三相不平衡低压配电系统潮流计算方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910424457.8 (22)申请日 2019.05.21 (71)申请人 华北水利水电大学 地址 450011 河南省郑州市金水区北环路 36号 (72)发明人 王瑞莲刘楷安张洋 (74)专利代理机构 郑州联科专利事务所(普通 合伙) 41104 代理人 刘建芳 (51)Int.Cl. H02J 3/06(2006.01) (54)发明名称 一种三相不平衡低压配电系统潮流计算方 法 (57)摘要 本发明公开了一种三相不平衡低压配电系 统的潮流计算方法， 首先等效为在各种。

2、接线情况 下均三相结构对称的配电系统， 建立其简化的电 路模型和确定节点负荷接入方案的二进制编码 的相序配置策略， 然后对其拓扑结构进行合理的 编号， 并利用矩阵形式存储原始数据， 最后直接 利用矩阵元素的代数运算求解配电系统的各支 路潮流和各负荷节点电压； 由于引入0-1逻辑变 量表述三相负荷接入方案和利用矩阵形式来表 示电路的拓扑结构， 使电路模型中结构连接的逻 辑关系清晰明确， 易于计算过程的程序化实现， 矩阵形式的原始数据作为唯一数据输入， 计算过 程中直接利用矩阵元素的代数运算求解， 使程序 计算用时较少， 收敛速度较快。 权利要求书4页 说明书13页 附图3页 CN 1099950。

3、39 A 2019.07.09 CN 109995039 A 1.一种三相不平衡低压配电系统潮流计算方法， 其特征在于： 具体包括以下几个步骤： 步骤一， 将三相不平衡低压配电系统等效为各种接线情况下均三相结构对称的低压配 电系统， 并建立结构对称低压配电系统简化的电路模型和确定三相不平衡低压配电系统中 三相负荷接入相序的二进制编码的相序配置策略： 1-1， 根据三相不平衡低压配电系统负荷接入情况， 将其等效为各种接线情况下均三相 结构对称的低压配电系统； 低压配电系统的单相负荷以单相两线接线方式接入， 单相负荷接入其中一相时， 在接 入负荷处低压配电系统结构就不再三相对称， 这里对单相负荷作。

4、电路等效处理， 接入相负 荷值不变， 未接入相等效为接入零值负荷， 将单相两线接线形式等效为三相四线接线形式， 则负荷节点接入低压配电系统的结构变为三相结构对称的三相四线制； 低压配电系统的两相负荷以两相三线接线方式接入， 当两相负荷接入其中两相时， 在 接入负荷处低压配电系统结构就不再三相对称， 这里对两相负荷作电路等效处理， 接入相 负荷值不变， 未接入相等效为接入零值负荷， 将两相三线接线形式等效为三相四线接线形 式， 则负荷节点接入低压配电系统结构变为三相对称结构的三相四线制； 低压配电系统的三相负荷以三相四线接线方式接入， 接入负荷处低压配电系统结构为 三相对称结构的三相四线制； 1。

5、-2， 根据等效后三相结构对称的低压配电系统的特点， 建立简化的电路模型， 将配电 变压器低压侧作为电势节点， 等值为电压幅值和相角为恒定已知量； 其余节点都是负荷接 入点， 简称为负荷节点； 馈线上所有负荷等效为支路末端节点集中的三相负荷， 简称为三相 负荷； 馈线支路采用集中参数模型， 故低压配电系统中只有一个电势节点， 其余节点为负荷 节点； 低压配电系统中每一条支路与系统中的两个节点相连， 潮流流出节点称为支路始端 节点， 潮流流入节点称为支路末端节点； 1-3， 建立确定三相不平衡低压配电网中三相负荷接入相序的二进制编码的相序配置 策略； 步骤二， 对电路模型拓扑结构中的支路和节点进。

6、行编号， 从与电势节点相连支路出发， 依次编号为1,2,3b， b为配电系统的支路数； 电势节点编号为0， 对应支路末端节点依次 编号为1,3,4n-1， n为低压配电系统的节点数， 则Nn-1； 为了后续程序简便起见， 编号 时使支路编号与相连的末端节点编号相同， 则有bn-1； 并通过初始数据矩阵DS来表述电路模型的拓扑结构和具体参数； 步骤三， 通过初始数据矩阵DS来构造电路模型的节点支路关联矩阵NB； 步骤四， 根据节点支路关联矩阵NB构造由电势节点到负荷节点的潮流流经的路径矩阵 P； 步骤五， 根据路径矩阵P和初始数据矩阵DS， 构造电势节点到负荷节点的潮流流经的支 路阻抗矩阵ZP和。

