[发明专利]一种直流配电系统潮流解的存在性与稳定性分析方法

权利要求书

1.一种直流配电系统潮流解的存在性与稳定性分析方法，其特征在于，所述直流配电系统为由n个变换器节点和m个负载节点组成的网状结构，所述变换器节点与负载节点连接，相邻的负载节点电连接；所述分析方法包括以下步骤：

S10.利用图论理论，对所述直流配电系统进行等效拓扑得到输电网络导纳矩阵Y；根据欧姆定律，得到每个节点注入输电网络的电流[i_s,i_L]^T，其中i_s为变换器节点的输出电流，i_L为负载节点注入网络的电流；

其中，输电网络的电流[i_s,i_L]^T通过下述方式获取：

式中，u_S为变换器节点的输出电压；u_L为负载节点注入网络的电压；

S20.当变换器处于下垂控制时，计算获得输出电压u_s的表达式：

u_S＝V^*-Ki_S

式中V^*＝[v₁ v₂ L v_n]^T，v_i为变换器的参考电压；K的等价物理意义为虚拟电阻，单位为欧姆；

S30.基于输出电压u_S的表达式及恒功率负载的伏安特性，得到直流配电系统稳态工作点表达式以及直流配电系统的潮流方程；

其中，恒功率负载的伏安特性通过下述方式表达：

u_ii_i＝-P_i,i∈{n+1,n+2,L,n+m}；

直流配电系统稳态工作点通过下述方式获得：

Y₁＝Y_LL-Y_LS(Y_SS+K^-1)^-1Y_SL；

直流配电系统的潮流方程表示为：

U_LY₁u_L+U_Lβ+P＝0_m

式中，U_L为负载电压，P为直流配电系统的负载功率；

S40.结合直流配电系统可行解的充分条件T，采用迭代算法计算潮流解；

其中，直流配电系统可行解的充分条件T表示为：

其中，ζ是直流配电系统的开路电压，Y₁^-1为输电网络的等效阻抗矩阵，χ和θ分别为矩阵(diag{ζ}Y₁diag{ζ})^-1Θ的Perron特征值和对应的特征向量，

当直流配电系统满足以下条件时，存在潮流解：

(1)若存在一个正列向量ξ满足：

0_m＜ξ＜f(ξ)

那么存在唯一的列向量x^*满足f(x^*)＝x^*且ξ＜x^*＜1_m；

(2)对于任意给定的系统参数V^*、Y与P，若存在一个正向量ξ满足：

式中存在解且其中：

函数f_ij(q)定义如下：

若直流配电系统存在潮流解时，则步骤S40可根据x_n+1＝f(x_n),x₁＝1_m通过迭代算法求得潮流解。