[发明专利]一种适用于各种运行模式微电网的潮流计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统分析领域，特别是涉及一种适用于各种运行模式下微电网的潮流计算方法。

背景技术

通常潮流计算指的是确定性常规潮流计算，是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算，是电力系统分析最基本的计算。动态潮流、连续潮流和随机潮流等是针对不同的应用需求对常规潮流进行的某一方面拓展。

微电网潮流计算是微电网技术研究的一个重要领域。在微电网规划设计、运行研究等方面，一般需通过潮流计算来定量的比较各供电方案或运行模式的优劣；在微电网动态稳定和静态稳定计算中，潮流计算以系统代数方程组形式担当着基础作用；此外，潮流计算也是微电网供电可靠性评估及孤岛运行可行性评估的重要依据。因此，研究微电网潮流模型与算法，以快速获得准确实用的潮流结果，是微电网分析的基础，尤其对于中大规模微电网有着很好的研究意义和应用价值。

目前，国内外对微电网的研究主要集中在微电网运行控制、供电可靠性和电能质量、经济运营、建模仿真等方面，对微电网潮流模型与潮流算法的研究不多。

微电网具有并网和孤岛两种基本运行模式。微电网的控制策略主要有主从、对等和综合控制。微电网在某种基本运行模式下可以采用不同的控制策略，运行模式灵活多样。微电网不同运行模式下，系统可能有平衡节点，也可能无平衡节点，且可能出现非传统节点类型，使得微电网潮流计算具有多样性。当微电网系统有平衡节点时，其潮流计算与传统主网相似，传统主网潮流算法可用于其潮流计算；当微电网系统无平衡节点、出现非传统节点类型时，传统主网潮流算法将不再适用。

发明内容

根据以上的背景技术，本发明提出一种适用于各种运行模式微电网的潮流计算方法：形成5种微电网运行模式和4种节点类型；将5种不同运行模式下的微电网潮流计算归分为2种微电网潮流计算类型，建立其统一潮流模型；采用带信赖域技术修正的LM-TR(LevenbergMarquardtmethodcombinedwithtrustregiontechnique，LM-TR)潮流算法求解统一潮流模型。

本发明的技术方案为：

一种适用于各种运行模式微电网的潮流计算方法，包括形成5种微电网运行模式和4种节点类型、不同运行模式下微电网的统一潮流模型建立、带信赖域技术修正的LM-TR潮流算法求解统一潮流模型。

其中，所述形成5种微电网运行模式和4种节点类型，具体如下：

根据微电网的2种基本运行模式和3种控制策略，可形成5种微电网运行模式。运行模式1：并网运行微电网采用对等控制策略；运行模式2：并网运行微电网采用主从控制策略；运行模式3：孤岛运行微电网采用主从控制策略；运行模式4：孤岛运行微电网采用对等控制策略；运行模式5：孤岛运行微电网采用综合控制策略。运行模式1下，由微电网接入的主网维持微电网的频率电压，微电网内所有分布式电源（DG）装置采用恒功率控制。运行模式2和运行模式3下，由采用恒压恒频控制的主控DG装置调节微电网系统的随机性，维持其频率电压，实现对微电网内部波动的消纳，其中，运行模式2下微电网与主网间的联络线按预先给定的功率值运行。运行模式4和运行模式5下，由下垂控制DG装置维持微电网的频率和电压，其中，运行模式4下所有DG装置都采用下垂控制，运行模式5下有的DG装置采用下垂控制，有的DG装置采用恒功率控制。

微电网中，DG大多通过逆变器接口接入，由DG、逆变器、滤波电路、控制器、保护电路等构成DG装置。在潮流计算中，通常把DG装置视为一个节点。运行模式4和运行模式5下，微电网系统存在下垂控制的DG装置，将其处理为下垂节点。定义下垂节点：指节点的等值负荷有功和无功功率是给定的，等值电源有功和无功功率受下垂特性限制，待求的是节点电压幅值和相位角。恒压恒频控制的主控DG装置处理为平衡节点，恒功率控制的DG装置处理为PQ节点，通过电压控制型逆变器接入的DG装置处理为PV节点。由此，形成微电网潮流计算的4种节点类型：平衡节点、PQ节点、PV节点和下垂节点。

下垂节点的功率方程和未知变量为

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