10kV配电网潮流计算方法的实用化改进
配电网潮流计算的实用算法
的支路作为第 ２ ； 以第 ２层支路 的尾节点作为 层 再
父节 点 ， 续搜 索所 有 子 节 点 并 且将 子 节点 所 在 关 继 联 的支路 作为 第 ３层 ； 此 顺 序 搜 索直 至遍 历 全 部 依
针对 配电网的特点 ， 学者们做 了很 多的工作 ， 已经 研究 出 一 些 比 较 适 合 配 电 网 潮 流 的 算 法 ， 牛 顿 如
网， 具有收敛可靠 、 速度较快且 程序实现简单 等优
点 。最后 经 实 际应 用 证 明 了本 算法 是一 种实 用 的潮
流算 法 。
法口 ３ 改进 Ｐ －、 ］ Ｑ解耦法 、 Ｊ回路阻抗法 和前推回代 法 。 。 等。但牛顿法需要形成导纳矩阵， 并且雅可比
我 国城 乡基 本 上 采 用 １ Ｖ配 电 网供 电方 式 ， ０ｋ
矩阵的对角优势不复存在， 很难收敛； 改进 Ｐ Ｑ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 、 可靠 的优 点 ； 收敛 回路
阻抗法需要 复杂 的节 点和支 路编 号 ， 比较耗 时 。比较
收稿 日期 ：０ １ ０ ２ １ — １—１ ７ 作者简 介 ： 李伟 （９ ７ ） 男 ， 士生。 １８ 一 ， 硕 引文格 式 ： 李伟 ， 刘友仁 ， 陈恳 ， 配电网潮流计算 的实用算法 ［ ］ 南 昌大学学报 ： 等． Ｊ． 工科版 ，０ １３ （ ）３ ３— ０ ２ １ ，３ ３ ：０ ３ ６
文章编 号 ：０ ６— ４ ６ ２ １ ） ３ ３ ３— １０ ０ ５ （０ １ ０ —００ ０ ４
配 电 网潮 流 计 算 的 实用 算 法
基于改进蚁群算法的配电网潮流计算
F （ x ） = Σfi(x) 2= Σ(gi(x)-bi) 2=0 或 F(x)=[f(x)] Tf(x)
i = 1 i = 1
若潮流方程的解存在 ， 则以平方和形式出现的标量 函数 F(x) 的最小值应该为零 。 若此最小值不为零 ， 则说 明不存在能满足原方程组的解 。 这样 ， 就把解代数方程 组问题转化为求解 x*= [x1*， x2*， …， xn*]T， 从而使 F (x*) 为
* *
*
*
本文算法首先利用改进蚁群算法求解配电网非线性 （8 ） 潮流方程组 ， 计算出近似最优解作为牛顿 — 拉夫逊法求 解的初值 ， 然后进行牛顿 — 拉夫逊法计算 ， 直至求出潮 流方程最优解 。 其流程如图 1 所示 。
式 中 ： ω— 局 部 搜 索 步 长 ， 可 采 用 如 下 选 取 规 则 ： 一般取 1<ωmax<1.4 ， 0.2<ωmin<0.8 ， ωmax， ωmin 为 初 始 时 设 定 的 常 数 ； 可以 看 出 步 长 随 着 迭 代 次 数的 增 加 而 减 小 ， 这 不 仅 增加 了 求 解 的 稳 定 性 ， 也 提高 了 求 解 的 精 确 度 。
荭Pi=Pi-Pis=eiΣ(Gijej-Bijfj)+fiΣ(Gijfj+Bijej)-Pis=0
j=1 n j=1 n
（4）
1 非线性潮流方程组优化模型的建立
配电系统潮流计算是根据给定网络的结构及运行条 件来确定整个网络的电气状态 ， 主要是各节点电压幅值 和相角 、 网络中功率分布及功率损耗等
[2] [3，4] [1]
Ui=ei+jfi； Si=Pi+jQi； Yij=Gij+jBij。 节 点 注 入 电 流 的 网 络 方
电力系统潮流算法的几点改进_于继来
第21卷第9期2001年9月 中 国 电 机 工 程 学 报Proceedings of the CSEE V ol.21N o.9Sep.2001c2001Chin.Soc.fo r Elec.Eng.