[發明專利]基于序分量坐標的混合交直流微電網潮流分析方法及系統

有效

• 申請號: 202110056803.9
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112688332B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 李正爍;劉奕彤
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/36
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發明公開了一種基于序分量坐標的混合交直流微電網潮流分析方法，包括：建立微電網系統元件的序分量模型；基于所述序分量模型進行交流側潮流計算；進行交直流功率的解耦，然后進行直流側潮流計算；判斷分布式電源出力與互聯變換器傳遞的功率是否超出最大功率限制，若沒有超出，得到符合要求的潮流變量；否則，將他們的功率限制在最大功率值，重新進行上述交直流側潮流計算過程；基于潮流計算結果，進行電力系統規劃和/或運行控制。本發明考慮分布式電源的下垂控制為其主要控制方式，能夠有效維持系統電壓和頻率穩定。交直流側潮流計算過程的解耦通過互聯變換器中變量的解耦進行，簡化了計算。

技術領域

本發明涉及電力系統運行和控制技術領域，尤其涉及一種基于序分量坐標的混合交直流微電網潮流分析方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

我國配電系統中分布式能源(Distributed energyresources，DERs)滲透率逐年提升，但其間歇性和波動性會影響電力系統調度準確性及電能質量。微電網可以實現DERs有效并網，它是由分布式能源、用電負荷、配電設施、監控和保護裝置等組成的小型發配用電系統，可以工作在并網模式或離網孤島模式。此外，微電網還具有提高電力系統在故障后恢復運行的能力，即提高電力系統彈性。然而，許多可再生能源和現代負荷接口是直流的，將其直接與直流網絡相連是一種更高效的方式。但如今電網中占主導地位的仍是交流電源，大規模直接應用直流不現實，通過互聯變換器(Interlinking Converter,IC)連接的混合交直流微電網能夠有效解決這個矛盾。

提高微電網的建模和分析能力是使其更經濟和可靠運行的基礎。20世紀50 年代開始，學者開始對潮流計算的計算機算法進行研究。交流潮流計算中廣泛使用的兩種算法是高斯-賽德爾法(Gauss-Seidel)和牛頓-拉夫遜法 (Newton-Raphson，NR)。NR法在初值選擇合適的情況下具有二階收斂特性，但對于大型系統而言其計算速度較慢。快速解耦算法可以有效提高計算速度，但對X與R的比值有嚴格的要求，不適用于中低壓配電網。此外，存在許多使實際計算變得復雜的因素，包括微電網中的發電機容量較小難以承擔一個平衡機的角色，孤島運行時其頻率不能穩定在額定值，應作為一個變量納入潮流分析中；微電網固有的三相不平衡屬性及交直流側之間的耦合等。這要求我們必須對傳統的潮流算法進行改進。

當前已經有許多學者研究了微電網潮流算法。現有針對運行在孤島狀態的交直流混合微電網的潮流算法思路是首先利用NR法求取交流子網潮流，然后將其結果與IC和直流側求解相結合，但沒有充分將交流三相不平衡納入考慮因素。現有基于backward/forwardsweep(BFS)算法將混合微電網的潮流求解分成兩個子問題順序求解的技術也缺少考慮三相不平衡。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于序分量坐標的混合交直流微電網潮流分析方法及系統，將問題分解為交直流側分別進行求解，解決微電網三相不平衡及混合微電網交直流側功率耦合造成分析困難的問題。

在一些實施方式中，采用如下技術方案：

一種基于序分量坐標的混合交直流微電網潮流分析方法，包括：

建立微電網系統元件的序分量模型；

基于所述序分量模型進行交流側潮流計算；

進行交直流功率的解耦，然后進行直流側潮流計算；

判斷分布式電源出力與互聯變換器傳遞的功率是否超出最大功率限制，若沒有超出，得到符合要求的潮流變量；否則，將他們的功率限制在最大功率值，重新進行上述交直流側潮流計算過程；

基于潮流計算結果，進行電力系統規劃和/或運行控制。

在另一些實施方式中，采用如下技術方案：