具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本发明中提供了一种含调压器微电网的潮流计算方法的实施例，包括：

步骤101、获取含调压器的微电网模型。

需要说明的是，本发明实施例中，首先需要获取含调压器的微电网模型，微电网模型包括各元件模型，如传输线模型、变压器模型等。以Y-D型连接方式变压器为例，其模型如图2所示。根据图2的变压器模型，有：

其中，Y_prim为变压器的节点导纳矩阵，其计算方式为：

式中，Z_B是变压器的短路阻抗矩阵，是3×3矩阵，B表示等效阻抗电流与1V等效变压器两侧电流的关系矩阵，是6×3矩阵，N表示变压器两侧电流与1V等效变压器模型的关系矩阵，是4×2矩阵，矩阵A与变压器接线方式有关，表示节点电流与支路电流关系的矩阵。

步骤102、计算微电网模型的系统节点导纳矩阵。

需要说明的是，根据各元件节点导纳矩阵可以计算得到微电网模型的系统节点导纳矩阵，例如，先计算传输线、变压器、并联并补、串补的节点导纳矩阵，然后通过系统拓扑确定这些元件间的连接关系，通过连接关系对各元件节点导纳矩阵进行组合，从而得到系统节点导纳矩阵。该过程为现有技术，在此不再进行赘述。

步骤103、根据系统节点导纳矩阵，采用隐式Zbus高斯法计算微电网模型的三相不对称潮流。

需要说明的是，隐式Zbus高斯法是配电网三相潮流计算的有效算法，其在节点电压方程的基础上，进行迭代计算，其中，潮流计算中的节点注入电流通过节点注入功率和节点电压相除得到。微电网系统的网络方程可以表示为：

I＝Y_busV

其中，矢量V是节点电压，矢量I是节点注入电流，Y_bus是微电网的节点导纳矩阵。

微电网的节点类型可以分为：源点、P-V节点(例如发电机和分布式电源)和其余节点，因此，上式可以表示为：

其中，I₁为源点的节点注入电流，I₂为P-V节点的节点注入电流，I₃为其余节点的节点注入电流。

P-V节点类型维持无功功率变化的能力有一个允许的范围，如果所需无功功率超出了这个范围，为了保持恒定的电压，P-V节点需要转换为P-Q节点。PV-PQ转换的模型可以在潮流计算方法中加强。就像在输电网潮流计算方法中，如果系统中没有恒功率器件，那么I₃是已知的恒定注入电流，V₃可以根据下式求得：

V₃＝Y₃₃ ^-1(I₃(V₃)-Y₃₁V₁-Y₃₂V₂)

用方程右侧的V₂的最新值来估计V₃的电压值，当迭代过程中V₃的变化值比规定的误差值小时，就得到了方程的解。

步骤104、根据三相不对称潮流的结果，计算调压器的控制电压偏差。

需要说明的是，本发明实施例中，调压器模型拓扑图如图3所示，调压器模型中的线路降压补偿器的拓扑图如图4所示。在调压器模型中，抽头每调节一次，对应0.00625的电压改变量，即电压变比可以由下式来计算：

T_R＝1±0.00625·Tap

其中，T_R为调压器变比，Tap为抽头(档位)位置。

补偿电路的压降可表示为：

其中，V_drop为补偿电路的压降；R_compΩ和X_compΩ为补偿电路的阻抗；R_lineΩ和X_lineΩ为线性等值电路的阻抗；CT_P为线性等值电路的电流；N_PT为电压互感器的变比。

调压器通常有32个抽头，16个抽头高于中性位置，16个抽头低于中性位置，每次抽头移动时，变压器的输出电压变化0.00625单位，如图5所示。变压器的节点导纳矩阵随着抽头的位置发生改变，因此可以用节点导纳矩阵反应调压器动作。以单相变压器为例，当抽头在中性点位置时，变压器的节点导纳矩阵为：