文章编号:0258-8013(2001)09-0088-06电力系统潮流算法的几点改进于继来,王 江,柳 焯(哈尔滨工业大学电气工程系,黑龙江哈尔滨150001)IMPR OVEMENTS ON US UAL LOAD FL OW ALGORITHMSOF POWER SYSTEMYU Ji-lai,WANG Jiang,LIU Zhuo(Department of Electrical Eng ineering,Harbin Institute of Technology,Harbin150001,China)ABSTRAC T:This paper makes several improvements o n usual load flow alg orithms o f pow er system.T he first improvement is that this paper presents a treatment method of multi-sw ing bus-es based on the No rto n equivalence.T he method can no t only be used to calculate single netwo rk's load flow with multi-swing buses in it,but also be used to calculate several different net-w orks'load flo w with multi-swing buses in each netwo rk.T he second improvement is that this paper presents a treatment method of small-and zero-impedance lines based on the bus e-quivalent additional injections of these lines.T he method can make the bus admittance matrix be benign,which g uarantees hig h-speed and accuracy of alg orithm.T he third improvement is that this paper presents an adapted PQ de-coupled load flow algorithm,w hich solves the problem of usual method's astrin-gency sensitivity to g rea t R/X ra tio n of line parameters.T he method can no t only be used to transmission sy stems,but also be used to distribution systems.KEY WORDS:electric power system;load flow;PQ de-coupled load flow;astringency摘要:对电力系统传统潮流算法进行了如下几点改进:①提出了基于诺顿等值的多平衡节点处理方法。
电力系统中潮流计算算法的改进与优化
电力系统中潮流计算算法的改进与优化潮流计算是电力系统运行分析的重要手段，它能够通过计算电力系统中各节点的电压、功率等参数，帮助系统运营人员了解系统的稳定性、安全性以及能源利用效率。
然而，随着电力系统规模的不断扩大和复杂性的增加，传统的潮流计算算法已经无法满足对大规模电力系统的高效计算需求，因此需要对潮流计算算法进行改进和优化。
一、改进建议一：基于模型约简的潮流计算算法传统的潮流计算算法通常使用全面的网络拓扑和参数进行计算，但实际上，电力系统中存在许多冗余和重复的信息。
因此，基于模型约简的潮流计算算法可以通过减少计算模型的复杂性和规模，提高潮流计算的效率。
首先，可以采用网络剪枝算法来减少网络拓扑的复杂性。
网络剪枝算法可以通过删除网络中的某些节点和线路，将原始的电力系统模型简化为一个更小的等效模型。
在保持节点电压和功率平衡的前提下，实现潮流计算的高效性。
其次，可以利用参数敏感分析的方法来减少计算模型中的冗余信息。
参数敏感分析可以通过计算冗余参数的敏感度，找出对潮流计算结果影响较小的参数，并进行约简。
通过减少参数数量，可以降低计算的复杂度和耗时。
改进建议二：基于机器学习的潮流计算算法随着机器学习在各个领域的广泛应用，将机器学习方法应用于潮流计算算法的改进和优化也成为可能。
首先，可以利用机器学习算法来构建潮流计算模型。
传统的潮流计算模型通常是基于数学公式和物理原理构建的，但这些模型存在计算复杂度高、收敛速度慢等问题。
通过机器学习算法，可以通过对大量电力系统数据的学习和训练，建立高效的潮流计算模型，提高计算的准确性和速度。