7、三相负荷的复功率矩阵SB； 步骤六， 计算三相不平衡低压配电系统的各负荷节点电压和各个支路的潮流。 2.根据权利要求1所述的三相不平衡低压配电系统潮流计算方法， 其特征在于： 所述的 步骤1-3中， 具体包括如下步骤： 引入0-1逻辑变量代表三相负荷接入相序， 确定低压配电系统三相负荷接入相序的相 权利要求书 1/4 页 2 CN 109995039 A 2 序配置策略x， 其中xx1 x2 . xj . xN， 且N为低压配电系 统负荷节点的个数； 式中： xAj(i1,2,N)， xBj(i1,2,N)， xCj(i1,2,N)， 分别为 三相负荷A、 B、 C三相接入负荷所对应的0-1逻。

8、辑变量， 表示对应三相负荷接入相序的配置策 略， xAj1表示节点j接入三相负荷中A相接入负荷， xAj0表示节点j接入三相负荷中A相不 接入负荷， xBj1表示节点j接入三相负荷中B相接入负荷， xBj0表示节点j接入三相负荷 中B相不接入负荷， xCj1表示节点j接入三相负荷中C相接入负荷， xCj0表示节点j接入三 相负荷中C相不接入负荷。 3.根据权利要求1所述的三相不平衡低压配电系统潮流计算方法， 其特征在于： 所述的 步骤二中， 初始数据矩阵DS为b行， 6列的矩阵， 其中第i行为： DS(i,:)y,NS(y),NR(y),L (y),x(NR(y),S(NR(y)； i1,2,。

9、.,b； y为第i条支路编号， NS(y)为第i条支路始端 节点的编号， NR(y)为第i条支路末端节点的编号， L(y)为第i条支路长度， X(NR(y)为末端 节点为NR(y)的三相负荷的相序配置策略， 则x(NR(y)xj， S(NR(y)为末端节点为NR(y) 的三相负荷复功率， 当NR(y)j时，当xAj0时Saj0， 当xAj1时 Saj为第i条支路的末端节点j接入的三相负荷中A相负荷的复功率； 同理， 当xBj0时Sbj 0， 当xBj1时Sbj为第i条支路的末端节点j接入的三相负荷中B相负荷的复功率； 当xCj0 时Scj0， 当xCj1时Scj为第i条支路的末端节点j接入的三。

10、相负荷中C相负荷的复功率； j 1,2,.,n-1。 4.根据权利要求1所述的三相不平衡低压配电系统潮流计算方法， 其特征在于： 所述的 步骤三中节点支路关联矩阵NB为n行， b列的矩阵， 第j行第i列元素NB(j,i)为： 其中， j1,2,.,n， i1,2,.,b。 5.根据权利要求1所述的三相不平衡低压配电系统潮流计算方法， 其特征在于： 所述的 步骤四中路径矩阵P为(n-1)行， b列的矩阵， 第j行第i列元素P(j,i)为： 其中， j1,2,.,n-1， i1,2,.,b； 从电势节点0到负荷节点j的潮流流经支路的判定包括以下几步： 遍历NB矩阵中第(j+1)行元素NB(j,:)。

11、若NB(j,y)1， 可确定支路y末端节点为j； 遍历NB矩阵中第y列元素NB(:,y)， 若NB(z,y)-1， 可确定支路y始端节点为(z-1)； 遍历NB矩阵中第z行元素NB(z,:)， 若NB(z,t)1， 可确定支路t末端节点为(z-1)； 重复以上步骤， 直到支路始端节点为电势节点0。 6.根据权利要求1所述的三相不平衡低压配电系统潮流计算方法， 其特征在于： 所述的 权利要求书 2/4 页 3 CN 109995039 A 3 步骤五中支路阻抗矩阵ZP为(n-1)行， b列的矩阵， 第j行第i列元素ZP(j,i)为： ZP(j,i)P(j,i)*ZXi； 其中， ZXi为第i条支。

12、路的阻抗， ZXi(p,q)L(i)*Xi(p,q)*ZL(p, q)三相负荷的复功率矩阵SB为b行， (n-1)列的矩阵， 第i行第j列元素SB(i， j)P(i， j)*S (j)； 其中， L(i)DS(i,4)，为单位长度支路阻抗； XixixiT， 第i条支 路末端节点为j， 则xiDS(i,5)， S(j)DS(i,6)p1,2,3， q1,2,3； j1,2,.,n-1， i1,2,.,b。 7.根据权利要求1所述的三相不平衡低压配电系统潮流计算方法， 其特征在于： 所述的 步骤六具体包括如下步骤： 1)设定各个负荷节点的电压初始值依次为V1， V2， Vj， Vn-1,构造节点。

