[发明专利]考虑换流装置的混合配电网潮流统一获取方法及装置

说明书

本发明提出考虑换流装置的混合配电网潮流统一获取方法，包括如下步骤：获取换流装置的控制系统模型；根据交流配电网和直流配电网当中的节点特征对节点进行分类；分别构建交流配电网和直流配电网的潮流模型，并对交直流有功边界方程进行修正，获得交直流系统潮流统一计算模型；采用牛顿拉夫逊法对获得的交直流系统潮流统一计算模型进行求解，在每次交直流潮流收敛后，需对每个换流装置进行功率越限检查，若发现越限后，调整并更新换流装置的控制策略，然后重新运行交直流潮流直至收敛。本发明在建模过程中充分考虑了换流器的电压调制比、VSC容量限制以及多种换流装置的控制模式，并能够处理运行过程中换流装置的模式切换问题。

技术领域

本发明涉及城市电网规划评估技术领域，特别是考虑换流装置的混合配电网潮流统一获取方法及装置。

背景技术

大力推广建设交直流混合配电网是解决当前交流配电网设备存量和新能源大量接入的有效途径，也是我国近几年为了提升配电网建设先进水平而提出的一个目标。考虑到当前交流负荷和直流负荷并存的现状，发展交直流混合配电网，对于提高供电质量、实现分布式发电的大规模接入、提高能源利用效率、减小网络损耗具有重要意义。

交直流潮流计算是研究交直流配电网规划、设计和运行的基础。目前，在以往的交直流潮流计算方法中，潮流计算模型缺少对于换流装置电压调制比的考量，此外，在潮流计算过程中缺少对于换流装置容量限制和控制模式变更的考虑。为了更好地指导我国一流城市交直流混合配电网的建设，有必要建立一种综合考虑换流装置电压调制比、电压源换流器(voltage source converter，VSC) 的容量限制以及在运行过程中换流装置的控制模式发生变更的潮流计算模型。

发明内容

本发明的目的在于设计一种综合考虑换流装置电压调制比、电压源换流器(voltage source converter，VSC)的容量限制以及在运行过程中换流装置的控制模式发生变更的混合配电网潮流统一获取方法及装置。

考虑换流装置的混合配电网潮流统一获取方法，包括如下步骤：

根据交直流混合配电网中换流装置的运行特征以及交、直流侧的电压关系，获取换流装置的控制系统模型；

对交流配电网和直流配电网系统的节点特征进行分析，并根据交流配电网和直流配电网当中的节点特征对节点进行分类；

分别构建交流配电网和直流配电网的潮流模型，并对交直流有功边界方程进行修正，获得交直流系统潮流统一计算模型；

采用牛顿拉夫逊法对获得的交直流系统潮流统一计算模型进行求解，在每次交直流潮流收敛后，需对每个换流装置进行功率越限检查，若发现越限后，调整并更新换流装置的控制策略，然后重新运行交直流潮流直至收敛。

进一步的，获取换流装置的控制系统模型时，需要考虑换流器的电压调制比、换流器的损耗、换流器的容量限制。

进一步的，构建的交流配电网潮流模型为：

交流系统在直角坐标形式下的节点有功和无功功率方程分别为：

其中，为节点i的电压向量，e_i为电压实部分量，f_i为电压虚部分量，S_i＝P_i+jQ_i为节点i的注入复功率，P_i为有功功率，Q_i为无功功率， Y_ij＝G_ij+jB_ij为节点i和节点j之间的导纳，G_ij为电导，B_ij为电纳；

对于任意未与换流装置相连的交流节点i，有如下有功和无功不平衡方程成立：