[发明专利]一种基于前推回代法的岸电系统配网潮流计算方法

说明书

一种基于前推回代法的岸电系统配网潮流计算方法，属配电领域。其首先对含有岸电系统的配电网进行数据采集；然后在MATLAB平台上搭建该配电系统模型；采用前推回代法进行潮流计算；最后通过仿真得到该岸电系统的配电网潮流计算结果。其针对具有辐射网结构的配电系统，前推回代过程中与节点编号无关，不需要特别的编号规则；把根节点编号设置为0，其他节点只要按任意次序逐渐递增编号即可，计算简单，有效可行。可广泛用于岸电供电网络的设计及运行管理领域。

技术领域

本发明属于配电领域，尤其涉及一种用于计算岸电系统配网潮流的方法。

背景技术

伴随港口码头的大量出现，靠港船舶的数量和靠港船舶密度大大增加，如靠岸后继续使用船上的燃油发电机，必会形成相当壮观的“海上流动污染源”，对港口所在地的城市环境造成了不可逆的破坏。因此，岸电的发展应运而生。

岸电，即岸上电源，指船舶在泊位期间，从岸上所获得的供其水泵、通信、通风、照明和其他设施运行所需的电力。当船舶靠泊后，调节船舶辅机发电系统所产生电力的频率、电压和相位，使其与岸电系统保持一致，两个系统并网运行后停止船用辅机，开始由岸上电源为船舶供电。

大容量岸电并网给电网运行带来诸多的不确定性因素。船舶从靠港到离港，船舶负荷从无到有，这种冲击性的负荷接入系统后，会对配电网系统造成较大的冲击，也会引发一系列的电能质量问题。此外，大多数远航船舶的电气设备用电频率为60Hz，少部分为50Hz，而我国的供电用电频率为50Hz，这就需要通过变频技术将50Hz频率视需要输出50Hz/60Hz双频电制。变频器由此带来的对电网的谐波影响，也值得关注。

与常规的陆上输电系统相比，岸电的配电系统有其特殊性。

岸电配电系统的拓扑结构呈辐射状，线径相对较细，单位电阻与单位电抗的比值通常比较大，对于低压配电系统，其比值甚至大于1；配电线路总长度大，且存在较多的分支。

由于存在这些特殊性，在运用传统的牛顿-拉夫逊法求解配电系统潮流计算问题时，雅可比矩阵一般不具有对角优势，甚至呈现奇异或者病态特征，这使得该方法的计算效率不高，甚至可能出现收敛问题。对于由牛顿-拉夫逊法衍生出来的快速解藕算法FDLF(fast decoupled load flow)，也即所谓的P-Q分解方法，其更不适合应用于配电系统，尤其是低压配电系统。

针对配电系统所具有的这些特征，国内外有不少学者致力于研究适合配电系统潮流计算的更有效的方法，前推回代法就是其中的典型代表。

很多文献研究了面向支路的前推回代法，且在确定前推回代的顺序方面，多数从根节点开始，之后采用广度优先搜索并对配电系统进行分层处理的方法。这种节点编号方法比较复杂，变电站基层工作人员一般难以适应，需要经过一番努力才能使用基于这种方法开发的软件，因而比较抵触。

在此背景下，如何找到一种针对具有辐射网结构的配电系统、与节点编号无关的前推回代法，进行潮流计算，且能够计算简单，有效可行地得到该岸电系统的配电网潮流计算结果，是实际工作中急待解决的实际问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于前推回代法的岸电系统配网潮流计算方法。其针对具有辐射网结构的配电系统、与节点编号无关，不需要特别的编号规则，能够计算简单，有效可行地得到该岸电系统的配电网潮流计算结果。便于进行大容量岸电接入对电网的安全稳定分析、岸电冲击负荷特性分析及系统无功优化配置。

本发明的技术方案是：提供一种基于前推回代法的岸电系统配网潮流计算方法，其特征是所述的岸电系统配网潮流计算方法包括下列步骤：

1)首先对含有岸电系统的配电网进行数据采集；

2)在MATLAB平台上搭建该配电系统模型；

3)采用前推回代法进行潮流计算；