[發明專利]面向電力電子化柔性配電網的改進增廣節點方程建模方法

有效

• 申請號: 202110036013.4
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112865076B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 王成山;董博;于浩;富曉鵬;冀浩然;李鵬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種面向電力電子化柔性配電網的改進增廣節點方程建模方法：對給定的電力電子化柔性配電網，輸入網絡參數及迭代計算參數，以及牛頓法迭代收斂精度；根據提供的網絡及元件參數信息，建立面向電力電子化柔性配電網的改進增廣節點方程，實現對直流配電系統的建模，以及對換流器以及多端智能軟開關的建模；設定網絡中狀態變量的初值，設定迭代次數l＝0；采用牛頓?拉夫遜法對面向電力電子化柔性配電網的改進增廣節點方程進行一次迭代求解，求得第l次計算后系統的偏差值以及狀態變量修正值；判斷求得的偏差值是否滿足迭代收斂精度要求；輸出面向電力電子化柔性配電網的改進增廣節點方程計算結果。本發明可以有效提高計算效率。

技術領域

本發明涉及一種配電網建模方法。特別是涉及一種面向電力電子化柔性配電網的改進增廣節點方程建模方法。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，柔性配電網已經成為未來配電網發展的一個重要趨勢，可以有效解決傳統配電網發展中的部分瓶頸問題，提升城市配電系統的電能質量、可靠性與運行效率，還可應對傳統負荷以及比例可再生能源的波動性。但直流配電系統以及大量電力電子設備的引入使得柔性配電網從建設、管理到運行等各個方面，都需要全新的更加精細化的仿真分析工具作為支撐，以提高其智能化運行水平。作為穩態分析的基礎，電力電子化柔性配電網的建模方法能夠為后續的規劃、調度運行和故障特性分析提供強有力的支持和理論依據，已經成為國內外電力領域的熱點問題之一

目前，國內外對電力電子化柔性配電網的建模方法主要分為基于交替求解的建模方法和基于統一求解的建模方法。基于交替求解的建模方法對交、直流系統的潮流方程分開進行建模，這一建模方法可以在已有的交流模型基礎上進行擴展，但在對其進行計算時的收斂速度較慢。基于統一求解的建模方法完整地計及了交直流變量之間的耦合關系，對各種運行條件都具有較好的適應性，但其雅可比矩陣的規模相比交替求解法更大，占用更多內存，程序實現較為復雜。因此，如何在兩類方法之間取得平衡，開發出兼容雙方優勢的方法成為了電力電子化柔性配電網的建模方法問題目前面臨的挑戰。

改進增廣節點方程建模方法在傳統節點法的基礎上添加增廣方程，可以有效地描述傳統節點法難以處理的元件模型，具備良好的擴展性，可以綜合利用電壓、電流等多種類型的變量。對于電力電子化柔性配電網而言，將直流網絡和換流器等元件視為交流網絡的增廣元件，將其模型作為增廣方程寫入節點方程之中，可以有效利用已有的節點網絡方程，減少建模的工作量。此外，與傳統節點法相比，在潮流計算迭代過程中，雅克比矩陣的大部分元素都保持不變，需要更新的元素數量大幅減少，可以有效提高計算效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種有效利用傳統節點法的方程減少建模工作量，實現對電力電子化柔性配電網建模的面向電力電子化柔性配電網的改進增廣節點方程建模方法。

本發明所采用的技術方案是：一種面向電力電子化柔性配電網的改進增廣節點方程建模方法，包括如下步驟：

1)對于給定的包含智能軟開關以及由直流電源、直流線路及直流負荷構成的直流配電在內的電力電子化柔性配電網，輸入如下的網絡參數及迭代計算參數，包括：交流及直流網絡的拓撲連接關系、交直流線路參數信息、分布式電源類型及參數、智能軟開關的類型及參數、交直流負荷的類型及參數、換流器參數，以及牛頓法迭代收斂精度；

2)根據步驟1)提供的網絡及元件參數信息，建立面向電力電子化柔性配電網的改進增廣節點方程，實現對直流配電系統的建模，以及對換流器以及多端智能軟開關的建模；

3)設定網絡中狀態變量的初值，包括交直流網絡節點電壓、交直流增廣元件的電流、交直流負荷電流、交直流電源電流以及變流器的電流，并設定迭代次數l＝0；

4)采用牛頓-拉夫遜法對面向電力電子化柔性配電網的改進增廣節點方程進行一次迭代求解，更新迭代次數l＝l+1，求得第l次計算后系統的偏差值以及狀態變量修正值；