13、电压矩阵V， 节 点电压矩阵V为1行， (n-1)列的矩阵， 其中第j列元素： V(1,j)Vj； 其中， Vj表示负荷节点j的电压初始值， 2)进一步可得到节点电压共轭矩阵VC， 节点电压共轭矩阵为1行， (n-1)列的矩阵， 其中 第j列元素： VC(1,j)V*(1,j) 三相负荷的复功率共轭矩阵为SC， 三相负荷的复功率共轭矩阵SC为b行， (n-1)列的矩 阵， 其中第i行第j列元素为： SC(i,j)SB*(i,j) 其中， i1,2,.,b； j1,.,n-1； 3)计算可得电流矩阵LC， 支路电流矩阵FC， LC(i,j)(p,1)SC(i,j)(p,1)/VC(1,j)(p,。

14、1) 其中， i1,2,.,9； j1,.,9； p1,2,3； 4)计算可得压降矩阵D， 总压降矩阵M和电压矩阵T； 压降矩阵D， 总压降矩阵M和电压矩 阵T为n-1行， b列的矩阵； D(j,i)ZP(j,i)*FC(i,1) T(j,i)V0-M(j,i) 计算可得新节点电压矩阵Vnew， 新节点电压矩阵Vnew为1行， (n-1)列的矩阵， 第j列元 素： Vnew(1,j)min(T(j,1),T(j,2),.T(j,(n-1) 权利要求书 3/4 页 4 CN 109995039 A 4 其中，V0a， V0b， V0c分别为配电网低压侧变压器出口处A相， B相， C相电压测量 值。

15、， i1,2,.,b； j1,.,n-1； l1,2,.,i； 5)确定收敛条件， 选择系统的误差精度为 ， 判定|Vnew(1,i)(p,1)-V(1,i)(p,1)| 是否成立， 如果不成立， 则令V(1,j)Vnew(1,j)并回到步骤2)； 否则， 可得系统各负荷节点电压和各支路潮流： 负荷节点j的电压为UjV(1,j) 第i支路电流为IliFC(i,1) 第i条支路潮流为 其中， Ur和Ut分别为支路i的始端节点r和末端节点t的电压， i1,2,.,b； j 1,.,n-1。 权利要求书 4/4 页 5 CN 109995039 A 5 一种三相不平衡低压配电系统潮流计算方法 技术领。

16、域 0001 本发明涉及低压配电技术领域， 尤其涉及一种三相不平衡低压配电系统潮流计算 方法。 背景技术 0002 目前， 配电网潮流计算是配电网系统分析、 经济运行的重要基础。 配电网的网络重 构、 故障处理、 无功优化和状态估计、 线损分析等都需要用到配电网潮流计算的结果。 一种 性能优良的潮流计算方法是配电系统管理的关键。 随着电力部门对配电网管理的重视程度 不断加深， 专门针对配电网的潮流计算研究广泛开展起来。 由于低压配电网电压等级较输 电网低， 稳态运行时网络结构呈树形、 多分支的单向辐射状结构， 线路R/X值较高， 多数情况 大于1； 低压配电变压器多位于负荷中心， 自配电变压器。

17、低压侧向多个方向供电， 可将配电 系统上级变电站出口母线视为无穷大电源， 多个方向的供电可分开进行计算， 低压配电网 的潮流从配变配电变压器低压侧流向负荷， 线路上的潮流流动具有单向性。 另外， 在三相四 线制的低压配电网中， 三相负荷、 单相负荷均可方便的接入， 这是380V/220V系统的优点之 一。 但是， 其接线方式有三相四线、 单相两线、 两相三线等多种形式， 使三相电网结构在负荷 接入处难以始终保持三相对称， 给计算程序的实现带来一定的困难。 0003 国内外学者根据低压配电网的特点提出了各种低压配电网潮流算法， 如牛顿法、 改进PQ解耦法、 回路阻抗法和前推回代法等。 但牛顿法需。

18、要形成导纳矩阵， 并且雅可比矩阵 的对角优势不复存在， 很难收敛； 改进PQ解耦法对R/X值较大的线路引入补偿技术， 这种算 法复杂化， 丧失了快速解耦原有计算量小、 收敛可靠的优点； 回路阻抗法需要复杂的节点和 支路编号， 比较耗时。 比较而言， 前推回代潮流算法充分利用了网络呈辐射状的结构特点， 该方法物理概念明晰， 但由于配电网络结构庞大， 分支较多， 计算过程中对网络结构数据的 搜索， 影响了潮流的计算速度， 数据每次前推时都计算支路的功率损耗， 涉及直接对数据矩 阵的计算， 占用空间比较大又比较费时。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种三相不平衡低压配电系统潮流计算方法， 能。