式中，Z_B为变压器阻抗矩阵，B为表示1V等效变压器中两侧电流与等效阻抗电流关系的矩阵，N为表示变压器两端电流与等效1V变压器模型的关系的矩阵，A为表示节点电流与支路电流关系的矩阵。

其中：

随着变压器的二次侧抽头的调整，变压器的N矩阵调整为：

式中，T_agreg为变压器的抽头位置，为KV₁一次侧电压，KV₂为二次侧电压。调压器的控制电压偏差的计算公式为：

ΔV_reg＝u/p_tratio-V_drrop-V_reg

式中，u为三相不对称潮流计算的节点电压，p_tratio为调压器的电压互感器变比，V_drrop为调压器的补偿电路压降，V_reg为调压器的控制电压。

步骤105、判断调压器的控制电压偏差是否小于预置带宽，若是，则跳转至步骤109，若否，则执行步骤106。

步骤106、根据调压器的控制电压偏差调节调压器分接头，更新变压器节点导纳矩阵。

需要说明的是，当调压器的控制电压偏差不小于预置带宽时，需要调整调压器分接头的位置，从而根据调压器分接头的位置更新变压器节点导纳矩阵，即改变N矩阵来更新变压器的节点导纳矩阵Y_prim。

具体地，若调压器的控制电压偏差大于预置带宽，且调压器的控制电压偏差大于零，则控制调压器分接头向下移动一个位置，更新变压器节点导纳矩阵。若调压器的控制电压偏差大于预置带宽，且调压器的控制电压偏差小于零，则控制调压器分接头向上移动一个位置，更新变压器节点导纳矩阵。若调压器的控制电压偏差小于预置带宽，则不移动调压器分接头的位置，不更新变压器节点导纳矩阵，直接跳转至步骤109输出微电网模型的三相不对称潮流。

步骤107、根据更新后的变压器节点导纳矩阵更新系统节点导纳矩阵。

需要说明的是，系统节点导纳矩阵由各元件节点导纳矩阵构成，因此，在变压器节点导纳矩阵更新时，系统节点导纳矩阵也需要相应更新。

步骤108、根据更新后的系统节点导纳矩阵，返回步骤103重新计算微电网模型的三相不对称潮流。

步骤109、输出微电网模型的三相不对称潮流。

本发明实施例中，在计算含调压器的三相不对称潮流计算时，每次用隐式Zbus高斯法更新调压器所在母线的电压，然后计算调压器的控制电压偏差，根据控制电压偏差与带宽的关系，确定分接头的位置，根据分接头的位置确定变压器新的节点导纳矩阵，从而对系统节点导纳矩阵进行更新，然后进行下一次隐Zbus高斯潮流计算，直至所有调压器的分接头位置不再动作。

本发明实施例中提供的含调压器微电网的潮流计算方法，根据系统节点导纳矩阵计算微电网模型的三相不对称潮流，进而计算调压器的控制电压偏差，根据调压器节点导纳矩阵与分接头的关系，确定在调压器分接头动作后系统节点导纳矩阵的变化量，从而利用逐步迭代和修正的方式，每次计算调压器分接头的位置，然后根据分接头位置更新系统节点导纳矩阵，再利用隐Zbus高斯法进行下一次潮流计算，在调压器的控制电压偏差小于预置带宽时，停止迭代，输出三相不对称潮流，在三相不对称潮流的计算速度上，相比于牛顿类算法，具有更好的收敛效果和高效性，解决了现有技术使用牛顿类算法求解含分布式电源和调压器的微电网潮流时，收敛速度慢，效率低下的技术问题。

为了对本发明实施例中提供的含调压器微电网的潮流计算方法进行测试验证，本发明使用修改的IEEE13节点系统来进行测试。修改的IEEE13节点系统拓扑如图6所示。该拓扑有三相电压源1台，变压器3台，调压器3台，配网传输线36条，负荷12个，其中，母线9和13所连接负荷为分布式电源，主调压器的控制参数为表1所示。

