[發明專利]一種直流配電系統潮流解的存在性與穩定性分析方法

有效

• 申請號: 201811549770.6
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109617079B
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 劉堯;管霖;鄭建平;譚喆;陳建福;楊昆;柳張杰;裴星宇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣東電網有限責任公司珠海供電局
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉瑤云

1.一種直流配電系統潮流解的存在性與穩定性分析方法，其特征在于，所述直流配電系統為由n個變換器節點和m個負載節點組成的網狀結構，所述變換器節點與負載節點連接，相鄰的負載節點電連接；所述分析方法包括以下步驟：

S10.利用圖論理論，對所述直流配電系統進行等效拓撲得到輸電網絡導納矩陣Y；根據歐姆定律，得到每個節點注入輸電網絡的電流[i_s,i_L]^T，其中i_s為變換器節點的輸出電流，i_L為負載節點注入網絡的電流；

其中，輸電網絡的電流[i_s,i_L]^T通過下述方式獲取：

式中，u_S為變換器節點的輸出電壓；u_L為負載節點注入網絡的電壓；

S20.當變換器處于下垂控制時，計算獲得輸出電壓u_s的表達式：

u_S＝V^*-Ki_S

式中V^*＝[v₁ v₂ L v_n]^T，v_i為變換器的參考電壓；K的等價物理意義為虛擬電阻，單位為歐姆；

S30.基于輸出電壓u_S的表達式及恒功率負載的伏安特性，得到直流配電系統穩態工作點表達式以及直流配電系統的潮流方程；

其中，恒功率負載的伏安特性通過下述方式表達：

u_ii_i＝-P_i,i∈{n+1,n+2,L,n+m}；

直流配電系統穩態工作點通過下述方式獲得：

Y₁＝Y_LL-Y_LS(Y_SS+K^-1)^-1Y_SL；

直流配電系統的潮流方程表示為：

U_LY₁u_L+U_Lβ+P＝0_m

式中，U_L為負載電壓，P為直流配電系統的負載功率；

S40.結合直流配電系統可行解的充分條件T，采用迭代算法計算潮流解；

其中，直流配電系統可行解的充分條件T表示為：

其中，ζ是直流配電系統的開路電壓，Y₁^-1為輸電網絡的等效阻抗矩陣，χ和θ分別為矩陣(diag{ζ}Y₁diag{ζ})^-1Θ的Perron特征值和對應的特征向量，

當直流配電系統滿足以下條件時，存在潮流解：

(1)若存在一個正列向量ξ滿足：

0_m＜ξ＜f(ξ)

那么存在唯一的列向量x^*滿足f(x^*)＝x^*且ξ＜x^*＜1_m；

(2)對于任意給定的系統參數V^*、Y與P，若存在一個正向量ξ滿足：

式中存在解且其中：

函數f_ij(q)定義如下：

若直流配電系統存在潮流解時，則步驟S40可根據x_n+1＝f(x_n),x₁＝1_m通過迭代算法求得潮流解。