19、够使计算过 程易于程序化实现， 且整体程序简单， 用时较少， 收敛速度较快。 0005 本发明采用的技术方案为： 0006 一种三相不平衡低压配电系统潮流计算方法,具体包括以下几个步骤： 0007 步骤一， 将三相不平衡低压配电系统等效为各种接线情况下均三相结构对称的低 压配电系统， 并建立结构对称低压配电系统简化的电路模型和确定三相不平衡低压配电系 统中三相负荷接入相序的二进制编码的相序配置策略； 0008 (1)根据三相不平衡低压配电系统负荷接入情况， 将其等效为各种接线情况下均 三相结构对称的低压配电系统； 0009 三相不平衡低压配电系统的单相负荷以单相两线接线方式接入， 当单相负荷接。

20、入 说明书 1/13 页 6 CN 109995039 A 6 其中一相时， 在接入负荷处低压配电系统结构就不再三相对称， 这里对单相负荷作电路等 效处理， 以接入A相为例， A相接入负荷SA保持不变， B、 C两相接入负荷为零， 即令SBSC0， 将单相两线接线形式等效为三相四线接线形式， 则负荷节点接入低压配电系统的结构变为 三相对称结构的三相四线制， 故低压配电系统负荷是单相负荷用户时， 需要确定单相负荷 接入相序； 0010 三相不平衡低压配电系统的两相负荷以两相三线接线方式接入， 当两相负荷接入 其中两相时， 在接入负荷处低压配电系统结构就不再三相对称， 这里对两相负荷作电路等 效处。

21、理， 以接入A相和B相为例， A相和B相接入负荷SA和SB保持不变， C相接入负荷为零， 即令 SC0， 将两相三线接线形式等效为三相四线接线形式， 则负荷节点接入低压配电系统结构 变为三相对称结构的三相四线制， 故低压配电系统负荷是两相负荷用户时， 需要确定负荷 接入相序； 0011 三相不平衡低压配电系统的三相负荷以三相四线接线方式接入， 接入负荷处低压 配电系统结构为三相对称结构的三相四线制结构； 0012 (2)根据等效后三相结构对称的低压配电系统的特点， 建立简化的电路模型， 将配 电变压器低压侧作为电势节点， 等值为电压幅值和相角为恒定已知量； 其余节点都是负荷 接入点， 简称为负。

22、荷节点； 馈线上所有负荷等效为支路末端节点集中的三相负荷， 且为恒功 率即PQ负荷， 简称为三相负荷； 馈线支路采用集中参数模型， 故低压配电系统中只有一个电 势节点， 其余节点为负荷节点； 低压配电系统中每一条支路与系统中的两个节点相连， 潮流 流出节点称为支路始端节点， 潮流流入节点称为支路末端节点； 0013 (3)建立确定三相不平衡低压配电网中三相负荷接入相序的二进制编码的相序配 置策略； 0014 引入0-1逻辑变量代表三相负荷接入相序， 确定低压配电系统三相负荷接入相序 的相序配置策略x， 其中xx1 x2 . xj . xN， 且N为低压配 电系统负荷节点的个数； 式中： xAj。

23、(i1,2,N)， xBj(i1,2,N)， xCj(i1,2,N)， 分 别为三相负荷A、 B、 C三相接入负荷所对应的0-1逻辑变量， 表示对应三相负荷接入相序的配 置策略， xAj1表示节点j接入三相负荷中A相接入负荷， xAj0表示节点j接入三相负荷中A 相不接入负荷， xBj1表示节点j接入三相负荷中B相接入负荷， xBj0表示节点j接入三相 负荷中B相不接入负荷， xCj1表示节点j接入三相负荷中C相接入负荷， xCj0表示节点j接 入三相负荷中C相不接入负荷； 0015 步骤二， 对电路模型中拓扑结构的支路和节点进行编号， 从与电势节点相连支路 出发， 依次编号为1,2,3b， 。

24、b为配电系统的支路数； 电势节点编号为0， 对应支路末端节 点依次编号为1,3,4n-1， n为低压配电系统的节点数， 则Nn-1； 为了后续程序简便起 见， 编号时使支路编号与相连的末端节点编号相同， 则有bn-1； 0016 并通过初始数据矩阵DS来表述电路模型的拓扑结构和具体参数， 初始数据矩阵DS 为b行， 6列的矩阵， 其中第i行为： DS(i， ： )y， NS(y)， NR(y)， L(y)， x(NR(y)， S(NR(y)； i 1,2,.,b； y为第i条支路编号， NS(y)为第i条支路始端节点的编号， NR(y)为第i条支 说明书 2/13 页 7 CN 1099950。

