[发明专利]一种含能量路由器的交直流网络潮流模型及求解方法

权利要求书

1.一种含能量路由器的交直流网络潮流模型，其特征是：包括能量路由器不同类型的端口的稳态计算模型，不同类型的端口至少包括高压侧和低压侧，高压侧和低压侧均包含交流端口和直流端口，两侧端口分别连接到对应侧公共直流母线，两条公共直流母线通过隔离变换器连接，隔离变换器稳态计算模型与直流端口模型相同，交流端口连接至交流节点，直流端口一次侧连接至能量路由器直流母线，二次侧连接至直流节点；

对所述能量路由器交直流端口的不同控制方式进行分类，在稳态下确定统一的端口控制方程；

考虑能量路由器的控制方程，建立含有能量路由器的交直流网络统一潮流计算模型；

对统一潮流求解方法进行改进，将网络潮流模型中能量路由器端口控制方程中控制量的实际值用其期望值替代，列写统一的雅克比矩阵，通过牛顿法迭代求解，利用改进的统一潮流求解方法求解该网络潮流解；

所述能量路由器的交流端口控制方程包括交流节点的有功功率控制方程，有功功率控制方程为：

交流端口节点的注入有功功率与有功功率期望值的差值和第一比例系数的乘积，以及该端口对应的能源路由器内部的直流母线电压和其期望值的差值与第二比例系数乘积相加，其和等于零；

所述能量路由器的交流端口控制方程包括交流节点的无功功率控制方程，具体为：

交流端口节点的注入无功功率与无功功率期望值的差值和第三比例系数的乘积，以及该端口对应的能源路由器内部的电压和其期望值的差值与第四比例系数乘积相加，其和等于零；

第三比例系数为无功功率控制系数，第二比例系数与第一比例系数之和为1，第四比例系数与第三比例系数之和为1。

2.如权利要求1所述的一种含能量路由器的交直流网络潮流模型，其特征是：当能量路由器含有若干个交流端口和若干个直流端口时，整体功率满足以下条件：

隔离变换器的运行损耗与隔离变换器注入高压直流母线和中压直流母线的功率的差值相等，且与所有端口的注入直流母线的有功功率以及注入能量路由器内部直流母线的功率之和相同。

3.如权利要求1所述的一种含能量路由器的交直流网络潮流模型，其特征是：直流端口控制方程仅包含直流节点的电压有功功率控制方程，具体为：

直流端口的有功功率控制系数与注入该直流端口的有功功率与其期望的差值的乘积，以及电压与电压期望值的差值与电压控制系数的乘积，进行相加，其和等于零。

4.如权利要求1所述的一种含能量路由器的交直流网络潮流模型，其特征是：高压侧选择一个端口为功率平衡端口，其有功功率控制方式为定高压直流母线控制，用以维持能量路由器内部高压直流母线电压；内部中压直流母线电压通过隔离变换器采用定直流电压控制保证其大小在可接受范围内。

5.如权利要求1所述的一种含能量路由器的交直流网络潮流模型，其特征是：建立含有能量路由器的交直流网络统一潮流计算模型的具体过程包括：

根据交直流网络节点数和连接的能量路由器数量，确定交直流混合网络状态变量和对应的功率平衡方程；

分别列写交流和直流网络潮流方程，将能量路由器各端口视为等效负荷，构建各节点的功率平衡方程；

根据交流端口控制方程列写能量路由器控制方程，形成统一潮流计算模型。

6.如权利要求1所述的一种含能量路由器的交直流网络潮流模型，其特征是：结合交替求解法和统一潮流法的优势，采用改进的统一潮流求解法求解网络潮流，对于能量路由器的交流端口，用给定控制量的有功和无功期望值代替有功功率和无功功率的实际值，代入到交流网络潮流方程；

对于直流端口，将给定控制量的期望值代替实际值代入到直流网络方程；

根据交直流网络功率平衡方程列写统一的雅克比矩阵，通过牛顿法迭代求解网络潮流解。