表1主调压器控制参数

对该系统利用隐式Zbus高斯法进行三相不对称潮流计算，部分计算结果如表2所示。

表2 IEEE13节点系统算例部分潮流计算结果

最终得到的调压器变比计算结果如表3所示：

表3

调压器经过10次动作后达到了稳态，整个计算流程使用matlab计算仅需要1.1s，而利用牛顿法计算需要2.2s，相比于现有技术，具有更好的收敛效果，三相不对称潮流的计算速度更快。

为了便于理解，请参阅图7，本发明中提供了一种含调压器微电网的潮流计算系统的实施例，包括：

模型获取模块201，用于获取含调压器的微电网模型；

系统节点导纳矩阵计算模块202，用于计算所述微电网模型的系统节点导纳矩阵；

三相不对称潮流计算模块203，用于根据所述系统节点导纳矩阵，采用隐式Zbus高斯法计算所述微电网模型的三相不对称潮流；

调压器控制电压偏差计算模块204，用于根据所述三相不对称潮流的结果，计算调压器的控制电压偏差；

判断模块205，用于判断所述调压器的控制电压偏差是否小于预置带宽，若是，则触发三相不对称潮流输出模块209，若否，则触发调压器分接头调节模块206；

所述调压器分接头调节模块206，用于根据所述调压器的控制电压偏差调节所述调压器分接头，更新变压器节点导纳矩阵；

导纳矩阵更新模块207，用于根据更新后的变压器节点导纳矩阵更新所述系统节点导纳矩阵；

三相不对称潮流更新模块208，用于根据更新后的所述系统节点导纳矩阵，返回所述三相不对称潮流计算模块203重新计算所述微电网模型的三相不对称潮流；

所述三相不对称潮流输出模块209，用于输出所述微电网模型的三相不对称潮流。

系统节点导纳矩阵计算模块202具体用于：

计算所述微电网模型的各元件节点导纳矩阵；

根据所述各元件节点导纳矩阵计算所述微电网模型的系统节点导纳矩阵。

计算调压器的控制电压偏差的公式为：

ΔV_reg＝u/p_tratio-V_drrop-V_reg

其中，u为三相不对称潮流计算的节点电压，p_tratio为调压器的电压互感器变比，V_drrop为调压器的补偿电路压降，V_reg为调压器的控制电压。

调压器分接头调节模块206具体用于：

若所述调压器的控制电压偏差大于预置带宽，且所述调压器的控制电压偏差大于零，则控制调压器分接头向下移动一个位置，更新变压器节点导纳矩阵；

若所述调压器的控制电压偏差大于预置带宽，且所述调压器的控制电压偏差小于零，则控制调压器分接头向上移动一个位置，更新变压器节点导纳矩阵；

若所述调压器的控制电压偏差小于预置带宽，则不移动调压器分接头的位置，不更新变压器节点导纳矩阵。

更新变压器节点导纳矩阵的公式为：

其中，Z_B为变压器阻抗矩阵，B为表示1V等效变压器中两侧电流与等效阻抗电流关系的矩阵，N为表示变压器两端电流与等效1V变压器模型的关系的矩阵，A为表示节点电流与支路电流关系的矩阵，T_agreg为变压器的抽头位置，为KV₁一次侧电压，KV₂为二次侧电压。

本发明实施例中提供的含调压器微电网的潮流计算系统，根据系统节点导纳矩阵计算微电网模型的三相不对称潮流，进而计算调压器的控制电压偏差，根据调压器节点导纳矩阵与分接头的关系，确定在调压器分接头动作后系统节点导纳矩阵的变化量，从而利用逐步迭代和修正的方式，每次计算调压器分接头的位置，然后根据分接头位置更新系统节点导纳矩阵，再利用隐Zbus高斯法进行下一次潮流计算，在调压器的控制电压偏差小于预置带宽时，停止迭代，输出三相不对称潮流，在三相不对称潮流的计算速度上，相比于牛顿类算法，具有更好的收敛效果和高效性，解决了现有技术使用牛顿类算法求解含分布式电源和调压器的微电网潮流时，收敛速度慢，效率低下的技术问题。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。