其次，可以利用机器学习算法进行潮流计算的优化。
随着电力系统的发展和变化，潮流计算模型中的参数也需要不断调整和优化。
传统的手动调整方法往往需要耗费大量时间和人力，而机器学习算法可以通过自动学习和优化，快速找到最佳的参数组合，提高潮流计算的精度和效率。
改进建议三：并行计算和分布式计算针对电力系统规模庞大、计算复杂度高的问题，利用并行计算和分布式计算技术可以显著提高潮流计算的效率。
改进牛顿拉夫逊算法配电潮流计算
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电力系统中的潮流计算算法改进方法研究
电力系统中的潮流计算算法改进方法研究潮流计算是电力系统运行和规划中的重要工具，用于计算电力系统中各个节点的电压相角和电流大小。
潮流计算结果对于电网的稳定运行、谐波分析、电能质量评估等具有重要的意义。
然而，随着电力系统规模的不断扩大和复杂性的增加，传统的潮流计算算法已经无法满足对精度、速度和适应性的需求。
因此，对潮流计算算法进行改进具有重要的研究意义。
本文将探讨电力系统中的潮流计算算法改进方法，以提高计算效率、精度和适用性三个方面入手，同时避免涉及政治、网址链接。
对于电力系统中的潮流计算算法，改进方法主要集中在以下几个方面：一、迭代算法改进迭代算法是目前常用的潮流计算方法之一。
其中，最基本的迭代算法为Gauss-Seidel算法，其计算过程需按逐个节点进行迭代，因此计算速度较慢。
为了提高计算速度，有学者提出了Jacob迭代法、成功修正法、海涅变压器法等改进方法。
这些方法采用了不同的迭代策略和计算技巧，能够提高计算速度和稳定性。
二、精确度提升在电力系统的潮流计算中，精确度是至关重要的。
电力系统的节点数目和复杂程度不断提高，因此需要改进算法以提高计算结果的精确度。
针对此问题，研究者们提出了牛顿-拉夫逊迭代法、快速潮流计算法、修正迭代法等高精度潮流计算方法。
这些方法通过引入高效的数值计算技术和迭代修正策略，能够提高潮流计算结果的精确度。
三、高效性和适应性改进电力系统的潮流计算算法应具备高效性和适应性，以满足电力系统实际运行和规划中的需求。
高效性包括计算速度和计算复杂度的优化，适应性则要求算法能适应不同规模和结构的电力系统。
为了实现这些目标，有研究者提出了基于改进的分布式潮流计算算法、基于神经网络的潮流计算算法等。
这些算法通过并行计算、分布式计算和智能化计算等手段，提高了潮流计算的效率和适应性。
总结起来，电力系统中的潮流计算算法改进方法研究主要集中在迭代算法改进、精确度提升以及高效性和适应性改进三个方面。
10kV配电网电能计量方式改进
10kV配电网电能计量方式改进发布时间：2021-12-06T07:19:57.724Z 来源：《中国电业》2021年第19期作者：谭飞[导读] 电能计量装置接线方式主要依据电力系统中性点接地方式来选择，接线方式不仅要保证计量正确，同时还应在电力系统系统故障的情况下不会引发其他故障。
谭飞云南电网有限责任公司曲靖供电局供电服务中心，云南曲靖 655000摘要：电能计量装置接线方式主要依据电力系统中性点接地方式来选择，接线方式不仅要保证计量正确，同时还应在电力系统系统故障的情况下不会引发其他故障。
10kV电力系统的中性点分为绝缘和非绝缘两种接地方式，本文从实践运用出发，浅析10kV配电网中电能计量装置接线方式的改进。
关键词：电能计量装置；接线方式Improvement for 10 kVDistribution Network Electric Energy Metering Tan FeiPower supply service center of Qujing Power Supply Bureau of Yunnan Power Grid Co., Ltd，Yunnan Qujing,655000 Abstract:Electrical energy metering device wiring way is mainly based on power system neutral point grounding way choice, connection mode is not only to ensure the measurement is correct, it should also in the case of a power system, system failure will not cause other malfunction. 