【正文】 分布式電源的接入會(huì)使配電網(wǎng)的故障電流升高； ⑷電壓：當(dāng)分布式電源接入配電網(wǎng)的時(shí)候，由于其會(huì)發(fā)出功率，自然會(huì)使饋線上的傳輸功率減小，本身又發(fā)出一定的無功功率，所以會(huì)使線路上的電壓升高，但是升高的程度與分布式電源接入的位置和他的發(fā)電量的大小有關(guān)； ⑸電能質(zhì)量：當(dāng)分布式電源接入配電網(wǎng)的時(shí)候不僅會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生一定的擾動(dòng)，產(chǎn)生較為嚴(yán)重的電壓閃爍，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較多的諧波，使電能質(zhì)量下降； ⑹電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性：當(dāng)分布式電源接入電網(wǎng)的時(shí)候，有可能會(huì)提高電網(wǎng)的可靠性，也可能會(huì)使電網(wǎng)的可靠性降低，這取決于電網(wǎng)與分布式電源之間的協(xié)調(diào)能力。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)就是對(duì)其計(jì)算結(jié)果不收斂的問題進(jìn)行分析，并加以改善。目前，對(duì)于分布式電源的潮流計(jì)算的算法研究的進(jìn)一步發(fā)展，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者提出了更多適用于分布式電源的潮流算法，并且還提出了許多創(chuàng)新的方法都值得借鑒。文獻(xiàn)【2】主要是對(duì)PQ分解法在配電網(wǎng)潮流計(jì)算中結(jié)果不收斂的的影響因素進(jìn)行了介紹，并對(duì)不收斂的問題提出了解決方案。文獻(xiàn)【5】主要是介紹了PQ算法的迭代過程和其相關(guān)的可以參考的主程序。 文獻(xiàn)【9】主要介紹了分布式電源模型的建立，其節(jié)點(diǎn)類型有PV、PQ、PI、PQ(V)并對(duì)這幾種節(jié)點(diǎn)類型的算法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。 文獻(xiàn)【12】主要介紹了配電網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，在本次設(shè)計(jì)的五節(jié)點(diǎn)和九節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)都參考本書。這就是所謂的分解算法對(duì)比值的敏感性【2】。在本次設(shè)計(jì)中主要做的是研究配電網(wǎng)系統(tǒng)中引入分布式電源后的P—Q潮流計(jì)算的收斂性問題，做的主要工作有：⑴查閱有關(guān)分布式電源和PQ潮流算法的文獻(xiàn)資料，了解了分布式電源的類型及處理方法。⑸最后總結(jié)本學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)并撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。在電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的算法中有前推回代法、牛頓拉夫遜法、快速分解法（也稱為PQ算法），以下將分別詳細(xì)介紹這三種方法。 (21) (22) 以上就是前推回代法的全部過程，可以根據(jù)公式（21）、（22）來進(jìn)行潮流計(jì)算、并且通過循環(huán)此過程最終達(dá)到所需的精度，求得線路的參數(shù)。在雅可比矩陣中的各個(gè)元素分別用以下的公式求取： (25) 利用牛頓拉夫遜法進(jìn)行潮流計(jì)算的步驟如下： ①形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，并給節(jié)點(diǎn)的電壓設(shè)定初值。PQ分解法的基礎(chǔ)依然是牛頓拉夫遜法，與牛頓拉夫遜法相比，其最大的優(yōu)點(diǎn)是將純數(shù)學(xué)的牛頓拉夫遜法與電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的具體特點(diǎn)相結(jié)合起來，對(duì)牛頓拉夫遜法進(jìn)行了了合理的簡(jiǎn)化和改進(jìn)，大大的提高了計(jì)算速度并且節(jié)省了內(nèi)存。最后的修正方程可以簡(jiǎn)化為： (210) (211)PQ分解法的計(jì)算步驟為： ①計(jì)算系數(shù)矩陣，并求出它們的逆矩陣，并且設(shè)定各個(gè)節(jié)點(diǎn)的初值； ②利用共式（23）計(jì)算有功功率的不平衡量,繼而求出； ③求取電壓相位角的變量,并得出新的電壓相角； ④利用式（24）計(jì)算無功功率的不平衡量,繼而求出； ⑤求出節(jié)點(diǎn)電壓的變化量，并求出新的電壓值； ⑥如果所得出的變化量不滿足題目所要求的精度，則利用的新的電壓值從第二步進(jìn)行下一次迭代；如果滿足精度要求則進(jìn)行平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路損耗的計(jì)算。