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基于节点导纳矩阵的三相配电系统建模(Matlab实现)


1 概述

本文主要适用于 Z-Bus 三相配电系统建模趋势。星形和三角形恒功率、恒电流和恒阻抗负载的详细模型。总线导纳矩阵布置 (Y-Bus) 传输线、步进电压调节器和变压器的模型。然后审查 Z-Bus 在某些变压器连接的情况下,严格讨论负载流 Y-Bus 的奇异性。基于现实假设和常规修改,证明了 Y-Bus 的可逆性。最后,同样重要的是,提供正确的 IEEE 37 节点、IEEE 123 节点、8500 节点馈线和欧洲 906 建模总线低压馈线组件MATLAB 上运行。

准确构建母线导纳矩阵(Y-Bus)可以捕捉到配电网的不平衡特性,是一些应用的基础,如:(1)Newton-Raphson、电流注入法或Z-Bus三相负荷流法;(2)三相最佳功率流采用内点法、半自由度或连续凸近似法(OPF)。(3)电压安全评估通过解决方案的存在条件;(4)通过选择最佳调节器分接设置和最佳电容器开关重新配置最佳系统运行;(5)通过线性三相功率流程提供实时电压解决方案。以上例子为例,促进三相配电系统的研究,绕过单相的简化,

三种常见的步进电压调节器配置 OLTAGE 增益、电流增益和阻抗矩阵如下:


2 算例仿真

2.1 IEEE 37节点测试

(1) delta-delta 额定变电站变压器 2500 kVA,230 kV/4.8 kV 线对线,zt = (2 j8)%,在边缘 (1, 2) 上; (2) delta-delta 额定变压器 500 kVA,4.8 kV/0.48 kV 线对线,zt = 0.09 j1.81%,在边缘 (24, 38); (3) 边缘 (2, 3) 开路三角 SVR,阻抗相对较高 zt = j1%; (4) 恒功率、恒电流和恒阻抗负载连接各种三角形。

SVR 本文第三部分获得了阻抗。 ε = 10?6|yt| 值对应的电压幅值图 1绘制了理想和非理想的稳压器模型,其中母线 39 代表 SVR 的 n'。 本文提供的解决方案也得到了验证。计算解决方案和 本文表中列出了解决方案之间的最大电压范围差 VI 中。从表 VI 可以推断,当 SVR 当串联阻抗较高时,是不理想的 SVR 该模型提供了更准确的结果。

图1 使用理想SVR(黑色方块)和不理想SVR(蓝色圆圈)从Z-Bus在方法中获得IEEE 对比37总线馈线电压曲线提供的电压曲线(红十字)。母线标签已修改为从1开始的连续数字。


2.2 EEE 123 节点测试

EEE 123 总线测试馈线 IEEE 123 有总线测试馈线 (1) 三相、两相和单相横向; (2) 四个星形连接的 SVR,即边沿 (1, 2) 上的 ID1 三相联动,边缘 (12, 13) 的 a 相上的 ID2,边沿 (28, 29) 的 a、c 相上的 ID3 ), 边缘三相 ID4 (75, 76); (3) delta-delta 额定变压器 150 kVA 和 4.16 kV/0.48 kV 在边缘线对线 (68, 69)。图 2提供电压曲线,包括总线 127、128、129、130 分别是 ID 为 1、2、3、4 的 SVR 的 n(图中最后四个标记)。

图2 从 Z-Bus 方法(蓝圈)获得的方法 IEEE 123 母线馈线电压曲线与基准提供的电压曲线(红十字)进行比较。总线标签从一开始就被修改以表示连续数字


2.3500 节点测试

2.4906 母线低压馈线

欧洲 906 母线低压馈线ELV 馈线具有 (a) 三相支线(无缺相) (b) delta-wye 额定变电站变压器 800 kVA,11 kV/416 V 线路在边缘 (1, 2) 上对齐,zt = (0.4 j4)%。获得的电压曲线如图所示 9 所示。


2.5 小节

本文专注于三相配电网络的节点导纳建模。回顾了输电线路与大多数相关变压器连接的模型,并推导出了步进式电压调节器的新模型,明确考虑了其抽头位置和串联导纳。将系列元素模型放在一起,产生网络总线导纳矩阵 Y-Bus,通过可逆性 Z-Bus 方法推导趋势解决方案非常重要。论文仔细列出了保证 Y-Bus 每个串联元件的可逆性条件都证明了为什么修改某些变压器连接的建议可以恢复其可逆性。这些条件是根据实际配电网络量身定制的。这些配电网可以是任何数量的放射性或网状变压器和网状 SVR,包括缺相。对 IEEE 37 总线、IEEE 123 总线、8500 在节点中压馈线和欧洲 906 全面测试总线低压馈线。


3 Matlab代码实现

标签: 480v三相电容

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