10 kV neutral point of power system is divided into two kinds of grounding method of insulation and insulation, and based on practice, this paper analyses the electric energy metering device of 10 kV distribution network connection mode of the improvement. Key words: electric energy metering equipment, mode of connection 10kV电压等级的配电网在当前城市和农村电网中应用最为广泛，通过其接入电力系统的客户数量最多，对广大人民群众的日常生活影响最大。
电力系统潮流计算方法的改进与优化
电力系统潮流计算方法的改进与优化随着电力系统的不断发展和扩张，电力系统潮流计算方法的改进与优化变得越发重要。
潮流计算是电力系统运行和规划中的核心问题，通过对电力系统进行潮流计算可以获得电压、电流、功率等重要参数，为电力系统的运行和规划提供数据和基础。
传统的潮流计算方法主要采用迭代法，其中最典型的算法是高斯-赛德尔算法和牛顿-拉夫逊算法。
这些算法具有计算步骤简单、易于理解和实现的优点，但在处理大规模复杂电力系统时存在一些问题。
首先，迭代法的收敛速度较慢，需要进行多次迭代才能达到收敛条件。
其次，迭代法需要提供初始猜测值，而这些初始猜测值的选择对计算结果的精度和收敛性有着较大影响。
此外，迭代法对非线性负荷模型和非线性限制条件的处理相对困难，容易陷入局部极小值或者发散。
为了克服传统潮流计算方法的局限性，学者们进行了大量的研究，并提出了许多改进和优化的方法。
这些方法主要包括以下几个方面：首先，研究者们提出了一些数值计算的技巧来改善潮流计算的收敛性和精度。
例如，通过选择合适的迭代参数和初始猜测值，可以加快迭代收敛速度。
同时，引入松弛因子和修正因子等技术可以增加迭代的稳定性和计算的精度。
此外，针对非线性限制条件的处理，学者们提出了牢固的松弛因子技术和增广拉格朗日法等方法，有效地提高了计算的精度和可靠性。
其次，研究者们提出了一些基于优化算法的潮流计算方法。
优化算法通常通过寻找最小化或最大化目标函数的极值点，来获取电力系统的潮流状态。
其中，典型的优化算法包括遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法等。
这些算法具有全局搜索能力和对非线性问题的适应性，能够更好地处理复杂电力系统中的潮流计算问题。
另外，近年来，人工智能技术的发展也为电力系统潮流计算提供了新的思路和方法。
人工智能技术包括神经网络、支持向量机、模糊逻辑等算法，可以利用大量的历史数据进行模型建立和参数优化，从而更准确地预测和计算潮流状态。
同时，人工智能技术还可以通过学习和优化过程，逐步提高计算的准确性和效率。
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摘 要： 充分考虑 10 kV 配 电 网 络 的 实 际 特 点 ， 基 于 动 态 链 表 存 储 技 术 ， 对 10 kV 配 电 网 潮 流 计 算 的 常 规
前推回代法进行了实用化改进。 改进方法采用动态链表存储技术描述并自动存储配电网络树状结构， 无需
对网络节点和支路进行任何预编号等处理； 结合 10 kV 配 电 网 络 的 两 级 电 压 特 点 ， 基 于 网 络 单 线 图 ， 最 小
with PV node
由于实际配电网潮流计算中的 PV 节点一般很 少或属个别情况，采用无功迭代法处理 PV 节点可在 基本不增加计算量的条件下使程序设计大为简化。
3 算例
图 2 为 简 单 10 kV 配 电 网 （馈 线 ）示 意 ，其 中 含 一 个 PV 节 点 （节 点 7 有 功 出 力 126.25 kW， 电 压 10.418 kV），馈线出口母线电压为 10.5 kV，各配电变 压器低压侧有功、 无功负荷和小电源的有功出力、 电压数据如表 1， 网络结构参数直接采用配电网理 论线损软件的输入参数，有关参数标于图 2 中。