25、39 A 7 路末端节点的编号， L(y)为第i条支路长度， X(NR(y)为末端节点为NR(y)的三相负荷的相 序配置策略， 则x(NR(y)xj， S(NR(y)为末端节点为NR(y)的三相负荷复功率， 当NR(y) j时，当xAj0时Saj0， 当xAj1时Saj为第i条支路的末端节点j接 入的三相负荷中A相负荷的复功率； 同理， 当xBj0时Sbj0， 当xBj1时Sbj为第i条支路的 末端节点j接入的三相负荷中B相负荷的复功率； 当xCj0时Scj0， 当xCj1时Scj为第i条 支路的末端节点j接入的三相负荷中C相负荷的复功率； j1,2,.,n-1； 0017 步骤三， 通过初始。

26、数据矩阵DS来构造电路模型的节点支路关联矩阵NB， 节点支路 关联矩阵NB为n行， b列的矩阵， 第j行第i列元素NB(j,i)为： 0018 0019 其中， j1,2,.,n， i1,2,.,b； 0020 步骤四， 根据节点支路关联矩阵NB构造由电势节点到负荷节点的潮流流经的路径 矩阵P， 路径矩阵P为(n-1)行， b列的矩阵， 第j行第i列元素P(j,i)为： 0021 0022 其中， j1,2,.,n-1， i1,2,.,b； 0023 从电势节点0到负荷节点j的潮流流经支路的判定包括以下几步： 0024 1)遍历NB矩阵中第(j+1)行元素NB(j,:)若NB(j,y)1， 可。

27、确定支路y末端节点为 j； 0025 2)遍历NB矩阵中第y列元素NB(:,y)， 若NB(z,y)-1， 可确定支路y始端节点为(z- 1)； 0026 3)遍历NB矩阵中第z行元素NB(z,:)， 若NB(z,t)1， 可确定支路t末端节点为(z- 1)； 0027 4)重复以上步骤2,3， 直到支路始端节点为电势节点0； 0028 则从电势节点0到负荷节点j的潮流经路径为电势节点0支路t， 节点(z-1)， 支 路y， 负荷节点j； 0029 步骤五， 根据路径矩阵P和初始数据矩阵DS， 构造电势节点到负荷节点的潮流流经 的支路阻抗矩阵ZP和三相负荷的复功率矩阵SB； 支路阻抗矩阵ZP为。

28、(n-1)行， b列的矩阵， 第 j行第i列元素ZP(j,i)为： 0030 ZP(j,i)P(j,i)*ZXi； 其中， ZXi为第i条支路的阻抗， ZXi(p,q)L(i)*Xi(p,q)* ZL(p,q)三相负荷的复功率矩阵SB为b行， (n-1)列的矩阵， 第i行第j列元素SB(i， j)P(i， j)*S(j)； 0031其中， L(i)DS(i,4)，为单位长度支路阻抗； XixixiT， 第i 说明书 3/13 页 8 CN 109995039 A 8 条支路末端节点为j， 则xiDS(i,5)， p1,2,3， q1,2,3； j1,2,.,n-1， i1, 2,.,b； 00。

29、32 步骤六， 计算三相不平衡低压配电系统的各负荷节点电压和各个支路的潮流， 具 体包括： 0033 1)设定各个负荷节点的电压初始值依次为V1， V2， Vj， Vn-1,构造节点电压矩阵 V， 节点电压矩阵V为1行， (n-1)列的矩阵， 其中第j列元素： V(1,j)Vj 0034其中， Vj表示负荷节点j的电压初始值， 0035 其中， j1,2,.,n-1； 0036 2)进一步可得到节点电压共轭矩阵VC， 节点电压共轭矩阵为1行， (n-1)列的矩阵， 其中第j列元素： 0037 VC(1,j)V*(1,j) 0038 三相负荷的复功率共轭矩阵为SC， 三相负荷的复功率共轭矩阵SC。

30、为b行， (n-1)列 的矩阵， 其中第i行第j列元素为： 0039 SC(i,j)SB*(i,j) 0040 其中， i1,2,.,b； j1,.,n-1； 0041 3)计算可得电流矩阵LC， 支路电流矩阵FC， 0042 LC(i,j)(p,1)SC(i,j)(p,1)/VC(1,j)(p,1) 0043 0044 其中， i1,2,.,9； j1,.,9； p1,2,3； 0045 4)计算可得压降矩阵D， 总压降矩阵M和电压矩阵T； 压降矩阵D， 总压降矩阵M和电 压矩阵T为n-1行， b列的矩阵； 0046 D(j,i)ZP(j,i)*FC(i,1) 0047 0048 T(j,i。

31、)V0-M(j,i) 0049 计算可得新节点电压矩阵Vnew， 新节点电压矩阵Vnew为1行， (n-1)列的矩阵， 第j 列元素： Vnew(1,j)min(T(j,1),T(j,2),.T(j,(n-1) 0050其中，V0a， V0b， V0c分别为配电网低压侧变压器出口处A相， B相， C相电 压测量值， i1,2,.,b； j1,.,n-1； l1,2,.,i； 0051 5)确定收敛条件， 选择系统的误差精度为 ， 判定|Vnew(1,i)(p,1)-V(1,i)(p,1)| 是否成立， 如果不成立， 则令V(1,j)Vnew(1,j)并回到步骤2)； 0052 否则， 可得系统。