所以，總的來收PQ分解法的計(jì)算速度要比牛頓拉夫遜法快得多，所以在潮流計(jì)算中只要能夠成功的解決它的收斂性問題，那么利用該方法來進(jìn)行潮流計(jì)算將會(huì)使潮流計(jì)算更加的快速。在配電系統(tǒng)中與普通的潮流算法相比，當(dāng)分布式電源加入配電網(wǎng)的時(shí)候，它的模型與一般的發(fā)電機(jī)模型不同。在考慮到分布式電源的運(yùn)行在額定情況下的時(shí)候可以認(rèn)為其為PQ節(jié)點(diǎn)【4】。迭代解法是采用從某一初值出發(fā)，經(jīng)過若干次的迭代逐步逼近真值。因子表適用于在求解方程組的時(shí)候，當(dāng)每次的運(yùn)算過程僅改變常數(shù)項(xiàng)矩陣，但其系數(shù)矩陣不改變，適用因子表法運(yùn)算的速度則會(huì)比較快。在這次設(shè)計(jì)的過程中是按照矩陣的列消去的。當(dāng)和一個(gè)算法相關(guān)的方程組需要多次迭代，而它的系數(shù)矩陣又不發(fā)生改變的時(shí)候，就利用因子表來求解該方程組，也能夠改善迭代所導(dǎo)致的結(jié)果不收斂的問題【5】。利用形成的因子表的下三角與計(jì)算所得的無功功率和有功功率來進(jìn)行消去運(yùn)算，然后再利用因子表的上三角來對(duì)轉(zhuǎn)化后的無功功率和有功功率進(jìn)行回代運(yùn)算，就可以求出算法中的電壓變化量和相角變化量，若滿足精度要求則計(jì)算線路的電壓、網(wǎng)損等參數(shù)；若不滿足則進(jìn)行下一次的迭代。則此公式就可以簡(jiǎn)化成的形式，其中皆為矩陣。 以上的所有過程就是因子表法的在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)重的具體應(yīng)用，算法中的主程序也是這樣進(jìn)行編寫的。 在向量范數(shù)中，描述了向量與實(shí)數(shù)之間的關(guān)系。在這些范數(shù)中通過類似的變化，就可以得其通用的式子，即p范數(shù)，公式為在這些范數(shù)中存在以下的大小關(guān)系：，那也就是說明，所以在本次設(shè)計(jì)中運(yùn)用了二范數(shù)來代替了無窮范數(shù)，而且在運(yùn)行結(jié)果中也可以看出加快了收斂特性，減少了運(yùn)算時(shí)間。下來的具體問題就是如何解決PQ算法對(duì)比值的敏感性的問題。例如，因此形成的的對(duì)角元素就按如下公式計(jì)算： (311) (312) 在形成系數(shù)矩陣沒有考慮對(duì)地并聯(lián)的導(dǎo)納，忽略了支路電阻，也不考慮變壓器變比的影響，因此形成的的對(duì)角元素就按如下的式子進(jìn)行計(jì)算： (313) (314) 其中，為線路的電抗值，是為節(jié)點(diǎn)的接地導(dǎo)納的數(shù)值。其中分布式電源加在節(jié)點(diǎn)2上面。下面是用BX法進(jìn)行潮流計(jì)算的結(jié)果，其中基準(zhǔn)電壓，. 表41 五節(jié)點(diǎn)電壓節(jié)點(diǎn)編號(hào)電壓值電壓相角1102345表42 五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)損線路首端線路末端線路功率12+*i23+*i34+*i45+*i21*i32*i43*i54*i線路總損耗+*i 在算法中加入二范數(shù)之后，其結(jié)果如下表所示：表43 5節(jié)點(diǎn)電壓節(jié)點(diǎn)編號(hào)電壓值電壓相角1102345表44 五節(jié)點(diǎn)網(wǎng)損線路首端線路末端線路功率12+*i23+*i34+*i45+*i21*i32*i43*i54*i線路總損耗+*i下表是利用不同的算法時(shí)的結(jié)果收斂情況：表45 不同方法的運(yùn)行結(jié)果算法類型是否收斂迭代次數(shù)時(shí)間(s)一般PQ法否含BX法是38BX法+二范數(shù)是34從以上的表格中可以看出，當(dāng)在進(jìn)行配電網(wǎng)的潮流計(jì)算在使用PQ時(shí)候，計(jì)算的結(jié)果不收斂，這就是之前所說的PQ法對(duì)電阻與電抗比值的敏感性問題。因此可以得出在形成系數(shù)矩陣的時(shí)候的時(shí)候，忽略支路的電阻對(duì)于PQ算法有較好的改善。下表為用BX法進(jìn)行的PQ算法的結(jié)果：表46 九節(jié)點(diǎn)電壓節(jié)點(diǎn)編號(hào)電壓值電壓相角11023456789表47 九節(jié)點(diǎn)線路功率線路首端線路末端線路功率12+*i23+*i34+*i45+*i56+*i67+*i78+*i89+*i21*i32*i43*i54*i65*i76*i87*i98*i表48 九節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的損耗線路編號(hào)支路損耗1+*i2+*i3+*i4+*i5+*i6+*i7+*i8+*i總損耗+*i 以下的表格是在BX法的基礎(chǔ)上加入了二范數(shù)的運(yùn)行結(jié)果：表49 九節(jié)點(diǎn)電壓節(jié)點(diǎn)編號(hào)電壓值電壓相角123456789表410 九節(jié)點(diǎn)線路功率線路首端線路末端線路功率12+*i23+*i34+*i45+*i56+*i67+*i78+*i89+*i21*i32*i43*i54*i65*i76*i87*i98*i表411 