配電網三相潮流計算目前在我國城鄉(xiāng)電網實施的配電自動化SCADA系統(tǒng)與調度自動化SCADA系統(tǒng)相比有以下特點：1）系統(tǒng)的量測點為配電變壓器的低壓側以及饋線的首端節(jié)點，而在干線和分支線路上沒有或有少量的量測點（帶遙測FTU）。因此為給運行人員提供電網的實時運行狀態(tài)，實時潮流計算已成為配電自動化SCADA系統(tǒng)中不可或缺的組成部分。2）從電網安全運行的角度來看，所關心的不是功率不平衡所導致的穩(wěn)定問題，而是線路過載和電壓越限的問題。因此，實時潮流計算問題回到求電網的電流、電壓分布問題。3）從已投入的配電自動化SCADA系統(tǒng)測量的數據可以看出，配電負荷存在嚴重的三相不對稱。因此，配網實時潮流計算除了要考慮電網結構的輻射型、R/X比值較大、節(jié)點支路眾多網絡規(guī)模龐大等特點外，還應考慮三相負荷不對稱的特點。結合配電網結構的輻射型、R/X比值較大、網絡規(guī)模龐大等特點，人們沿著兩種不同思路對配網潮流計算開展研究，已提出了眾多配電網潮流計算方法。一類方法是研究如何對電力系統(tǒng)潮流計算的常規(guī)方法，如牛頓拉夫遜法和高斯賽德爾法，進行改進使之適應求解大規(guī)模幅射結構電網的潮流計算而提出的〔1〕~〔3〕。另一類方法是以前推回代法為基礎，研究如何使算法能夠跟蹤網絡拓撲變化、或研究如何解決實際配電網絡中可能出現的弱環(huán)現象、并聯補償電容器和分散電源現象等問題提出的〔4〕~〔8〕。相比較而言，前推回代法比較適合輻射狀的配電網絡特點，具有計算速度較快、收斂性好、占用內存少等優(yōu)點，能夠滿足配網實時潮流計算的要求〔5〕〔8〕。此外，這種算法的基本思想很容易推廣到三相潮流的計算。為此，本文將文獻〔5〕的實時潮流算法擴展為三相實時潮流計算。2配電網三相網絡模型我國中壓配電網絡，即10kV的配電網絡，采用三相三線制。配電網絡的基本單元是饋線，拓撲描述和潮流計算可以以饋線為單位。10kV配電線路的首端為松馳節(jié)點，即樹狀網絡的根節(jié)點。在實際配電自動化系統(tǒng)中配電線路的首端為變電站10kV母線，在三相潮流計算中作為三相對稱的電壓源節(jié)點。配電變壓器低壓測的量測點位于低壓并聯補償電容器和低壓負荷并聯節(jié)點沿潮流方向的上方，因而潮流計算不再考慮并聯電容器的影響，即配電變壓器低壓測為三相不對稱的PQ節(jié)點。整個線路可以用圖1表示。圖1中各線路段的阻抗用3×3階矩陣ZL表示：式中：zaa、zbb、zcc為自阻抗；zab、zbc、zca為互阻抗。圖1中的配變支路為&Delta-YO接線的配電變壓器，如圖2所示。配變高壓側三相負荷電流由式(2)、(3)計算。配變高壓繞組電流：配變高壓測負荷電流：注意到，式⑵中高壓側各繞組的復功率分別等于低壓側測量的a、b、c三相復功率，從而可以將低壓側負載功率轉換成為高壓側負荷電流。3計算方法配網三相實時潮流計算問題可以描述為已知網絡拓撲和元件參數、配電變壓器低壓側各相的有功功率和無功功率、變電站母線電壓的有效值，求網絡各節(jié)點的電壓和流過各支路的電流。設變電站母線為三相對稱的電源節(jié)點，配電變壓器低壓側為負荷節(jié)點、配電變壓器支路為負荷支路。本文的潮流計算迭代分為前推和回代兩個過程。在前推過程中，首先根據負荷節(jié)點各相負荷的復功率計算負荷支路電流，然后從各負荷支路開始向潮流的前方直到源點根據定理計算各支路的電流分布，最后求出源點的三相電流。在回代過程中，由已知電源電壓和所求得的三相電流，從源點向各負荷節(jié)點根據計算系統(tǒng)所有節(jié)點的三相電壓。每次迭代須對負荷電流做修正，即按求得的各負荷節(jié)點電壓修正配電變壓器的損耗、由修正后的變壓器損耗和給定的負荷功率修正負荷支路電流。經過反復迭代和修正，直至兩次迭代的各節(jié)點電壓差均小于給定值。計算步驟如下：網絡拓撲分析〔9〕：對實時網絡中各支路進行排序求出支路計算序列，并求得各支路末節(jié)點所關聯的線路支路和負荷支路。該計算過程僅當開關變位時觸發(fā)一次計算；設各節(jié)點電壓初值為電源電壓，并以10kV線電壓UAB作為參考相量；式中，i表示a、b、c各相。⑷由給定的三相負荷功率Pa、Qa、Pb、Qb、Pc、Qc和配變損耗，按式(2)、(3)計算負荷支路三相電流。令式(2)中⑸由末端負荷支路按支路計算序列向電源點，計算各支路的三相電流。如支路k的電流為式中：［為支路k末節(jié)點所關聯的支路；KN為所有連接在支路k末節(jié)點上的支路集。(6)由電源支路開始，按計算序列的逆序計算網絡所有節(jié)點電壓。式中：腳標m表示支路k的末節(jié)點號；s表示支路k的首節(jié)點號；ZLK為線路k的三相阻抗矩陣；IAk、IBk、ICk分別為支路k的三相電流。⑺判斷相鄰兩次求得的節(jié)點電壓有效值之差中的最大值是否小于給定的收斂標準(&epsilon=0.001)，若是，則輸出計算結果，否則轉步驟(3)。4實例本文用上述算法編制了配電網絡三相實時潮流計算程序，對北京回龍觀小區(qū)配電自動化系統(tǒng)中的一條饋線，2001年5月7日17時的實時數據進行了計算，并與對稱配網實時潮流計算〔5〕結果和實測結果進行了比較。該配電線路的接線如圖3所示，元件參數和實測數據列于表1，其中支路2、4、6、8、10為配電變壓器支路，變壓器型號均為SCB-8-1000kVA。三相潮流計算結果列于表2,配變低壓側電流的計算值與實測值如表3所示。對稱潮流計算結果列于表4