32、各负荷节点电压和各支路潮流： 0053 负荷节点j的电压为UjV(1,j) 说明书 4/13 页 9 CN 109995039 A 9 0054 第i支路电流为IliFC(i,1) 0055第i条支路潮流为 0056 其中， Ur和Ut分别为支路i的始端节点r和末端节点t的电压， i1,2,.,b； j 1,.,n-1。 0057 本发明通过针对配电网台区一个方向的配电系统进行潮流计算， 首先根据三相不 平衡低压配电系统的特点， 等效为在各种接线情况下均三相结构对称的低压配电网， 并建 立低压配电系统简化的电路模型和确定三相负荷接入方案的二进制编码的相序配置策略； 然后对其拓扑结构进行合理的编。

33、号， 并利用矩阵形式存储配电网的原始数据， 包括拓扑结 构关系和电网参数， 并将其作为唯一的数据输入， 构造配电网的节点支路关联矩阵和由电 势节点到负荷结点的潮流流经的路径矩阵， 进一步构造支路阻抗矩阵和三相负荷的复功率 矩阵； 最后直接利用矩阵元素的代数运算求解配电网的各支路电流和各负荷节点电压。 附图说明 0058 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。 0。

34、059 图1为本发明计算过程流程图； 0060 图2为本发明实施例所述根据三相不平衡低压配电系统负荷接入情况， 将其等效 为各种接线情况下均三相结构对称的低压配电系统的示意图； 0061 图3为本发明实施例所述三相不平衡低压配电系统简化的电路模型示意图； 0062 图4为本发明实施例所述三相不平衡低压配电系统电路模型支路节点编号示意 图； 0063 图5为本发明实施例所述三相不平衡低压配电系统从电势节点到负荷节点9的潮 流流经支路判定示意图。 具体实施方式 0064 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分。

35、实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0065 如图1、 2和3所示， 本发明具体包括以下几个步骤： 0066 步骤一， 将三相不平衡低压配电系统等效为各种接线情况下均三相结构对称的低 压配电系统， 并建立结构对称低压配电系统简化的电路模型和确定三相不平衡低压配电系 统中三相负荷接入相序的二进制编码的相序配置策略； 0067 (1)根据三相不平衡低压配电系统负荷接入情况， 将其等效为各种接线情况下均 三相结构对称的低压配电系统； 0068 三相不平衡低压配电系统的单相负荷以单相。

36、两线接线方式接入， 当单相负荷接入 说明书 5/13 页 10 CN 109995039 A 10 其中一相时， 在接入负荷处低压配电系统结构就不再三相对称， 这里对单相负荷作电路等 效处理， 以接入A相为例， A相接入负荷SA保持不变， B、 C两相接入负荷为零， 即令SBSC0， 将单相两线接线形式等效为三相四线接线形式， 则负荷节点接入低压配电系统的结构变为 三相对称结构的三相四线制， 故低压配电系统负荷是单相负荷用户时， 需要确定单相负荷 接入相序； 0069 三相不平衡低压配电系统的两相负荷以两相三线接线方式接入， 当两相负荷接入 其中两相时， 在接入负荷处低压配电系统结构就不再三相。

37、对称， 这里对两相负荷作电路等 效处理， 以接入A相和B相为例， A相和B相接入负荷SA和SB保持不变， C相接入负荷为零， 即令 SC0， 将两相三线接线形式等效为三相四线接线形式， 则负荷节点接入低压配电系统结构 变为三相对称结构的三相四线制， 故低压配电系统负荷是两相负荷用户时， 需要确定负荷 接入相序； 0070 三相不平衡低压配电系统的三相负荷以三相四线接线方式接入， 接入负荷处低压 配电系统结构为三相对称结构的三相四线制结构； 0071 (2)根据等效后三相结构对称的低压配电系统的特点， 建立简化的电路模型， 将配 电变压器低压侧作为电势节点， 等值为电压幅值和相角为恒定已知量； 。

38、其余节点都是负荷 接入点， 简称为负荷节点； 馈线上所有负荷等效为支路末端节点集中的三相负荷， 且为恒功 率即PQ负荷， 简称为三相负荷； 馈线支路采用集中参数模型， 故低压配电系统中只有一个电 势节点， 其余节点为负荷节点； 低压配电系统中每一条支路与系统中的两个节点相连， 潮流 流出节点称为支路始端节点， 潮流流入节点称为支路末端节点； 0072 (3)建立确定三相不平衡低压配电网中三相负荷接入相序的二进制编码的相序配 置策略； 0073 引入0-1逻辑变量代表三相负荷接入相序， 确定低压配电系统三相负荷接入相序 的相序配置策略x， 其中xx1 x2 . xj . xN， 且N为低压配 电。