九節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的損耗線路編號(hào)支路損耗1+*i2+*i3+*i4+*i5+*i6+*i7+*i8+*i總損耗+*i 下表為在9節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)中分別用一般的PQ法、用BX進(jìn)行改進(jìn)的PQ法以及在該方法的基礎(chǔ)上加入了二范數(shù)所得到的運(yùn)行結(jié)果：表412 九節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行結(jié)果算法類型是否收斂迭代次數(shù)時(shí)間(s)一般PQ法否含BX法是44BX法+二范數(shù)是35 從表412可以看出一般的PQ法在九節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)的潮流計(jì)算中結(jié)果不收斂，即不能直接用PQ潮流計(jì)算。表413 十四節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行結(jié)果算法類型是否收斂迭代次數(shù)時(shí)間(s)一般PQ法否含BX法否BX法+二范數(shù)否 從表413可以看出，對(duì)于十四節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)絡(luò)，在加入了BX法和二范數(shù)的情況下結(jié)果均不收斂，說明改進(jìn)之后的PQ算法不適合14節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)絡(luò)。但由于其計(jì)算的速度快以及需要容量少的優(yōu)點(diǎn)，在小網(wǎng)絡(luò)中對(duì)PQ法進(jìn)行改進(jìn)取得的效果還是挺好的，對(duì)于大網(wǎng)絡(luò)，效果不明顯。本次設(shè)計(jì)用了BX法對(duì)PQ算法進(jìn)行了改進(jìn)，又利用二范數(shù)來處理數(shù)據(jù)收斂條件的，加快了計(jì)算速度，減少了迭代次數(shù)。因此，需要在算法方面做更多的研究，使PQ算法能夠完全的適用于配電網(wǎng)的計(jì)算。,39。39。%nl為支路數(shù)[isb]=xlsread(39。)。B4:B439。)。,39。39。%終止節(jié)點(diǎn)編號(hào)(tbus)x(:,3)=xlsread(39。)。G3:G100039。,39。39。%變壓器變比(ratio)x(:,7)=xlsread(39。)。,39。39。%節(jié)點(diǎn)所接發(fā)電機(jī)的無功功率(Qg)y(:,3)=xlsread(39。)。Q3:Q100039。,39。39。%PV節(jié)點(diǎn)電壓給定值y(:,7)=xlsread(39。)。,39。39。%對(duì)地阻抗值%X=[z(:,1),z(:,2)]。A6:A639。ZB=UB^2/SB。t1=clock。f=zeros(1,n)。%p=X(i,1)。else p=B1(i,2)。 Y(q,p)=Y(p,q)。%對(duì)變壓器支路求自導(dǎo)納 Y(p,p)=Y(p,p)+1./B1(i,3)+B1(i,4)./2。BI=YII/2。B=imag(YI)。Q=imag(S)。%設(shè)V(i)為PV節(jié)點(diǎn)電壓的給定值幅值endfor i=1:nif B2(i,5)~=3 %當(dāng)節(jié)點(diǎn)為PQ節(jié)點(diǎn)時(shí)V(i)=sqrt(e(i)^2+f(i)^2)。%IC1=3:nfor j1=IC1:nB(i,j1)=B(i,j1)./B(i,i)。q=0。for j1=1:nif B2(j1,5)==2。else k=i+1。endendendend%*********************以上是用Y矩陣形成因子表，并求逆陣（計(jì)算無功功率）**********************ICT2=1。K=1。%ICT2為不滿足有功功率精度值的個(gè)數(shù)。%進(jìn)行下一次迭代 for i=1:n if i~=isb %非平衡節(jié)點(diǎn)行 C(i)=0。 %節(jié)點(diǎn)功率差除以該點(diǎn)電壓 % DE(i)=abs(DP(i))。 %本次迭代有功不滿足的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù) end%=============== 用因子表求解修正方程的修正量角度sida =============== Np(K)=ICT2。%用因子表作前代消去。 DP(I)=DP(I)B(I,L)*DP(L)。L=0。 end DQ1(i)=Q(i)V(i)*C(i)。DET1(K)=sqrt((sum(DQ1.^2))/n)。 if ICT3~=0 L=0。 for MZ=1:IC4 I=IC4+1MZ。 %前代消去 end end end %=================== 對(duì)PQ節(jié)點(diǎn)電壓模進(jìn)行修正 ======================= L=0。 %有功功率存在不滿足的節(jié)點(diǎn) K=K+1。t2=clock。fid=fopen(39。)。fprint