基于動態數據結構編號方法的輻射狀配電網潮流計算

寧志泉

【摘 要】本文利用動態數據結構技術對輻射狀配電網線路所有節點和線路進行編號，從而形成包含整個系統結構信息的數據結構體型。繼而借助動態數據結構的潮流算法以及循環求解技術進行配電網潮流計算。

【關鍵詞】配電網；動態數據結構；潮流計算

0 前言

對于潮流計算方面的研究已有許多學者、專家提出或應用了快速解耦法、牛頓—拉夫遜法、高斯—賽德爾法、前推回代法、回路阻抗法等[1-5]。文獻[6]在基于二叉樹理論上，將傳統的支路關聯關系定義為電流流向與節點的分布關系，由此改進節點、線路的自動編號。然而，這種方法在進行編程實現的計算過程中沒有一個系統的儲存節點、支路信息的結構體，對大型配電網進行潮流計算時會使得編程困難，并且會花費大量的計算時間。本文從輻射狀配電網的特點出發，對系統節點和線路任意編號后的節點—線路關聯矩陣進行處理，然后形成包含系統結構的動態數據結構體，使用潮流算法進行循環求解。

1 動態數據結構原理

動態數據結構是能夠對配電網系統中所有總線和線路進行編號的方法。

1.1 節點支路關聯矩陣的建立和處理

如圖1所示的簡單輻射狀配電網具有多側支和多節點，對于節點的編號，除了變電站作為節點編號為1外，其他節點隨機排號。線路的編號隨機排號，如圖1中用帶括號的數字表示。

圖1所示的配電網形成節點—線路關聯矩陣，節點和線路的關聯信息若希望比較直觀地體現出來，則需要對其進行處理。處理的方法則是首先對矩陣將其列進行降序變換，然后將其變化后的矩陣轉置進行行降序變換，再將其轉置進行列降序變換，如此循環節點—線路關聯矩陣的列數次，將得到節點線路關系明確的關聯矩陣A。處理后的關聯矩陣A可以看出，節點1與線路5是連接在一起的，節點4是和線路5與線路1連在一起的，對于節點7，由于一個節點不可能在沒有側枝的情況下與三條線路相關，那么這種節點只能發生在分支處，那么從這個關聯矩陣中可以明顯地知道，節點7是分支節點。處理過的節點線路矩陣很容易形成下面所述的動態數據結構。

1.2 動態數據結構的建立

動態數據結構（如圖2）具有兩個特點：1）每一個動態數據結構存儲分支的第一個節點編號、分支中節點的數量和各自的編號、分支末端節點發出的分支數量和分支編號。2）無論一條分支的末端是否含有多條分支，動態數據結構都必須能夠靈活尋址。

2 潮流計算步驟

本文方法實現步驟為：

1）建立配電網各個分支的動態數據結構。

2）通過潮流算法進行循環求解。

3）輸出結果。

3 結論

通過本文潮流算法編號方法，與一般的編號方法進行潮流計算時，其編程實現較為簡單，計算速度較快，特別是對于較大型的配電網來說，其效果更加明顯。

【參考文獻】

[1]陳珩.電力系統穩態分析[M].北京：中國電力出版社，1995.

[2]諸駿偉.電力系統分析[M].北京：中國電力出版社，1995.

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[4]Tinney W F，Hart C E.Power flow solutions by Newtons method[J].IEEE Trans-PAS，1967，86（11）：1449-1460.

[5]劉耀年，豈小梅，李國鵬，李月玲.基于回路阻抗法的配電網潮流計算[J].繼電器，2004（8）：8-10.

[6]陳燕萍，王啟，趙彩虹，魏甜甜.基于改進前推回代法的輻射配電網潮流計算方法[J].南京師范大學學報（工程技術版），2008（1）：24-29.

[責任編輯：田吉捷]