39、系统负荷节点的个数； 式中： xAj(i1,2,N)， xBj(i1,2,N)， xCj(i1,2,N)， 分 别为三相负荷A、 B、 C三相接入负荷所对应的0-1逻辑变量， 表示对应三相负荷接入相序的配 置策略， xAj1表示节点j接入三相负荷中A相接入负荷， xAj0表示节点j接入三相负荷中A 相不接入负荷， xBj1表示节点j接入三相负荷中B相接入负荷， xBj0表示节点j接入三相 负荷中B相不接入负荷， xCj1表示节点j接入三相负荷中C相接入负荷， xCj0表示节点j接 入三相负荷中C相不接入负荷； 0074 步骤二， 对电路模型中拓扑结构的支路和节点进行编号， 从与电势节点相连支路。

40、 出发， 依次编号为1,2,3b， b为配电系统的支路数； 电势节点编号为0， 对应支路末端节 点依次编号为1,3,4n-1， n为低压配电系统的节点数， 则Nn-1； 为了后续程序简便起 见， 编号时使支路编号与相连的末端节点编号相同， 则有bn-1； 图中为了区分二者， 进行 了加中括号的区分， 但是实际使用时二者是相同的对应编号。 0075 并通过初始数据矩阵DS来表述电路模型的拓扑结构和具体参数， 初始数据矩阵DS 为b行， 6列的矩阵， 其中第i行为： DS(i， ： )y， NS(y)， NR(y)， L(y)， x(NR(y)， S(NR(y)； i 说明书 6/13 页 11 。

41、CN 109995039 A 11 1,2,.,b； y为第i条支路编号， NS(y)为第i条支路始端节点的编号， NR(y)为第i条支 路末端节点的编号， L(y)为第i条支路长度， X(NR(y)为末端节点为NR(y)的三相负荷的相 序配置策略， 则x(NR(y)xj， S(NR(y)为末端节点为NR(y)的三相负荷复功率， 当NR(y) j时，当xAj0时Saj0， 当xAj1时Saj为第i条支路的末端节点j接 入的三相负荷中A相负荷的复功率； 同理， 当xBj0时Sbj0， 当xBj1时Sbj为第i条支路的 末端节点j接入的三相负荷中B相负荷的复功率； 当xCj0时Scj0， 当xCj。

42、1时Scj为第i条 支路的末端节点j接入的三相负荷中C相负荷的复功率； j1,2,.,n-1； 0076 步骤三， 通过初始数据矩阵DS来构造电路模型的节点支路关联矩阵NB， 节点支路 关联矩阵NB为n行， b列的矩阵， 第j行第i列元素NB(j,i)为： 0077 0078 其中， j1,2,.,n， i1,2,.,b； 0079 步骤四， 根据节点支路关联矩阵NB构造由电势节点到负荷节点的潮流流经的路径 矩阵P， 路径矩阵P为(n-1)行， b列的矩阵， 第j行第i列元素P(j,i)为： 0080 其中， j1,2,.,n-1， i1,2,.,b； 0081 从电势节点0到负荷节点j的潮流。

43、流经支路的判定包括以下几步： 0082 5)遍历NB矩阵中第(j+1)行元素NB(j,:)若NB(j,y)1， 可确定支路y末端节点为 j； 0083 6)遍历NB矩阵中第y列元素NB(:,y)， 若NB(z,y)-1， 可确定支路y始端节点为(z- 1)； 0084 7)遍历NB矩阵中第z行元素NB(z,:)， 若NB(z,t)1， 可确定支路t末端节点为(z- 1)； 0085 8)重复以上步骤2,3， 直到支路始端节点为电势节点0； 0086 则从电势节点0到负荷节点j的潮流经路径为电势节点0支路t， 节点(z-1)， 支 路y， 负荷节点j； 0087 步骤五， 根据路径矩阵P和初始数。

44、据矩阵DS， 构造电势节点到负荷节点的潮流流经 的支路阻抗矩阵ZP和三相负荷的复功率矩阵SB； 支路阻抗矩阵ZP为(n-1)行， b列的矩阵， 第 j行第i列元素ZP(j,i)为： 0088 ZP(j,i)P(j,i)*ZXi； 其中， ZXi为第i条支路的阻抗， ZXi(p,q)L(i)*Xi(p,q)* ZL(p,q)三相负荷的复功率矩阵SB为b行， (n-1)列的矩阵， 第i行第j列元素SB(i， j)P(i， j)*S(j)； 说明书 7/13 页 12 CN 109995039 A 12 0089其中， L(i)DS(i,4)，为单位长度支路阻抗； XixixiT， 第i 条支路末端。

