[发明专利]含柔性直流电网的交直流混联电网解耦潮流计算方法

说明书

本发明公开了一种含柔性直流电网的交直流混联电网解耦潮流计算方法，包括步骤(1)：以换流站直流侧母线为边界来划分交流电网和直流电网，所述交流电网包含换流站；步骤(2)：将所述交流电网与直流电网的潮流计算完全解耦，并依次求解完全解耦后的直流电网潮流和交流电网潮流；其中，在求解直流电网潮流的过程中，雅克比矩阵恒定不变。该方法收敛性好，计算速度快。

技术领域

本发明属于电网潮流计算领域，尤其涉及一种含柔性直流电网的交直流混联电网解耦潮流计算方法。

背景技术

多端柔性直流输电系统(Voltage Source Converter-Multi-Terminal HVDC，VSC-MTDC)作为一种更为灵活、便捷、安全的新能源输电方式，近年来受到广泛关注。VSC-MTDC可实现多电源供电、多落点受电、孤岛供电等，在风电等新能源并网、构筑城市直流配电网等领域具有广阔的应用前景。对于含VSC-MTDC交直流混联系统，潮流计算是稳态运行特性分析的重要内容，也是进行暂态特性和保护控制研究的基础。

交直流混联电网潮流计算方法主要有统一迭代法和交替迭代法。其中：

(1)统一迭代法具有良好的收敛性，迭代次数少；但是，其存在以下缺陷：(a)无法和现有的商用软件结合，编程难度大；(b)每次迭代后需要重新计算雅克比矩阵，这样使得计算量增大。

(2)交替迭代法易与现有的商用软件接口，编程简单，其计算速度快，直流部分及交流部分可以使用不同的算法；但是，也存在以下问题：(a)对交直流系统初值给定要求高，收敛性较差，易造成潮流求解的振荡和不收敛；(b)在潮流计算时，换流器的损耗和平衡换流站的注入功率无法在单次潮流计算中准确得知，这导致了迭代次数的增加。

此外，《基于交直流解耦的超大规模交直流混合电网潮流计算可行解获取方法的研究》对含传统直流的交直流混联电网解耦潮流算法进行了研究，将直流系统等效为恒功率注入交流系统，交流电网收敛后再求解与直流相关的量。《Power Flow Algorithms forMulti-Terminal VSC-HVDC With Droop Control》中将直流潮流、交流潮流分开计算，且考虑了多种下斜控制策略。

上述两篇文献虽然均将直流电网潮流计算与交流电网和换流站潮流计算之间解耦，解决了交替迭代法的缺陷，但是上述两篇文献均存在交流电网潮流计算与换流站潮流计算之间仍需要通过交替迭代实现的问题。

综上所述，现有交直流混联电网解耦潮流计算方法中均存在需要交替迭代实现，而且迭代次数多，影响整个解耦潮流计算的速度和效率的问题。

发明内容

为了解决现有含柔性直流电网的交直流混联电网潮流计算方法中存在的问题，本发明提供了一种含柔性直流电网的交直流混联电网解耦潮流计算方法，其实现了交直流电网潮流计算之间的完全解耦，交流电网和直流电网之间的潮流计算不用交替迭代即可获得潮流结果，收敛性好，计算速度快。

本发明的一种含柔性直流电网的交直流混联电网解耦潮流计算方法的技术方案为：

一种含柔性直流电网的交直流混联电网解耦潮流计算方法，包括：

步骤(1)：以换流站的直流侧母线为边界来划分交流电网和直流电网，所述交流电网包含换流站；

步骤(2)：将所述交流电网与直流电网的潮流计算完全解耦，并依次求解完全解耦后的直流电网潮流和交流电网潮流；其中，在求解直流电网潮流的过程中，雅克比矩阵恒定不变。

为了实现交流和直流电网潮流解耦，本发明将交流电网和直流电网的界限定在换流站直流侧，将换流站考虑为交流电网的一部分。此时，交流电网中增加一个滤波器节点f和一个换流器节点c。母线c注入换流站的有功功率率等于换流器损耗和直流节点i注入功率之和。