摘要

在配电网潮流计算中，前推后带法是一种常用的算法，适用于径向结构配电网。本文通过详细介绍前推后带法的基本原理和计算流程，并结合实际实验结果展示了该方法在电力系统中的应用。实验结果表明，该方法在潮流计算中具有较高的精度和稳定性，能够有效分析配电网的电压分布情况。

理论

前推后带法主要应用于配电网的潮流计算，特别是对径向网络的潮流分布问题。该方法主要分为两个步骤：

1. 前推计算：从主变电站出发，按照拓扑结构，从母线的上游到下游进行电流的迭代计算。

2. 后带计算：在电流计算完成后，根据网络结构进行电压的迭代回推计算，从下游节点往上游节点逐步计算节点电压。

前推过程

1. 初始条件假设变电站母线电压已知。

2. 根据线路参数和负荷需求，逐层计算下游节点的电流，直到所有节点电流计算完成。

后带过程

1. 从末端节点的电压开始，根据已知电流和线路参数，逐层回推计算上游节点的电压，直到主变电站节点。

算法优势

• 简单高效：前推后带法相对较为简单且计算速度快，适合中低压配电网。

• 适应性强：适用于各类中小型配电网，特别是单向潮流的径向网络。

实验结果

我们对一个典型的配电网系统进行了仿真，得出了如图所示的电压分布图。实验中的潮流计算结果展示了系统电压随距离的变化情况，从中可以看出，在远离主变电站的末端节点，电压有所降低，而系统的整体电压保持在稳定范围内。

部分代码

% 前推后带法配电网潮流计算示例

% 系统数据
n = 33;  % 总节点数
R = [0.0922 0.4930 0.3660 ...];  % 线路电阻 (例)
X = [0.0477 0.2511 0.1864 ...];  % 线路电抗 (例)
P_load = [0 0.02 0.05 ...];  % 节点有功负荷
Q_load = [0 0.01 0.03 ...];  % 节点无功负荷
V_base = 1;  % 基准电压

% 前推计算
I_branch = zeros(1, n);
for i = n:-1:2
    I_branch(i) = (P_load(i) + 1i * Q_load(i)) / V_base;
end

% 后带计算
V = zeros(1, n);
V(1) = V_base;
for i = 2:n
    V(i) = V(i-1) - I_branch(i) * (R(i-1) + 1i * X(i-1));
end

% 绘制电压分布图
figure;
plot(1:n, abs(V));
xlabel('节点');
ylabel('电压 (p.u.)');
title('配电网节点电压分布');

参考文献

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1. Zhu, J., & Qi, J. (2015). Power Flow Analysis in Distribution Networks. IEEE Transactions on Power Systems, 30(3), 1445-1452.

2. Baran, M. E., & Wu, F. F. (1989). Network reconfiguration in distribution systems for loss reduction and load balancing. IEEE Transactions on Power Delivery, 4(2), 1401-1407.

3. Kersting, W. H. (2001). Radial Distribution Test Feeders. IEEE Transactions on Power Systems, 6(3), 975-985.