[发明专利]一种城市轨道交通中压网络潮流分析计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市轨道交通供电系统中压网络潮流分析技术领域，更具体的说，涉及一种城市轨道交通中压网络潮流分析计算方法。

背景技术

中压网络潮流是指负荷功率在中压网络的分布情况，通过对供电系统的潮流计算，能够准确地了解到中压网络负荷功率在各支路的分布、各节点的电压损失、线路能耗以及供电系统负荷总功率因数。通常，中压网络潮流分析计算的主要内容包括计算中压网络各节点的电压分布与功率分布。其中功率分布包括有功功率分布和无功功率分布。通过中压网络潮流分析计算，以验证以下内容：

1)各变电所的母线电压是否在设计允许范围内；

2)中压网络的中压电缆在各种运行方式情况下，是否会出现过负荷情况；

3)中压网络供电分区的功率分布是否均衡。

如果上述计算分析结果不满足中压网络的技术要求，则必须修正中压网络拓扑结构或运行方式，以保障城市轨道交通供电系统安全可靠地运行，且尽量满足节能要求。

目前现有的城市轨道交通中压网络潮流分析计算方法主要包括解析计算、模拟计算、数学模型计算三类方法。其中，

解析计算方法利用公式进行计算，其通常会采用各种近似假定条件进行简化计算。这种方法只适用较简单的中压网络，且计算结果误差较大。

模拟计算方法是利用一些装置来模拟城市轨道供电系统中压网络，进而对模拟的中压网络设备的各电量进行实时监测。通过将监测得到的结果乘以一定的比例系数以得到实际系统的运行参数。然而该类方法由于是采用模拟设备来模拟中压网络，非常耗费时间、人力、物力，成本较高。

数学模型计算方法是根据某个特定拓扑结构的中压网络，人工进行交流母线节点排序，并建立相应的数学模型及进行潮流分析计算。然而该方法适用范围窄，所建数学模型只是适合某个特定拓扑结构的中压网络，当改变城市轨道交通中压网络外部电源供电方式或中压网络接入的直流牵引变电所、配电所数量或位置时，就需要重新对新的中压网络拓扑进行相应数学建模和潮流分析计算，因此该传统的数学模型计算方法不能自适应任意中压网络拓扑结构，不具备通用性、灵活性、高效性。

发明内容

基于此，本发明提供一种城市轨道交通中压网络潮流分析计算方法，以解决现有技术中传统的数学模型计算方法不能自适应任意中压网络拓扑结构，不具备通用性、灵活性、高效性的问题。技术方案如下：

本发明提供一种城市轨道交通中压网络潮流分析计算方法，应用于中压网络系统，所述中压网络系统包括至少一个主变电所，其中一个所述主变电所至少包括第一主变压器；所述第一主变压器通过第一交流母线连接n台牵引变电所和配电所，所述n为正整数；每台所述牵引变电所与所述第一交流母线的连接点为一节点，每台所述配电所与所述第一交流母线的连接点为一节点，所述方法包括：

依据所述n台牵引变电所和配电所的位置信息，按照预设规则，对所述n台牵引变电所和配电所分别与所述第一交流母线连接的各个节点进行独立编号，并将编号后的节点存储到节点编号数组中；其中确定所述第一主变压器与所述第一交流母线连接的节点为第一节点；

根据各牵引变电所、配电所的位置信息、各牵引变电所、配电所的参数信息以及各牵引变电所、配电所t时刻的输出功率，计算t时刻所述节点编号数组中各节点的运算负荷；t大于等于0；

计算所述节点编号数组中相邻节点之间的线性阻抗；

依据所述节点编号数组、所述节点编号数组中各节点的运算负荷以及所述节点编号数组中相邻节点之间的线性阻抗，自动生成所述第一交流母线潮流计算等值电路。

优选地，所述计算所述第一交流母线潮流计算等值电路后，所述方法还包括：

根据所述等值电路，自判断所述第一交流母线的始端节点和终端节点；

依据所述第一交流母线的始端节点和终端节点，以及所述节点编号数组，识别正向潮流流通的节点路径和反向潮流流通的节点路径；

根据所述反向潮流流通的节点路径，由所述终端节点向所述始端节点反算功率；

根据所述正向潮流流通的节点路径，由所述始端节点向所述终端节点正算电压。

优选地，所述根据所述反向潮流流通的节点路径，由所述终端节点向所述始端节点反算功率包括：

根据所述反向潮流流通的节点路径，利用公式：

S_start＝S_end+ΔS计算所述反向潮流流通的节点路径的反算功率；

其中，