本文根據配電網具有輻射狀、弱環網和三相不平衡的特點，在已有前代回推的基礎上，結合多端口混合補償技術，實現了三相潮流和非接地故障計算的統一。而將接地故障進行單獨處理，這樣就避免了一般潮流和故障統一計算中由于接地點電壓為零引起的計算不收斂現象。同時針對配電網中存在一個或者多個PV節點的情況，提出了對PV節點進行補償的方法。
關鍵詞：配電網；補償技術；PV節點

An Approach for Power Flow Analysis and Fault Analysis of Asymmetrical Distribution System with Multi-PV Node

PENG Shu-tao，LIAO Pei-jin，LI Lin，WANG Guang-ming

(Department of Electrical Engineering, Xi'an Jiaotong University,
Xi'an, 710049)

Abstract: This paper shows a uniform approach for three-phase power flow and un-grounding fault. Based on forward and backward sweep method and distribution system specialties, the approach makes use of multi-port compensation technology. In order to avoid divergence in the common uniform approach because of grounding fault, grounding fault is dealt with other method. This paper also presents a compensation method for PV node.
Key words: distribution system；compensation technology；PV node

0 引言
潮流故障計算是電網的一項基本計算，可靠的潮流故障計算方法必須精確、穩定、實用的。對于配電網而言，由于自身的特點，比如一般都是以輻射狀或弱環網的方式運行，三相負荷和電氣參數都存在不平衡的現象，支路參數R和X相差不大等。因此也就對配電網的潮流故障計算方法提出了特殊的要求。首先收斂性問題在配電網潮流計算中備受重視，例如由于支路參數R與X比值比較大，使得原來在輸電網中行之有效的算法，如快速解耦法，在配電網中不再有效。其次在故障計算中由于三相不對稱元件和負荷的存在使得潮流故障計算也不能采用一相計算的方法，而必須進行三相潮流故障計算。在三相潮流故障計算中根據處理三相的方式的不同可以分為相分量法和序分量法。而由于配電網自身的特點使得在不平衡的配電系統的潮流故障計算中應用相分量法效果較好^[1,2]。
目前針對配電網的潮流故障計算主要是利用前代回推和多端口補償技巧^[3-6]。文獻[3]已經指出了這種方法的優點，但是也有一定的不足之處^[6]。文獻[5]針對配電網的電網為輻射狀的特點，在前代回推潮流算法的基礎上采用了疊加原理計算故障電流。該方法處理純輻射狀電網時具有很高的計算效率，但該文沒有給出環網情況下的計算方法，同時給出的計算公式是針對平衡配電網系統的。文獻[6]采用一種系統化的方法，解決了配電網三相不平衡弱環網系統的潮流和故障統一分析的問題，具有較好的收斂性和較高的計算精度。但是這種方法沒有提到如何對配電網中存在的PV節點的處理。同時在發生接地故障時，會出現接地節點的電壓在迭代中趨于零的情況，從而使節點的注入電流趨于無窮大，影響了這種方法的收斂性。
針對以上的問題，在參閱了大量中外文獻的基礎上，本文給出了一種解決配電網中存在的PV節點的方法，提出了按故障是否接地進行分別處理的方法，解決了潮流故障統一計算中存在的問題。從算例結果上看收斂性，計算速度，計算精度都可以達到要求。

1 規范的故障端口補償電路模型
文獻[7]指出對任何不對稱故障總可以在故障點處將不對稱故障從電力網絡中分離開來，圖1就是從電力網絡中分離出的故障補償電路的示意圖。

圖1中故障補償電路的阻抗為：

這樣就可以通過選擇Z_fg，Z_fa,Z_fb，Z_fc的值來模擬不同的故障。幾種典型性故障形式下Z_fg，Z_fa,Z_fb，Z_fc的取值如表1所示。

其中ALG表示A相單相接地；BCLL表示BC相間短路；BCLG表示BC相間接地；ABCLL表示三相短路；ABCLG表示三相接地。

2 弱環網的潮流故障計算
對于弱環網而言，進行潮流故障計算前先要撕裂各個環網，形成輻射狀，對節點進行編號，對支路進行分層。對節點的編號時先將根節點選出，默認根節點編號為1，編號原則是：假設某一步需要對m個節點進行編號，那么這m個節點的新順序是根據它們所連的下一級節點的個數所定。當某些節點所連的下一級節點的個數相同時，這些節點的新順序按照它們原來的順序所定。這里以圖2來說明節點編號的方法。假設1號節點已經完成編號，由圖中可見，和1號節點相連的是2、3、4號節點，現在就是要對它們進行重新編號。可以看到2，3，4號節點所連的下一級節點的個數分別是1，2，3，那么2，3，4號節點在新順序下的編號是2，3，4(這里新順序和原順序一樣是因為圖2是已經按照編號原則完成的網絡圖)。完成了對2，3，4號的節點編號后就可以按照同樣的方法完成圖2中所有節點的編號。對支路分層是在節點編號完成后，按照支路兩端節點的大小對支路進行排序，按照小節點優先的原則進行支路的編號和分層。圖2就是一個完成了的新網絡圖(這里只標出了節點的編號)。