[发明专利]考虑非光滑约束的微电网电压稳定分析方法

说明书

本发明提出一种考虑非光滑约束的微电网电压稳定分析方法，首先获取包含非光滑约束的微电网三相潮流方程，引入负荷因子对该方程进行参数化并设置初始潮流解、切向量和步长，并利用初始潮流解和切向量获取下一点潮流解的预测值，之后利用切向量对该模型的雅可比矩阵进行一维扩展，将预测值作为初值通过牛顿法求取参数化潮流方程的潮流解，而后利用变量边界约束来约束该潮流解边界，并通过扩展矩阵获取下一点的切向量，并进行步长控制，最后依据边界约束后的潮流解、下一点的切向量和步长获取下一点潮流解的预测值，进行循环并获取PV曲线进行电压为稳定分析，可以解决非光滑约束导致微电网连续潮流计算失败的问题，实现对电压稳定性的定量分析。

技术领域

本发明涉及微电网技术领域，尤其涉及一种考虑非光滑约束的微电网电压稳定分析方法。

背景技术

高比例新能源微电网在偏远山区、海岛供电中发挥重要作用。大量风电、光伏等分布式电源接入微电网，导致微电网的运行工况和特性更加复杂，分布式电源设备的频率、无功等约束受控制策略影响，呈现分段特性；传统的基于连续潮流的电压稳定分析方法难以适应含高比例新能源微电网电压稳定分析需要。在微电网电压稳定分析过程中，需要考虑风电、光伏及储能等设备非光滑特性对微电网电压稳定特性的影响，以提高计算结果的准确度。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出一种考虑非光滑约束的微电网电压稳定分析方法，本发明建立了包含非光滑约束的微电网三相潮流模型，并对该模型进行连续潮流计算来获取PV(功率-电压)曲线，从而获取微电网的电压稳定特征。

首先获取包含非光滑约束(频率死区约束和无功约束)的微电网三相潮流方程，引入负荷因子对该方程进行参数化并设置初始潮流解、切向量和步长，并利用初始潮流解和切向量获取下一点潮流解的预测值，之后利用切向量对该模型的雅可比矩阵进行一维扩展，将预测值作为初值通过牛顿法求取参数化潮流方程的潮流解，而后利用变量边界约束来约束该潮流解边界，并通过扩展矩阵获取下一点的切向量，并进行步长控制，最后依据边界约束后的潮流解、下一点的切向量和步长获取下一点潮流解的预测值，进行循环并获取PV曲线(功率-电压曲线)进行电压为稳定分析，本发明所提方法可以解决非光滑约束导致微电网连续潮流计算失败的问题，实现对电压稳定性的定量分析。

其具体采用以下技术方案：

一种考虑非光滑约束的微电网电压稳定分析方法，其特征在于：首先获取包含非光滑约束的微电网三相潮流方程，引入负荷因子对微电网三相潮流方程进行参数化并设置初始潮流解、切向量和步长，并利用初始潮流解和切向量获取下一点潮流解的预测值；之后利用切向量求取雅可比矩阵并进行一维扩展，将预测值作为初值通过牛顿法求取参数化潮流方程的潮流解；而后利用变量边界约束来约束潮流解边界，并通过扩展矩阵获取下一点的切向量，并进行步长控制；最后依据边界约束后的潮流解、下一点的切向量和步长获取下一点潮流解的预测值，进行循环并获取功率-电压曲线。

优选地，以上过程具体包括以下步骤：

步骤S1：获取包含非光滑约束的微电网三相潮流方程；

步骤S2：定义包含非光滑约束的微电网三相潮流方程中负荷和分布式电源有功出力的增长方式，并设置初始潮流解、切向量和步长；

步骤S3：获取功率-电压曲线；步骤S3具体包括：

步骤S31：计算下一潮流解预测值

步骤S32：雅可比矩阵扩展；

步骤S33：将预测值作为初值通过牛顿法求取参数化潮流方程的潮流解；

步骤S34：约束潮流解边界；

步骤S35：正交参数化求下一点的切向量；

步骤S36：步长控制；

循环步骤S31-S36，获取功率-电压曲线。