)模小,易于處理。
值得注意的是,在傳統(tǒng)電網(wǎng)中,由于在邊界節(jié)點(diǎn)上功率與電壓牽制關(guān)系不明顯,由此式(2)中的配電網(wǎng)等值功率模型可認(rèn)為是與電壓無關(guān)的常數(shù),因此,可實(shí)施自上而下的輸、配分離計(jì)算。
配電網(wǎng)等值模型作為關(guān)鍵的協(xié)調(diào)變量,直接影響算法的收斂性和復(fù)雜度。 若過于簡化,則無法充分表達(dá)配電網(wǎng)的功率電壓特性,影響協(xié)調(diào)計(jì)算的收斂性;若過于復(fù)雜,會導(dǎo)致等值計(jì)算及信息通信工作量的增加。 因此,恰當(dāng)?shù)牡戎的P托柙诤喕扰c精確度之間合理折中。 依據(jù)上述的輸、配電網(wǎng)間的潮流耦合關(guān)系分析,在本文中,對有功等值模型Peqi(VCB),直接取配電網(wǎng)潮流計(jì)算得到的邊界有功功率;對無功等值模型Qeqi(VCB),考慮到邊界節(jié)點(diǎn)電壓對無功功率影響較大,因此,每次配電網(wǎng)潮流計(jì)算收斂后,在已求得的邊界節(jié)點(diǎn)無功功率基礎(chǔ)上,添加邊界節(jié)點(diǎn)上無功—電壓靈敏度關(guān)系,構(gòu)成配電網(wǎng)無功功率等值模型。
綜上所述,當(dāng)給定第k個(gè)配電網(wǎng)邊界節(jié)點(diǎn)電壓為VCBk*時(shí),其等值模型可表示為
在式(4)所描述的配電網(wǎng)等值模型中,隨著邊界節(jié)點(diǎn)電壓的變動,配電網(wǎng)等值無功功率隨之增加或減少,從而反映出配電網(wǎng)所具有的無功調(diào)節(jié)能力,有利于在協(xié)調(diào)迭代中使邊界變量盡快達(dá)到收斂值。實(shí)際上,該模型在形式上類似計(jì)及電壓靜特性的等值配電網(wǎng)負(fù)荷,在輸電網(wǎng)潮流計(jì)算中計(jì)及該配電網(wǎng)等值模型時(shí),只需在修正方程中對邊界節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的功率不平衡量和雅克比矩陣對角子陣進(jìn)行修正即可,輸電網(wǎng)潮流程序改動方便,便于實(shí)施。
以第k個(gè)配電網(wǎng)區(qū)域?yàn)槔o出無功—電壓靈敏度的計(jì)算方法。在該區(qū)域計(jì)算結(jié)束后,在牛頓潮流雅克比矩陣的基礎(chǔ)上,添加邊界節(jié)點(diǎn)無功功率方程對應(yīng)的行列得到:
式中:ΔVCBk為邊界節(jié)點(diǎn)電壓幅值的微增向量;ΔVCDk為配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓微增向量;ΔQCBk為配電網(wǎng)從邊界節(jié)點(diǎn)獲得無功功率的微增量;ΔSCDk為配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)注入功率微增量,此處為0向量,表示給定節(jié)點(diǎn)有功注入及無功注入不變;JCDk-CDk為配電網(wǎng)潮流計(jì)算的雅克比矩陣;JCBk-CBk、JCBk-CDk、JCDk-CBk為添加邊界節(jié)點(diǎn)功率方程后對雅克比矩陣的增加項(xiàng)。
由式(4)和式(5)可得配電網(wǎng)邊界節(jié)點(diǎn)無功—電壓靈敏度計(jì)算式
1)輸電網(wǎng)、各配電網(wǎng)建立電網(wǎng)模型,節(jié)點(diǎn)電壓賦初值,采用實(shí)測值或?qū)嵤┢絾?,設(shè)置迭代次數(shù)num=1。
2)各配電網(wǎng)以邊界節(jié)點(diǎn)電壓 VCBn(num)為協(xié)調(diào)變量,計(jì)算潮流方程(3),并依據(jù)式(4)建立配電網(wǎng)等值等值信息發(fā)送至輸電網(wǎng)。
3)輸電網(wǎng)獲得各配電網(wǎng)等值模型后,對式(1)、式(2)組成的輸電網(wǎng)潮流方程進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算輸電網(wǎng)界節(jié)點(diǎn)電壓幅值發(fā)送至對應(yīng)的配電網(wǎng)。
