[發明專利]一種基于狀態轉換的電網交直流輸電系統潮流計算方法

有效

• 申請號: 201110382849.6
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN103138279A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 葉鵬;黨偉;關多嬌;袁林;何柳;武智慧
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 韓輝

技術領域

本發明涉及一種電網交直流混合輸電系統潮流計算方法，特別涉及一種基于狀態轉換的電網交直流輸電系統潮流計算方法，屬于電網交直流電力輸送技術領域。?

背景技術

高壓直流輸電在電力系統中的應用越來越廣泛。直流輸電系統具有高度的可控性且控制方式靈活多樣，所以在對交直流混合輸電系統的潮流計算過程中就必須考慮直流系統的控制作用。?

傳統交直流混聯系統的潮流計算是在單一的直流輸電系統控制模式下進行的。它可分為統一迭代法和交替迭代法兩大類^[1]。統一迭代法考慮了交直流變量之間的耦合關系，收斂性好。但其雅可比矩陣中引入了直流系統變量，增加了計算和編程難度。交替迭代法又稱順序法，通過交流系統和直流系統的功率接口使交流系統和直流系統的潮流分開求解，可以很方便的利用原有的純交流網絡的潮流計算程序。交替法在解算過程中沒有考慮交流網絡與直流網絡之間的耦合關系，收斂性差，特別是對多端直流系統和弱交流系統時，由于交直流之間耦合很強，應用交替法求解時，收斂性惡化，甚至出現潮流不收斂情況。上述傳統方法雖然可以對交直流輸電網絡進行潮流計算和穩態分析，但只是針對某一特定的直流控制模式，在某些復雜的電網運行條件下，不能真實地反映交直流輸電系統真實的運行狀態，應用具有較大局限性。?

針對傳統交直流混聯系統潮流計算方法的缺陷，一些學者和工程技術人員提出了一些考慮直流控制過程轉換的交直流潮流計算方法。文獻^[2-7]研究了如何在交直流的潮流計算中考慮直流控制方式變化和換流變壓器分接頭的控制作?用，并提出了相應的計算方法和一些改進措施。其中文獻^{[2、3、5、7]}是基于交替求解法；文獻^[4、6]是基于統一求解法。所有這些方法都是把交直流潮流計算問題作為一次潮流計算問題來進行求解，在潮流計算的迭代過程中考慮直流控制方式的變化。這種計算策略存在以下缺點：一是收斂性較差，計算可靠性大打折扣。由于在潮流解算的迭代過程中需要不斷的進行變量的更替，在某些情況下會使潮流計算發生振蕩，不能收斂；二是考慮的控制方式簡單，不全面；受限于計算的可靠性，直流的控制方式考慮的過于簡化，計算的準確性又降低；三是由于在一次潮流的計算中要考慮直流控制變化和變壓器分接頭等控制等問題，編程復雜，不利于算法的商業化。?

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術存在的上述問題，提供一種可靠且有效的考慮直流控制特性的交直流潮流計算方法。本發明采用的這種計算方法，能夠更有效和可靠的進行交直流混合輸電系統潮流的計算，考慮直流輸電系統的控制方式及其轉換過程，為交直流輸電系統的規劃和運行提供依據。?

本發明提出的這種基于狀態轉換的電網交直流輸電系統潮流計算方法的基本思想是：按照有窮自動機理論，建立交直流混合輸電系統潮流計算運行狀態控制的數學模型。依據直流輸電系統的控制過程，把交直流混合輸電系統的穩態運行分解為若干個典型的運行狀態，通過狀態轉換邏輯，多次進行單一典型狀態下交直流系統的潮流計算，來實現運行狀態間的轉換并最終得到交直流輸電系統合理的運行狀態。該方法考慮了直流輸電系統控制方式的控制作用和相互轉換過程，在多次潮流計算過程中通過對直流變量越界情況和系統狀態變量變化的邏輯判別得到直流系統可能的運行狀態，然后調用新狀態下的潮流程序，無需在潮流迭代過程中對已知變量的取值反復調整，從而較大的提高了潮流解?算的有效性和可靠性。?

本發明給出的技術方案是：這種基于狀態轉換的電網交直流輸電系統潮流計算方法，是按照有窮自動機理論建立交直流混合輸電系統潮流計算運行狀態控制的數學模型，依據直流輸電系統的控制過程，把交直流混合輸電系統的穩態運行分解為若干個典型的運行狀態，通過多次對單一運行狀態的潮流計算，來實現運行狀態間的轉換并最終得到交直流輸電系統合理的運行狀態，其特點是包括以下步驟：?

步驟1)獲取交直流輸電系統潮流計算所需穩態運行參數；?

步驟2)依據直流系統控制方式建立潮流計算中的典型運行狀態及其轉換邏輯：?

①把直流控制過程分解為若干個典型的交直流輸電系統運行狀態，?

②確定各典型狀態下的直流系統控制參數，?

③確定各典型狀態間的轉換方式和轉換條件，?

④確定轉換結束條件；?

步驟3)按照狀態轉換邏輯，設定運行狀態：?

①若首次進行計算，給定初始運行狀態?

②若非首次計算，依據計算結果，按照轉換邏輯進行轉換，設定相應的運行狀態；