[发明专利]一种基于支路电阻偏差的牛顿-拉夫逊法直流电网潮流计算方法

摘要

一种基于支路电阻偏差的牛顿‑拉夫逊法直流电网潮流计算方法，包括：将支路电阻偏差按照泰勒级数在实数域内展开，以支路电阻偏差是否满足收敛条件作为收敛判据；并结合直流电网的特点，对雅可比矩阵进行了简化，使得雅可比矩阵结构和形成极其简单；同时考虑了加入控制器后的潮流计算，通过推导得到了雅可比矩阵计算式并不受控制器加入的影响；最后验证方法的有效性。结果表明：本发明对回路电流初值要求很低，回路电流初值可在除0以外的较大范围内任意选取，且对迭代次数的影响很小；本发明尤其适用于辐射状直流电网、含少环直流电网以及含环数目多但每个环路包含支路少的直流电网潮流计算，此时具有计算量小，编程简单的特点。

主权项

1.一种基于支路电阻偏差的牛顿‑拉夫逊法直流电网潮流计算方法，其特征是包括以下步骤：步骤1、读取网络数据，包括节点和支路数据，设置节点电压和回路电流初值，迭代计数k为0；步骤2、根据支路的首末段节点编号形成支路‑节点关联矩阵A，并根据式(2)和式(3)得到支路‑道路关联矩阵T、支路‑回路关联矩阵B；式中，At为树枝的支路‑节点关联子矩阵，Al为连枝的支路‑节点关联子矩阵；Tt为树枝的支路‑道路关联子矩阵；Bt为树枝的支路‑回路关联子矩阵；0表示零矩阵；E表示单位矩阵；步骤3、根据式(4)、式(5)形成雅克比矩阵；H′＝A                                         (4)G′＝diag(R)B                                    (5)式中，diag()表示将列向量转化成对角矩阵；R表示给定的支路电阻列向量；步骤4、根据式(6)、式(7)和式(8)分别求出Ub(k)、Ib(k)和ΔR(k)；Ub＝A(U‑eUs)                                   (6)Ib＝TIn+BIl＝T(P./U)+BIl                            (7)式中，Us为参考节点电压；e为单位列向量；In为节点注入电流列向量、P为节点注入功率列向量、Ib为支路电流列向量，Il为回路电流列向量；ΔRi表示支路电阻不平衡量步骤5、根据式(9)求出节点电压修正量ΔU(k)和回路电流修正量ΔIl(k)，并按照式(10)对节点电压和回路电流进行修正：式中，.*表示两矩阵对应元素相乘；步骤6、按照式(11)判断支路阻抗的不平衡量ΔR(k)是否达到要求的收敛精度ε，如果式(11)成立，迭代到此结束；反之，继续进行迭代：max{|ΔR(k)|}＜ε                                  (11)步骤7、迭代计数k加1，返回步骤4继续迭代过程。