45、节点为j， 则xiDS(i,5)， p1,2,3， q1,2,3； j1,2,.,n-1， i1, 2,.,b； 0090 步骤六， 计算三相不平衡低压配电系统的各负荷节点电压和各个支路的潮流， 具 体包括： 0091 1)设定各个负荷节点的电压初始值依次为V1， V2， Vj， Vn-1,构造节点电压矩阵 V， 节点电压矩阵V为1行， (n-1)列的矩阵， 其中第j列元素： V(1,j)Vj 0092其中， Vj表示负荷节点j的电压初始值， 0093 其中， j1,2,.,n-1； 0094 2)进一步可得到节点电压共轭矩阵VC， 节点电压共轭矩阵为1行， (n-1)列的矩阵， 其中第j列元。

46、素： 0095 VC(1,j)V*(1,j) 0096 三相负荷的复功率共轭矩阵为SC， 三相负荷的复功率共轭矩阵SC为b行， (n-1)列 的矩阵， 其中第i行第j列元素为： 0097 SC(i,j)SB*(i,j) 0098 其中， i1,2,.,b； j1,.,n-1； 0099 3)计算可得电流矩阵LC， 支路电流矩阵FC， 0100 LC(i,j)(p,1)SC(i,j)(p,1)/VC(1,j)(p,1) 0101 0102 其中， i1,2,.,9； j1,.,9； p1,2,3； 0103 4)计算可得压降矩阵D， 总压降矩阵M和电压矩阵T； 压降矩阵D， 总压降矩阵M和电 压。

47、矩阵T为n-1行， b列的矩阵； 0104 D(j,i)ZP(j,i)*FC(i,1) 0105 0106 T(j,i)V0-M(j,i) 0107 计算可得新节点电压矩阵Vnew， 新节点电压矩阵Vnew为1行， (n-1)列的矩阵， 第j 列元素： Vnew(1,j)min(T(j,1),T(j,2),.T(j,(n-1) 0108其中，V0a， V0b， V0c分别为配电网低压侧变压器出口处A相， B相， C相电压 测量值， i1,2,.,b； j1,.,n-1； l1,2,.,i； 0109 5)确定收敛条件， 选择系统的误差精度为 ， 判定|Vnew(1,i)(p,1)-V(1,i)。

48、(p,1)| 说明书 8/13 页 13 CN 109995039 A 13 是否成立， 如果不成立， 则令V(1,j)Vnew(1,j)并回到步骤2)； 0110 否则， 可得系统各负荷节点电压和各支路潮流： 0111 负荷节点j的电压为UjV(1,j) 0112 第i支路电流为IliFC(i,1) 0113第i条支路潮流为 0114 其中， Ur和Ut分别为支路i的始端节点r和末端节点t的电压， i1,2,.,b； j 1,.,n-1。 0115 为了进一步说明本发明， 以下以具体的实例对本发明进行进一步的解释说明。 0116 参见图1， 一种三相不平衡低压配电系统潮流计算方法,具体包括以。

49、下几个步骤： 0117 步骤一， 将三相不平衡低压配电系统等效为各种接线情况下均三相结构对称的低 压配电系统， 并建立结构对称低压配电系统简化的电路模型和确定三相不平衡低压配电系 统中三相负荷接入相序的二进制编码的相序配置策略； 0118 (1)参见图2， 根据三相不平衡低压配电系统负荷接入情况， 将其等效为各种接线 情况下均三相结构对称的低压配电系统； 0119 三相不平衡低压配电系统的单相负荷以单相两线接线方式接入， 当单相负荷接入 其中一相时， 在接入负荷处低压配电系统结构就不再三相对称， 这里对单相负荷作电路等 效处理， 以接入A相为例， A相接入负荷SA保持不变， B、 C两相接入负。

50、荷为零， 即令SBSC0， 将单相两线接线形式等效为三相四线接线形式， 则负荷节点接入低压配电系统的结构变为 三相对称结构的三相四线制， 故低压配电系统负荷是单相负荷用户时， 需要确定单相负荷 接入相序； 0120 三相不平衡低压配电系统的两相负荷以两相三线接线方式接入， 当两相负荷接入 其中两相时， 在接入负荷处低压配电系统结构就不再三相对称， 这里对两相负荷作电路等 效处理， 以接入A相和B相为例， A相和B相接入负荷SA和SB保持不变， C相接入负荷为零， 即令 SC0， 将两相三线接线形式等效为三相四线接线形式， 则负荷节点接入低压配电系统结构 变为三相对称结构的三相四线制， 故低压配。