[发明专利]中压微网系统的并网方法

权利要求书

1.中压微网系统的并网方法，包括以下步骤：

1)搭建中压微网系统模型，作为研究并网后全局潮流计算方法的仿真模型；

11)由中压系统MV和多个微网系统MG_i共同构成中压微网系统的模型，其中子边界系统B_i表示连接中压系统和第i个微网的系统；

12)对中压微网系统的节点集进行统一划分，明确各系统所包含的节点类型；

121)B＝{B_i，i＝1,2,…,N}表示由各子边界系统组成的边界系统集合；

122)C_M＝{n|n∈MV且}表示在MV系统中去掉所有子边界系统B_i后所包含的节点集合，元素个数为N_M；

123)对于C_Bi＝{n|n∈B_i}表示B_i所包含的节点集合，表示在MG_i系统中去除子边界系统B_i后所包含的节点集合，集合C_Bi和C_Si中元素个数分别为N_Bi和N_Si；

13)构造中压微网系统的潮流方程，如公式(1)，(2)和(3)所示。

S·M(V·M,V·B)-S·LM(V·M,V·B)=Σi=1NS·MBi(V·M,V·Bi)---(1)S·Bi(V·Bi)+S·MBi(V·M,V·Bi)-S·LBi(V·Bi)=S·BSi(V·Bi,V·Si)i=1,2,···,N---(2)S·Si(V·Bi,V·Si)+S·BSi(V·Bi,V·Si)-S·LSi(V·Bi,V·Si)=0i=1,2,···,N---(3)]]>

式中和分别表示C_M、C_Bi和C_Si中考虑负荷后的节点注入功率；和分别表示中压系统MV、子边界系统B_i和微网系统MG_i的支路损耗；和分别表示由中压系统流入子边界系统B_i以及由子边界系统B_i流入微网系统MG_i的功率；表示由集合B中各节点电压构成的电压向量，表示由集合C_M中各节点电压构成的电压向量，和分别表示由集合C_Bi和集合C_Si中各节点电压构成的电压向量。

2)设计改进型同伦计算方法，实现对微网系统潮流的求解；

21)在微网系统潮流方程F(x)＝0中引入同伦参数t，构造同伦方程H(x,t)，如公式(6)所示；

在F(x)中引入一个参数t，构造一簇同伦映射：

H(x,t):D×[0,1]⋐Rm+1→Rm---(4)]]>

其中F(x)＝(f₁(x),f₂(x),…,f_m(x))^T∈R^m，x＝(x₁,x₂,…,x_m)^T∈R^m，f_i(x)＝f_i(x₁,x₂,…,x_m)^T∈R^m，i＝1,2,…,m,使得

H(x,0)＝F(x)-F(x⁰)，H(x,1)＝F(x)             (5)

其中H(x,0)＝0的解x(0)＝x⁰为已知的初始值，方程H(x,1)＝0的解x(1)就是方程组F(x)＝0的解x^*。

若J(x)＝F′(x)连续且非奇异，则可对F(x)构造同伦方程：

H(x,t)＝F(x)-(1-t)F(x⁰)＝0            (6)

22)通过对同伦参数t的求导，将同伦方程转化为微分方程的初值问题；对参数t进行求导，得

∂H∂xdxdt+∂H∂t=0x(0)=x0---(7)]]>

可以进一步将式(7)转化为微分方程的初值问题，即：

x′(t)=-[J(x)]-1F(x0)x(0)=x0---(8)]]>

23)利用Euler预估-Newton校正法跟踪同伦曲线，得到微网系统的潮流解x^*；

231)给定同伦方程初始值x⁰和参数t的增量h⁰，并令t⁰＝0，则迭代起点(x⁽¹⁾,t⁽¹⁾)等于(x⁰,t⁰)，迭代步长h⁽¹⁾等于h⁰；

232)从起点(x⁽¹⁾,t⁽¹⁾)开始跟踪同伦曲线，用Euler法预估出同伦曲线上的下一近似点

x‾=x(1)-h(1)[J(x(1))]-1F(x0)x‾=t(1)+h(1)---(9)]]>

233)用牛顿校正法对该近似点进行校正，得到同伦曲线上的修正点，并记录当前的迭代次数；

[J(x‾)]Δx=-H(x‾,t‾)=-[F(x‾)-(1-t‾)F](x0)]x(2)=x‾+Δx---(10)]]>

234)通过牛顿校正的迭代次数，调整下一轮预估-校正的迭代步长h⁽²⁾；

若迭代次数小于2次，表明此段同伦曲线斜率变化不大，则应加快跟踪速度，令h⁽²⁾＝1.25h⁽¹⁾；反之，表明曲线斜率变化较大，跟踪已接近曲线的峰谷点，则应减慢跟踪速度，保证跟踪精度，令h⁽²⁾＝0.75h⁽¹⁾。

235)判断此时同伦参数t是否等于1。若是，则跳到236)；反之，则令起点(x⁽¹⁾,t⁽¹⁾)等于返回232)进行下一轮的预估-校正。

236)迭代结束，得到微网系统潮流方程的精确解x^*。

3)设计基于改进型同伦计算方法的中压微网系统全局潮流计算方法，实现对并网后中压微网系统潮流的求解：

31)输入各子边界系统的电压初值置迭代计数k＝0；

32)利用全局潮流计算方法求解中压微网系统潮流，得到中压微网系统的全局运行状态，具体计算步骤如下：

321)将各子边界系统电压代入对应的微网系统MG_i中，利用改进型同伦计算方法同时求解每个微网系统潮流，得到系统运行状态，以及各微网系统与其对应的子边界系统B_i的交换功率

322)利用功率带回各子边界系统中，得到各子边界系统与中压微网系统的交换功率

323)将功率代入中压系统，利用PQ分解法求解中压系统潮流，得到系统电压向量

324)判断|是否小于给定的收敛指标ε₃。如果收敛，则输出系统运行状态；反之，则转到321)继续计算，并记录迭代次数i_ter2。