网络参数的无缝连接。 算例表明改进方法计算结果正确， 收敛性稳定， 计算存储量小， 计算速度快。
关键词： 配电网； 潮流计算； 前推回代法； 节点链表
中图分类号： TM744
文献标识码： B
文章编号： 1004-9649（2009）07-0042-04
0 引言
随着配电变压器运行参数采集系统的普及应 用 ，10 kV 配 电 网 线 损 理 论 计 算 也 需 要 由 目 前 实 用 简 化 计 算 方 法 ［1］改 进 升 级 为 精 确 潮 流 计 算 方 法 ；同 时，为实现数据库资源的共享，降低软件开发及应用 成本， 也有必要研发能与配电网线损计算软件实现 参数无缝连接的配电网潮流计算实用方法。
无 功 /kvar 20.0 31.7 15.9 25.4 20.0 15.9 20.0 31.7 40.0
2.3 处理配电网 PV 节点的无功迭代法
当配电网中出现多电源节点时， 若根据实际运 行参数在潮流计算中可作为 PQ 节点处理时， 无需 特殊处理，直接参与潮流回代计算；但若因实际参数 而需作为 PV 节点考虑时，则先对 PV 节点进行特殊 处理后才能利用传统前推回代法计算潮流。 本文利 用节点动态链表提供的节点拓扑信息， 采用无功迭 代 法 直 接 将 PV 节 点 转 化 为 PQ 节 点 而 直 接 参 与 潮 流回代计算，无需进行节点分裂。 PV 节点无功迭代 法的基本思想如下：
以上树状配电网络结构特点非常适合用节点双
收稿日期： 2008-11-31；修回日期： 2009-04-10 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（60574071） 作者简介： 丁心海（1971—），男，湖北天门人,博 士 研 究 生 ，高 级 工 程 师 ，从 事 电 网 规 划 、电 力 系 统 运 行 与 控 制 和 电 力 市 场 研 究 。
Qg
=λ（Q2
-Qd
）=-λ（
（Ur1-Ur2）U2+P2R X
+Qd）
（4）
式中：U2、P2 、Q2 分别为 PV 节点的输入电压 、计算有 功功率和无功功率；R、X 分别为 PV 节点（图 1 中节 点 2）与其双亲节点（图 1 中 节 点 1）连 接 支 路 的 电 阻、电抗；λ 为步长系数，用于改善迭代收敛特性，其 取值范围为-1≤λ≤1， 一般可取为 0.1；Ur1、Ur2 分别 为 PV 节点及双亲节点电压的纵向分量 ；Pd、Qd 分别 为并联于 PV 节点的总有功负荷功率和总无功负荷 功率。
+ΔP0
（
U1 Ue
）2+ΔPk（
P2
+Q2
2
Se
）（ Ue U1
）2
（1）
2
2
Q1
=Q2
+
I0% 100
Se（
U1 Ue
）2+
Ux% 100
Se（
P2 +Q2
2
Se
Hale Waihona Puke ）（ Ue U1）2（2）
姨 Ux%=姨（Us%）2-（Ur%）2 =
（Us%）2-（
ΔPk×100 Se
）2
（3）
式中：P1 、Q1 和 P2 、Q2 分别为配电变压器高、 低压侧 有功、 无功功率；U1 为配电变压器高压侧电压节点 电 压 ；Se、Ue、ΔP0、ΔPk、I0%、Us%分 别 为 配 电 变 压 器 铭 牌参数中的额定功率、额定电压、额定空载损耗、额 定短路损耗、 空载电流百分数、 短路电压百分数； Ur%、Ux%分 别 为 配 电 变 压 器 通 过 额 定 电 流 时 在 电 阻、电抗上产生的电压降百分数。
2.2 基于配电网单线图最小化迭代节点规模
结合配电网只含两级电压特点， 考虑与现有配 电网线损计算软件的数据共享与无缝连接， 在对前 推回代法的实用化改进中， 迭代节点范围只包含从 馈线首端（树根）至各配电变压器高压侧（树叶）连通 网络路径上的所有高压节点，而不包含低压侧节点， 即基于配电网单线图节点规模， 与常规潮流计算相 比，可减少节点和支路规模近一半，显著提高算法的 存储和计算效率。
（1）设定 PV 节点电源的无功出力初始值为 0，使 其转换为 PQ 节点。
（2）通过潮流计算求得 PV 节点所连上层双亲节 点（除平衡节点即根节点外，其他任一节点都可找到 其双亲节点）的计算电压。
（3）根 据 图 1，由 PV 节 点 的 双 亲 节 点 的 计 算 电 压、PV 节点与其双亲节点连接支路的阻抗、PV 节点 的恒定电压及有功功率求得 PV 节点接入电源的无 功出力的修正量：
