[發(fā)明專利]一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)快速解耦潮流計算的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010143830.5
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN112290553B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高仕林;陳穎;黃少偉;沈沉;宋炎侃;韓明遠
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/36
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 鄭朝然

1.一種交直流混聯(lián)系統(tǒng)快速解耦潮流計算的方法，其特征在于，包括：

基于定交流電壓控制換流站的無功出力約束，建立換流站穩(wěn)態(tài)模型；

基于所述換流站穩(wěn)態(tài)模型，構(gòu)建交流電網(wǎng)潮流模型和恒定雅可比矩陣的直流電網(wǎng)潮流模型；

基于所述交流電網(wǎng)潮流模型以及所述直流電網(wǎng)潮流模型，構(gòu)建交直流混聯(lián)系統(tǒng)解耦潮流計算框架，以完成對所述交直流混聯(lián)系統(tǒng)的潮流計算；

所述基于定交流電壓控制換流站的無功出力約束，建立換流站穩(wěn)態(tài)模型，建立換流站穩(wěn)態(tài)模型，具體包括：建立換流站控制方程以及建立換流站潮流方程；

所述建立換流站控制方程，包括：

建立每個所述換流站的d軸控制方程和q軸控制方程；

所述建立換流站潮流方程，包括：

基于互補約束確定所述換流站的無功功率約束與電壓調(diào)整之間的約束關(guān)系；利用光滑近似Fisher-Burmeister函數(shù)對所述約束關(guān)系進行近似處理，獲取所述換流站潮流方程；

在所述建立每個所述換流站的d軸控制方程和q軸控制方程中，

所述d軸控制方程包括：定直流電壓控制方程、定有功功率控制方程、電壓-電流下斜控制方程以及電壓-功率下斜控制方程；

所述q軸控制方程包括：定交流功率控制方程和定交流電壓控制方程；

所述定直流電壓控制方程為：U_dck-U_dcrefk＝0；

所述定有功功率控制方程為：P_sk＝P_srefk；

定電壓-電流下斜控制方程為：(U_dck-U_dcrefk)+k_Ik(I_dck-I_dcrefk)＝0；

定電壓-功率下斜控制方程為：(U_dck-U_dcrefk)+k_Pk(P_dck-P_dcrefk)＝0；

所述定交流功率控制方程為：Q_sk＝Q_srefk；

所述定交流電壓控制方程為：U_sk＝U_srefk；

其中，U_dcrefk、I_dcrefk、P_dcrefk分別表示換流站的的直流參考電壓、直流參考電流、直流參考功率；k_Ik和k_pk表示電壓-電流下斜和壓-功率下斜特性的系數(shù)；U_dck、I_dck、P_dck換流站的直流電壓、直流功率和直流電流；P_sk和P_srefk分別為換流站交流側(cè)PCC母線的有功功率及有功功率參考值；Q_sk和Q_srefk為換流站交流側(cè)PCC母線的無功功率及無功功率參考值；U_sk、U_srefk分別表示換流站交流側(cè)PCC母線的電壓和電壓參考值；

所述基于互補約束確定所述換流站的無功功率約束與電壓調(diào)整之間的約束關(guān)系為：

其中，y_k、z_k分別為第k個定無功功率控制換流站的附加變量，分別表示PV節(jié)點電壓幅值相對于參考電壓的正偏移量和負偏移量；和分別為換流站的無功功率的極大值和極小值；

⊥表示互補，將其表示為：則所述利用光滑近似Fisher-Burmeister函數(shù)對所述約束關(guān)系進行近似處理，獲取所述換流站潮流方程，包括：

將Fisher-Burmeister函數(shù)進行近似處理，獲取光滑函數(shù)

令γ’(a,b)＝0，獲取光滑互補約束模型

基于所述光滑互補約束模型，對所述約束關(guān)系進行近似處理，獲取所述換流站無功功率限制的潮流方程：

其中，g_k為電壓方程的不平衡量，為為換流站無功功率下限方程的不平衡量，為換流站無功功率上限方程的不平衡量；和分別為換流站的無功功率的上限值和下限值；ζ為預(yù)設(shè)的一個小的誤差；Q_sk為交流側(cè)PCC母線的無功功率；

在所述構(gòu)建交流電網(wǎng)潮流模型和恒定雅可比矩陣的直流電網(wǎng)潮流模型中，

構(gòu)建所述交流電網(wǎng)潮流模型，包括：

分別確定交流電網(wǎng)中不與換流站相連的母線的潮流方程、定交流電壓控制換流站的潮流方程以及定無功功率控制換流站的潮流方程；基于牛頓-拉夫遜算法，構(gòu)建初始交流電網(wǎng)潮流模型；利用FDLF方法對所述初始交流電網(wǎng)潮流模型進行簡化，獲取交流電網(wǎng)的變量修正方程；

構(gòu)建恒定雅可比矩陣的直流電網(wǎng)潮流模型，包括：

確定直流電網(wǎng)的節(jié)點有功功率方程；

將所述d軸控制方程代入所述節(jié)點有功功率方程后，共同簡化為一個恒定雅克比矩陣；

基于所述恒定雅克比矩陣，獲取直流電網(wǎng)的變量修正方程。