[發(fā)明專利]一種雙極直流配電網(wǎng)潮流的線性化計算方法

有效

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• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113224780B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設計）人: 周念成;張渝;王強鋼;廖建權
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J1/08
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

本發(fā)明公開了一種雙極直流配電網(wǎng)潮流的線性化計算方法，針對負荷節(jié)點列寫正極、中線、負極三條線路上的節(jié)點電壓方程，通過兩兩相減的線性變換，得到雙極直流配電網(wǎng)的網(wǎng)絡模型，利用工作點處的泰勒展開與高次項的舍去得到恒功率負荷線性化模型，綜合網(wǎng)絡模型與恒功率負荷線性化模型得到線性化端口電壓求解模型，代入實際網(wǎng)絡參數(shù)，求得網(wǎng)絡負荷節(jié)點端口電壓，再計算正極線、中線、負極線路上的節(jié)點對地電壓，以此計算支路電流、支路功率，完成雙極直流配電網(wǎng)線性潮流計算。

技術領域

本發(fā)明涉及直流配電網(wǎng)潮流計算領域，具體涉及一種雙極直流配電網(wǎng)潮流計算方法。

背景技術

相比于交流配電網(wǎng)，直流配電網(wǎng)具有變換環(huán)節(jié)少、線路損耗低、供電容量大、供電可靠性高等優(yōu)勢。直流配電網(wǎng)的拓撲結構可分為單極型與雙極型。不同于單極直流配電網(wǎng)，雙極直流配電網(wǎng)具有多電壓等級、多供電回路、接地可靠等特點，供電方式更為靈活，供電可靠性更高。

潮流計算是電網(wǎng)建設規(guī)劃、運行控制、電能質量監(jiān)測及保護配置的基礎。由于雙極直流配電網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲復雜、正負極耦合，其網(wǎng)絡模型難以建立。現(xiàn)有雙極直流配電網(wǎng)潮流計算方法多采用迭代算法，無法實現(xiàn)雙極直流配電網(wǎng)的快速潮流計算。

發(fā)明內容

針對上述技術的不足，本發(fā)明提供了一種雙極直流配電網(wǎng)潮流的線性化計算方法，解決雙極直流配電網(wǎng)潮流計算快速性不足的問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種雙極直流配電網(wǎng)潮流的線性化計算方法，一種雙極直流配電網(wǎng)潮流的線性化計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

將雙極直流配電網(wǎng)中的M個節(jié)點劃分為N個負荷節(jié)點與M-N個電源節(jié)點，并且每個節(jié)點均具有正極、負極與雙極電氣參數(shù)；負荷節(jié)點為用于向用戶配電的各個節(jié)點，并作為恒功率節(jié)點；電源節(jié)點為與交流大電網(wǎng)連接的換流器出口對應的節(jié)點，并作為恒電壓節(jié)點；

建立負荷節(jié)點的雙極直流配電網(wǎng)的端口電壓網(wǎng)絡模型：將所有負荷視為電流源，解耦雙極直流配電網(wǎng)中的正極線、中線、負極線三條線路，列寫負荷節(jié)點分別在正極線、中線、負極線的節(jié)點電壓方程，并將所述節(jié)點電壓方程兩兩相減，從而得到負荷節(jié)點的端口電壓網(wǎng)絡模型；

建立負荷節(jié)點的恒功率負荷線性化模型：對負荷節(jié)點的功率計算公式進行泰勒展開，并提取高次項從而得到負荷節(jié)點的恒功率負荷線性化模型；

聯(lián)立所述負荷節(jié)點的的端口電壓網(wǎng)絡模型與所述負荷節(jié)點的恒功率負荷線性化模型，從而得到負荷節(jié)點的線性化端口電壓求解模型；

將實際網(wǎng)絡參數(shù)代入所述負荷節(jié)點的線性化端口電壓求解模型中，求解出負荷節(jié)點的端口電壓列向量，并根據(jù)所述負荷節(jié)點的端口電壓列向量計算出負荷節(jié)點的節(jié)點對地電壓列向量；

分別建立雙極直流配電網(wǎng)中的正極線、中線、負極線三條線路的支路關聯(lián)矩陣A_b.up、A_b.unu、A_b.un，對角化形成雙極直流配電網(wǎng)的支路關聯(lián)矩陣A_b.u＝diag(A_b.upA_b.unuA_b.un)；根據(jù)雙極直流配電網(wǎng)的支路關聯(lián)矩陣計算雙極直流配電網(wǎng)的支路電流列向量；

從所述負荷節(jié)點的節(jié)點對地電壓列向量中提取各負荷節(jié)點分別在的正極線、中線、負極線上的節(jié)點對地電壓，從所述支路電流列向量中提取分別在的正極線、中線、負極線上的各支路電流，并獲取電源節(jié)點的節(jié)點對地電壓，從而計算出雙極直流配電網(wǎng)中分別在的正極線、中線、負極線上的各支路的線路功率與線路損耗。

進一步的，負荷節(jié)點分別在正極線、中線、負極線上的節(jié)點電壓方程如下：