4)判斷相鄰兩次協(xié)調(diào)計(jì)算過程中,邊界節(jié)點(diǎn)上的電壓幅值、傳遞功率是否滿足收斂條件,若滿足,計(jì)算結(jié)束,得到統(tǒng)一的潮流解;若不滿足,則num=num+1,轉(zhuǎn)至步驟3),繼續(xù)迭代計(jì)算。
上述步驟屬同步迭代格式,實(shí)際上,由于各部分計(jì)算速度、信息傳輸速度不同,在實(shí)際計(jì)算時(shí)可采用異步迭代格式,即步驟2)、步驟3)的潮流計(jì)算同時(shí)進(jìn)行,各分區(qū)依據(jù)自身迭代情況及時(shí)發(fā)送協(xié)調(diào)信息,依據(jù)邊界信息的到來實(shí)時(shí)更新協(xié)調(diào)信息,采取此類協(xié)調(diào)迭代形式能有效提高計(jì)算效率。 另外,由于全局電網(wǎng)涉及范圍廣,當(dāng)僅有局部地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),其影響的潮流變化范圍可能相當(dāng)有限,此時(shí)可根據(jù)邊界變量變化的大小來決定是否對某區(qū)域進(jìn)行重新計(jì)算,由此可實(shí)現(xiàn)僅對受影響的區(qū)域進(jìn)行潮流計(jì)算,從而節(jié)省計(jì)算消耗。
以圖1所示的6節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為輸電網(wǎng),電壓等級為220 kV;以圖2所示的12節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為配電網(wǎng);在6節(jié)點(diǎn)輸電網(wǎng)各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處(節(jié)點(diǎn)4、5、6)經(jīng)降壓變壓器后與3個(gè)配電系統(tǒng)相連,構(gòu)成全局電網(wǎng),共包含3個(gè)電壓等級。變壓器非標(biāo)準(zhǔn)變比取1。
圖1 6節(jié)點(diǎn)輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖
圖2 12節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖
在相同電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷條件下,分別構(gòu)建集中式發(fā)電、集中式發(fā)電與分布式發(fā)電相結(jié)合2種電源分布,以輸電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)3為平衡節(jié)點(diǎn),構(gòu)成以下算例。
算例A:所有發(fā)電都以集中式發(fā)電的形式接入輸電網(wǎng),配電網(wǎng)中全為純負(fù)荷節(jié)點(diǎn),構(gòu)成發(fā)、輸、配、用結(jié)構(gòu)清晰的電網(wǎng)格局,各配網(wǎng)中的負(fù)荷數(shù)據(jù)相同。
算例B:在35 kV配電網(wǎng)中接入分布式電源,與220 kV輸電網(wǎng)中的集中式發(fā)電共存,分布式發(fā)電約占總發(fā)電總量的50%,將具備無功調(diào)節(jié)能力的分布式發(fā)電視為PV節(jié)點(diǎn)。
對圖2所示的配電網(wǎng),取35 kV電壓等級的部分進(jìn)行分析,在節(jié)點(diǎn)2給定不同電壓幅值,分別在無分布式電源和有分布式電源(在7、8、9、10節(jié)點(diǎn)添加PV節(jié)點(diǎn))的情況下,計(jì)算其邊界有功功率和無功功率,對其邊界節(jié)點(diǎn)處有功、無功、電壓間的特性進(jìn)行對比分析,如圖3所示。
圖3 配電網(wǎng)等值功率特性對比
