MATLAB配电网三相潮流程序设计(2)

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因为配电系统受电源位置，负荷分布，还有地理条件等不同因素的影响，配电系统可以分为三种不同的结构方式：1.辐射形，也叫为树枝状；2.环网形；3.网格形。其中环网形或网格形系统的用户有备用的电源，而辐射形如果采用双路供电的方式也可以提高供电的可靠性，可是造价很高。在正常运行时，环网接线接触是在开通状态时称为常闭环网开关，断开状态称为常开型环网。常开型环形网络在正常操作期间，联络开关的两侧就相当于一条馈线的末端，当在某侧突然停电时，联络开关可将环自动闭合，由另一侧反向送电即逆功率传输。对于电压水准和电能损失方面，常闭式优于常开式；但常开式有复杂的控制和保护比较复杂，对于一些电网结构容易产生零序循环电流，而且在反映对接地短路保护方面很，容易出现问题。网格状的布线具拥有较高的可靠供电性，可以提供瞬时和长期停电造成的系统馈线几乎是不存在的，电能质量也较高，控制和保护要复杂得多，但它造价很高昂贵，控制和保护也特别复杂，它仅适用于在高度密集的城市负荷。此外，辐射形倾向于逐渐过渡到环形网或有备用电源供电的趋势。我国城网改造所推荐环网结构的接线方式是——开环运行，这种此结构有利易于用重合器，分段实现在事故情况下无故障段自动恢复供电可靠而且容易短路保护。馈线作为配电网潮流计算中基本单元。每一行中的辐射网可以看作是一棵树，馈线，馈线之间的高压输电网络连接，如果没有回路没有电接触其他。载重线的波动相对于大型传输网络负载波动是可以忽略的。因此，可以认为，馈线根节点的电压是恒定的，把它看作是一个平衡的节点，这个节点的电网电压值的趋势是由功率流的传输网络的确定。一个给定的馈线根节点电压和沿其他馈线，馈线负荷点的负荷流量分配。根据这个该特征，分布系统的送料器的拓扑描述，配电系统的潮流计算不再是以全网为单位。

1.2 潮流计算问题的展及配电网潮流计算的现状

利用电子计算机进行潮流计算是从20世纪50年代中期开始的。此后，潮流计算曾经运用了各种计算，这些计算的发展主要是围绕着对潮流计算的一些基本要求进行的。对潮流计算的要求可以归纳为下面几点：（1）计算速度和内存占用量（2）计算的方便性和灵活性（ 3）算法的可靠性或收敛性

电力系统潮流计算属于稳态分析范畴，不涉及系统元件的过渡过程和动态特性。所以它数学模型不包含微分方程而是是高阶非线性方程。非线性代数方程组的解法离不开迭代，所以，潮流计算的方法首要求它是能可靠的收敛，能给出正确答案。随着电力系统规模的不断扩大，潮流问题的方程式阶数越来越高，目前已达到几千阶甚至上万阶，可以给正确的回答这个尺度方程不使用任何数学方法。这种情况促使系统研究人员继续寻找更可靠的新计算方法。

在计算机的早期阶段解决数字功率流，人们通常使用高斯-赛德尔迭代法，这种方法是基于节点导纳矩阵，原理比较简单，数字计算机的内存要求也不大，适应当时的电力系统理论水平和电子数字计算机制作水平，于是电力系统的计算人员转向了逐次代入法，这种方法以阻抗矩阵为主（以下简称阻抗法）。

20世纪60年代初，数字计算机已经发展到第二代，大跃进的记忆和计算机计算速度前进，从而创造条件，采用阻抗法。阻抗矩阵是一个矩阵，阻抗矩阵阻抗方法需要一个计算机存储表征系统接线和参数，需要更大的内存量。每次迭代需要阻抗法并以阻抗矩阵各元素的计算，计算量很大。阻抗的方法提高了潮流计算的收敛性问题，解决了系统的导纳方法不能解决电力系统潮流计算，时间得到广泛应用，并在中国电力系统的运行设计做出了巨大的贡献，研究。占用计算机内存大，每一次迭代的计算量很大的阻抗法的主要缺点。随着系统的不断扩大，这些缺点更为明显。为了克服缺点的内存和速度方面的阻抗的方法，后来发展了块阻抗的方法，该方法是基于阻抗矩阵，它把一个大系统分解成若干个小区域的系统，阻抗矩阵的阻抗和所需的存储在计算机系统中只有其中的联络线的地区，所以不仅提高了计算速度，也节省了大量的存储容量。使用牛顿-拉夫逊法（以下简称牛顿法）可以克服阻抗法的缺点。牛顿法是一种求解非线性方程在数学的基本方法，收敛性好。在迭代过程中尽可能减少方程的系数矩阵，可以大大提高了牛顿潮流程序计算效率。自第二十世纪60年代中期用最好的顺序消去法，牛顿法收敛，内存需求，计算速度比阻抗的方法，一种方法是目前广泛使用的。