基于动态数据结构编号方法的辐射状配电网潮流计算

宁志泉

【摘 要】本文利用动态数据结构技术对辐射状配电网线路所有节点和线路进行编号，从而形成包含整个系统结构信息的数据结构体型。继而借助动态数据结构的潮流算法以及循环求解技术进行配电网潮流计算。

【关键词】配电网；动态数据结构；潮流计算

0 前言

对于潮流计算方面的研究已有许多学者、专家提出或应用了快速解耦法、牛顿—拉夫逊法、高斯—赛德尔法、前推回代法、回路阻抗法等[1-5]。文献[6]在基于二叉树理论上，将传统的支路关联关系定义为电流流向与节点的分布关系，由此改进节点、线路的自动编号。然而，这种方法在进行编程实现的计算过程中没有一个系统的储存节点、支路信息的结构体，对大型配电网进行潮流计算时会使得编程困难，并且会花费大量的计算时间。本文从辐射状配电网的特点出发，对系统节点和线路任意编号后的节点—线路关联矩阵进行处理，然后形成包含系统结构的动态数据结构体，使用潮流算法进行循环求解。

1 动态数据结构原理

动态数据结构是能够对配电网系统中所有总线和线路进行编号的方法。

1.1 节点支路关联矩阵的建立和处理

如图1所示的简单辐射状配电网具有多侧支和多节点，对于节点的编号，除了变电站作为节点编号为1外，其他节点随机排号。线路的编号随机排号，如图1中用带括号的数字表示。

图1所示的配电网形成节点—线路关联矩阵，节点和线路的关联信息若希望比较直观地体现出来，则需要对其进行处理。处理的方法则是首先对矩阵将其列进行降序变换，然后将其变化后的矩阵转置进行行降序变换，再将其转置进行列降序变换，如此循环节点—线路关联矩阵的列数次，将得到节点线路关系明确的关联矩阵A。处理后的关联矩阵A可以看出，节点1与线路5是连接在一起的，节点4是和线路5与线路1连在一起的，对于节点7，由于一个节点不可能在没有侧枝的情况下与三条线路相关，那么这种节点只能发生在分支处，那么从这个关联矩阵中可以明显地知道，节点7是分支节点。处理过的节点线路矩阵很容易形成下面所述的动态数据结构。

1.2 动态数据结构的建立

动态数据结构（如图2）具有两个特点：1）每一个动态数据结构存储分支的第一个节点编号、分支中节点的数量和各自的编号、分支末端节点发出的分支数量和分支编号。2）无论一条分支的末端是否含有多条分支，动态数据结构都必须能够灵活寻址。

2 潮流计算步骤

本文方法实现步骤为：

1）建立配电网各个分支的动态数据结构。

2）通过潮流算法进行循环求解。

3）輸出结果。

3 结论

通过本文潮流算法编号方法，与一般的编号方法进行潮流计算时，其编程实现较为简单，计算速度较快，特别是对于较大型的配电网来说，其效果更加明显。

【参考文献】

[1]陈珩.电力系统稳态分析[M].北京：中国电力出版社，1995.

[2]诸骏伟.电力系统分析[M].北京：中国电力出版社，1995.

[3]张伯明，陈寿孙.高等电力网络分析[M].北京：清华大学出版社，1996.

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

[5]刘耀年，岂小梅，李国鹏，李月玲.基于回路阻抗法的配电网潮流计算[J].继电器，2004（8）：8-10.

[6]陈燕萍，王启，赵彩虹，魏甜甜.基于改进前推回代法的辐射配电网潮流计算方法[J].南京师范大学学报（工程技术版），2008（1）：24-29.

[责任编辑：田吉捷]