由圖3可知,在不含分布式電源時(shí),在不同邊界節(jié)點(diǎn)電壓條件下計(jì)算出的邊界等值有功、無功功率基本不變,即邊界節(jié)點(diǎn)電壓變化對邊界功率的影響很小。在含分布式電源的情況下,在有功方面,邊界節(jié)點(diǎn)電壓對配電網(wǎng)等值有功功率的影響仍不明顯,因此在協(xié)調(diào)計(jì)算時(shí)直接取邊界有功功率值作為其有功功率等值模型是合理的;在無功方面,邊界節(jié)點(diǎn)電壓對邊界無功功率的影響較大,因此配電網(wǎng)等值模型必須考慮邊界節(jié)點(diǎn)電壓對等值無功功率的影響。
分別用協(xié)調(diào)計(jì)算與分離計(jì)算對算例A進(jìn)行計(jì)算,邊界節(jié)點(diǎn)結(jié)果如表1所示。由表1可知,在兩種計(jì)算方法下,邊界節(jié)點(diǎn)等值有功、無功功率及邊界節(jié)點(diǎn)電壓變化不大,這是由于純負(fù)荷配電網(wǎng)在邊界節(jié)點(diǎn)上功率與電壓相互影響很小決定的;因此直接將配電網(wǎng)等值為負(fù)荷,進(jìn)行輸電網(wǎng)潮流計(jì)算是合理的。另外,由于輸電網(wǎng)對各節(jié)點(diǎn)無功支撐能力較強(qiáng),在輸配電網(wǎng)間變壓器分解頭的靈活調(diào)整下,可以認(rèn)為能夠?qū)崿F(xiàn)對配電網(wǎng)根節(jié)點(diǎn)電壓的靈活調(diào)整,因此在配電網(wǎng)計(jì)算中直接給定根節(jié)點(diǎn)電壓,進(jìn)行配電網(wǎng)潮流分析也是合理的。
表1 分離計(jì)算與協(xié)調(diào)計(jì)算邊界變量結(jié)果對比(算例A)
分別用本文方法和文獻(xiàn)[14]方法對算例B進(jìn)行分解協(xié)調(diào)計(jì)算。 在文獻(xiàn)[14]的方法下,出現(xiàn)了輸電網(wǎng)不能收斂的情況,協(xié)調(diào)計(jì)算失??;在本文方法下,5次協(xié)調(diào)計(jì)算后收斂。
協(xié)調(diào)計(jì)算初始值和收斂后邊界節(jié)點(diǎn)上的等值功率如表2所示。其中,邊界變量初始值,為協(xié)調(diào)計(jì)算開始時(shí),按照初始給定電壓對配電網(wǎng)計(jì)算得到的邊界功率;邊界變量收斂值,為協(xié)調(diào)計(jì)算收斂后,最終得到的邊界功率。由表2可知,協(xié)調(diào)計(jì)算起始和收斂后,邊界節(jié)點(diǎn)上的有功功率變化不大,無功功率變化很大。 由此說明,對于算例B,一方面,分離的計(jì)算方法不可能得到正確的潮流解,必須統(tǒng)一計(jì)算;另一方面,由于初始邊界等值無功功率嚴(yán)重偏離真實(shí)值,此時(shí),若輸電網(wǎng)的支撐能力有限,又不計(jì)及配電網(wǎng)的無功調(diào)節(jié)能力,容易導(dǎo)致輸電網(wǎng)潮流不收斂。
采用本方法對算例A和算例B進(jìn)行計(jì)算,都協(xié)調(diào)迭代5次達(dá)到收斂,說明本文所采用的線性模型能夠較好的表達(dá)含分布式電源配電網(wǎng)在邊界節(jié)點(diǎn)上的等值特性。
表2 邊界變量初始值與收斂值對比(算例B)
大量分布式電源使輸、配電網(wǎng)間潮流耦合關(guān)系發(fā)生了變化,主要體現(xiàn)在雙向流動、互為支撐、相互滲透,輸、配電網(wǎng)等值特性的變化決定了分離的潮流分析無法滿足需求,必須統(tǒng)一分析。
建立了計(jì)及無功—電壓靈敏度的配電網(wǎng)等值模型,以便在潮流計(jì)算中反映輸、配電網(wǎng)間的耦合關(guān)系,以該等值模型和邊界節(jié)點(diǎn)電壓為協(xié)變量,提出了以輸電網(wǎng)為主問題、各配電網(wǎng)為子問題的輸配電網(wǎng)分解協(xié)調(diào)算法。
采用的協(xié)調(diào)信息方式簡單有效,在保證收斂性的基礎(chǔ)上,能夠有效減輕協(xié)調(diào)信息的計(jì)算、通信消耗,局部區(qū)域電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整也僅需對本區(qū)域計(jì)算進(jìn)行調(diào)整,適應(yīng)分布式潮流計(jì)算的實(shí)施。
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