输配电
第42 卷第 7 期 2009 年 7 月
中国电力 中EL国ECT电RIC力POWER
Vol ． 42， No． 7
Jul第. 204029 卷
10 kV 配电网潮流计算方法的实用化改进
丁心海1，2，王先甲1，3，黄 涌2
（1. 武汉大学 经济与管理学院，湖北 武汉 430072；2. 华中电网有限公司 技术中心，湖北 武汉 430077； 3. 冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室，湖北 武汉 430081）
化迭代节点规模， 使潮 流 迭 代 计 算 节 点 规 模 约 减 半 ； 对 多 电 源 配 电 网 中 的 PV 节 点 ， 直 接 应 用 无 功 迭 代 法
进行处理， 无需其进行节点分裂。 还考虑了配电变压器空载损耗、 电阻压降的影响。 改进方法具有较强的
通用性和实用性， 使用方便、 网络拓扑功能强， 可 与 目 前 广 泛 应 用 的 10 kV 配 电 网 线 损 理 论 计 算 软 件 实 现
10 kV 配 电 网 具 有 不 同 于 35 kV 及 以 上 输 供 电 网的网络特点，如：网络一般呈树形多分支辐射状， 网 络 节 点 较 多 ；线 路 R/X 值 较 大 ，多 数 情 况 大 于 1； 只 有 10/0.4 kV 两 级 配 电 变 压 器 ； 除 配 电 馈 线 出 口 （主 电 源 ）外 一 般 为 PQ 节 点 ，但 可 能 有 部 分 小 电 源 由于其配置表计采集运行数据的不同而成为 PV 节 点。 潮流计算中广泛应用的牛顿-拉夫逊类算法（包 括牛顿法、PQ 解耦法及其他改进牛顿法）在 10 kV配 电网中不易稳定收敛或计算效率较低， 有必要结合 10 kV 配电网的不同特点， 研究更加适用高 效 的 潮 流计算方法。
本文提出的配电网潮流计算改进实用方法中，
表 1 节点负荷/出力 Tab. 1 Node load/power
节点 1 3 5 6 8
9（S7-50） 9（S7-63） 10（S7-100） 10（S7-125）
有 功 /kW 50.0 79.4 39.7 63.5 50.0 39.7 50.0 79.4 100.0
1 配电网络拓扑描述及其节点动态链表
10 kV 配电网络的基本单元是 馈 线 ， 每 条 馈 线 以辐射型树状网络连接若干台负荷配电变压器。 每 条馈线的首端为树根，主干线为树干，其他各级支线 为树枝，末端用户配电变压器为树叶。馈线一般由一 个主电源（馈线首端）单独供电，但在部分农村配电 网还可能存在一条馈线同时连接若干小水电的现 象，这些小电源由于实际采集抄录运行参数的不同， 在潮 流 计 算 模 型 中 需 根 据 实 际 采 集 运 行 参 数 作 PV 或 PQ 电源节点处理 （对配电网中可能存在的 2 个 主电源两端供电的情况也需类似处理）。
配电网中的公用配电变压器一般在其低压侧计 量负荷功率或电流等运行参数 （大用户专用配电变 压器一般在高压侧计量），因此在前推回代计算前需 先将公用配电变压器负荷由低压侧节点换算至高压 侧节点。以上处理过程的计算量很小，但可使参与迭 代计算的节点规模大大降低， 有利于改善迭代过程
的收敛性。
2
2
P1
=P2
（4）若前推回代潮流计算收敛，则可得到 PV 节 点的收敛无功；否则根据式（3）修正 PV 节点接入电 源 的 无 功 出 力 ，转 步 骤 （2 ）继 续 下 次 迭 代 计 算 。
43
输配电
中国电力
第 42 卷
Fig. 1
图 1 PV 节点无功迭代计算示意 Reactive power iteration technique to cope
前推回代法是目前公认求解辐射状配电网潮流 问题的最佳算法之一 。 ［2-4］ 但早期配电网潮流计算的 前推回代算法模型较为简单，不能处理 PV 节点，且 为简化程序设计需对网络支路和节点按一定规律预 编号，增加了程序应用的难度。 如文献［2］引入后序
节 点 等 概 念 ，文 献 ［5］提 出 了 基 于 补 偿 法 的 修 正 方 程， 将 PV 节点分裂为网络断点和源点断点； 文献 ［6］ 则 在 文 献 ［5］ 的 基 础 上 ， 提 出 断 点 端 口 戴 维 南 敏 感阻抗矩阵法处理配电网 PV 节点。