一种基于区间泰勒展开法的交直流混合配电网区间潮流计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111799799A(43)申请公布日2020.10.20(21)申请号202010673187.7(22)申请日2020.07.13(71)申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县福州大学城乌龙江北大道2号福州大学(72)发明人江岳文费迎阳(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人钱莉蔡学俊(51)Int.Cl.H02J3/06(2006.01)H02J3/02(2006.01)权利要求书11页说明书23页附图4页(54)发明名称一种基于区间泰勒展开法的交直流混合配电网区间潮流计算方法(57)摘要本发明涉及一种基于区间泰勒展开法的交直流混合配电网区间潮流计算方法，将区间泰勒展开法应用到交直流混合配电网中，结合增广直角坐标潮流模型，提出了一种适用于求解交直流混合配电网中存在间歇性电源以及波动性负荷的区间潮流计算方法。该方法考虑了主从控制策略与对等控制策略下直流配电网中节点电压和功率的波动对电压源换流器和交流配电网内潮流与调制比的影响，采用区间泰勒展开法避免了区间迭代与非线性规划，基于增广直角坐标潮流模型的雅克比矩阵与海森矩阵稀疏度极高，在IEEE33节点扩展的交直流混合配电网系统中进行区间潮流计算，结果表明，本发明在增广直角坐标下用时0.0814秒，在直角坐标下用时0.4757秒，可以显著提高计算效率。CN111799799ACN111799799A权利要求书1/11页1.一种基于区间泰勒展开法的交直流混合配电网区间潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：针对交直流混合配电网的主从控制策略与对等控制策略分别确定每台VSC对应的控制方式，将VSC的多种控制方式与区间潮流算法相结合，分析区间潮流中不同控制方式下直流配电网节点电压，节点注入电流以及直流配电网与VSC间有功功率传输波动状况；步骤S2：提出区间潮流中VSC调制比与VSC内部节点电压以及直流配电网节点电压应满足的电压关系式，确定直流配电网中的电压波动变量，分析电压波动变量对VSC内部节点电压和交流配电网节点电压以及调制比的影响；步骤S3：根据交直流混合配电网中的节点电压方程，功率方程以及电压关系式列写增广直角坐标下的雅可比矩阵与海森矩阵；步骤S4：选定负荷功率波动节点与光伏发电、风力发电接入节点，采用区间算法，确定节点功率波动量与区间中心值，建立波动变量矩阵；步骤S5：采用交直流解耦潮流算法，首先进行直流配电网的区间潮流计算，获取直流配电网节点电压，节点注入电流区间变量对波动变量的一阶导数与二阶导数，计算直流配电网节点电压、节点电流与节点注入功率的区间值；步骤S6：获取直流配电网节点电压与节点注入功率区间值，计及直流配电网输入交流配电网的功率值波动与直流配电网的电压波动状况对交流配电网的影响，选取交流配电网负荷功率波动节点，进行交流配电网的区间潮流计算。2.根据权利要求1所述的一种基于区间泰勒展开法的交直流混合配电网区间潮流计算方法，其特征在于，所述步骤S1的具体内容为：交直流混合配电网的控制策略主要有主从控制策略与对等控制策略，其中，主从控制策略下，一台VSC作为主站，采用定直流电压控制方式，稳定直流电压值，其他VSC采用定功率控制方式，控制有功功率传输值；对等控制策略下，所有换流站皆采用下垂控制方式，同时调节直流配电网节点电压与节点注入电流有功功率值；对于单台VSC，控制方式包括定直流电压、定交流电压、定有功或无功功率控制以及下垂控制方式；定直流电压控制方式：控制节点电压值为定值，区间潮流计算中功率波动引起该节点注入电流发生波动，因此节点注入功率为区间值；上式中为直流配电网节点注入功率，为节点电压，为节点注入电流，为节点注入功率波动量，为节点注入电流波动量；无其他功率注入时，直流配电网注入VSC的功率为功率波动过程中，当波动量幅值较高时，功率传输方向会发生变化，发生整流与逆变状态的转换；直流配电网节点注入功率的波动引起VSC内部节点电压幅值与相角的波动，进而引起交流配电网内各状态量的波动；定功率控制方式：定功率控制方式下，其他节点功率注入值发生波动时，会引起该节点电压与节点注入2CN111799799A权利要求书2/11页电流发生微小波动，二者乘积计算后的功率波动值低于收敛精度，因此，在允许误差范围内认为节点注入功率为定值；由于采用交直流解耦潮流算法，定有功功率传输值改为定Pc，Pc为VSC与直流配电网间的有功功率传输值；无功功率传输值Qs维持定值，波动量设为0；下垂控制方式：直流配电网中连接VSC的节点出现电压上升或下降时，VSC根据电压偏差值决定注入节点的功率值；上式中Kdroop和为控制参数，和同时为状态量，其他节点功率注入值发生波动时，会同时引