[發(fā)明專利]一種統(tǒng)一求解的交直流混合配電網(wǎng)潮流計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010042263.4
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111244962B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金國彬;石超;陳慶;潘狄;權(quán)然;劉釗;楊明城;苑忠奇;劉玉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué);國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 吉林市達(dá)利專利事務(wù)所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發(fā)明是一種統(tǒng)一求解的交直流混合配電網(wǎng)潮流計算方法，其特點(diǎn)是，通過建立交流?直流變流器的穩(wěn)態(tài)潮流模型，結(jié)合二進(jìn)制描述的網(wǎng)絡(luò)矩陣，得到了交直流混合配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的統(tǒng)一潮流計算模型，針對不同控制策略建立對應(yīng)潮流方程，并基于牛頓?拉夫遜法對潮流方程進(jìn)行求解，該方法提供的結(jié)果是分析配電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，設(shè)計相應(yīng)控制方式和研究配備相關(guān)保護(hù)設(shè)置的前提和基礎(chǔ)，對于不同控制策略和不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交直流混合配電網(wǎng)均能夠迅速、穩(wěn)定收斂，其計算速度快，適用性強(qiáng)，應(yīng)用效果佳。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交直流混合配電網(wǎng)領(lǐng)域，特別是涉及一種統(tǒng)一求解的交直流混合配電網(wǎng)潮流計算方法。

背景技術(shù)

近年來，城市規(guī)模日益擴(kuò)展，用電負(fù)荷逐年攀升，重要負(fù)荷，非線性負(fù)荷的占比越來越大，對城市配電網(wǎng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求。現(xiàn)有的交流配電網(wǎng)面臨供電容量不足，線路飽和及電能變換環(huán)節(jié)多等問題。而直流配電網(wǎng)具有可控性好、損耗低、電能質(zhì)量高、輸電容量大等特點(diǎn)，并且非常適合分布式電源的多點(diǎn)接入，同時，分布式電源、儲能裝置可從直流側(cè)并入系統(tǒng)，減少了電力電子設(shè)備并網(wǎng)的逆變環(huán)節(jié)，降低成本和損耗，提高供電可靠性，為適應(yīng)不同類型的電源和負(fù)荷，城市配電網(wǎng)逐漸向交直流混合配電網(wǎng)模式發(fā)展。

電力系統(tǒng)潮流計算是電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析的基礎(chǔ)，根據(jù)給定的各元件狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)計算電力系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)電壓及線路潮流分布，各種穩(wěn)態(tài)暫態(tài)運(yùn)行分析、電力系統(tǒng)規(guī)劃、可靠性評估等都需要進(jìn)行潮流計算。現(xiàn)有方法的交直流潮流模型對于網(wǎng)架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的適應(yīng)能力有限，無法完全適應(yīng)城市配電網(wǎng)的某些特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種計算速度快，適用性強(qiáng)，應(yīng)用效果佳的交直流混合配電網(wǎng)潮流計算方法，該方法提供的結(jié)果是分析配電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，設(shè)計相應(yīng)控制方式和研究配備相關(guān)保護(hù)設(shè)置的前提和基礎(chǔ)，對于不同控制策略和不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交直流混合配電網(wǎng)均能夠迅速、穩(wěn)定收斂。

1.實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種統(tǒng)一求解的交直流混合配電網(wǎng)潮流計算方法，其特征是，它包括建立二進(jìn)制網(wǎng)絡(luò)矩陣、建立交直流支路功率模型、建立功率平衡方程、求解功率平衡方程，具體內(nèi)容有：

1)建立二進(jìn)制網(wǎng)絡(luò)矩陣：

①N行1列節(jié)點(diǎn)種類矩陣B，其中，N是節(jié)點(diǎn)數(shù)，N∈[2,9999]；對于直流節(jié)點(diǎn)i∈[1,N]，j∈[1,N]，B_i＝1，B_j＝1，對于交流節(jié)點(diǎn)B_i＝0，B_j＝0；

②N行N列網(wǎng)絡(luò)連接矩陣C，對于兩不同節(jié)點(diǎn)i，j∈[1,N]之間有支路連接，C_ij＝1；對于兩不同節(jié)點(diǎn)i，j之間無支路連接，C_ij＝0；

③N行N列支路種類矩陣L，對于兩不同節(jié)點(diǎn)i，j之間有直流支路連接，L_ij＝1；對于兩不同節(jié)點(diǎn)i，j之間有交流支路連接，L_ij＝0；

2)建立交直流支路功率模型：

①兩個交流節(jié)點(diǎn)i，j相連的功率方程，

其中，P_ij、Q_ij分別是i、j兩節(jié)點(diǎn)間交流支路首端環(huán)節(jié)輸入的有功功率和無功功率；θ_ij是i、j兩節(jié)點(diǎn)間電壓相角差；V_i、V_j分別為i、j兩節(jié)點(diǎn)電壓幅值；G_ij、B_ij分別是i、j兩節(jié)點(diǎn)間交流支路電導(dǎo)和電納，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)矩陣，得到的潮流方程為：

其中，P_ij^(a)、Q_ij^(a)是中間變量；

②兩個直流節(jié)點(diǎn)i，j相連的其功率方程為，