[发明专利]一种下垂控制型孤岛微电网的三相潮流分析方法有效

专利信息
申请号: 201810395010.8 申请日: 2018-04-27
公开(公告)号: CN108683191B 公开(公告)日: 2019-11-08
发明(设计)人: 潘忠美;刘健 申请(专利权)人: 西安理工大学
主分类号: H02J3/06 分类号: H02J3/06
代理公司: 西安弘理专利事务所 61214 代理人: 韩玙
地址: 710048*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 控制型 微电网 下垂 孤岛 方程组 潮流分析 节点功率 牛顿法 潮流 潮流计算结果 节点导纳矩阵 雅可比矩阵 潮流计算 计算公式 计算系统 平衡方程 三相模型 线路元件 支路功率 求解 推导 收敛 修正 输出
【说明书】:

发明公开了一种下垂控制型孤岛微电网的三相潮流分析方法,属于电力系统分析技术领域,首先建立孤岛微电网中各下垂控制型DG、负荷及线路元件的三相模型并计算系统的节点导纳矩阵Y,列写下垂控制型孤岛微电网的节点功率平衡方程,得到三相潮流方程组,然后推导三相潮流方程组在采用牛顿法求解时的修正方程式及雅可比矩阵J的计算公式,最后计算下垂节点功率及支路功率,输出潮流计算结果,本发明解决了现有技术中存在的下垂控制型孤岛微电网的三相潮流方法中信赖域法潮流计算量大而常规牛顿法难收敛的问题。

技术领域

本发明属于电力系统分析技术领域,具体涉及一种下垂控制型孤岛微电网的三相潮流分析方法。

背景技术

潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件,确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算,是电网技术研究的一个重要领域,是进行电网稳定性分析、规划和运行研究的基础。

微电网作为一种灵活高效利用分布式能源的形式,有并网和孤岛运行两种形式。孤岛微电网有主从控制和对等控制两种结构。主从控制结构的微电网内有主电源提供电压频率支撑,其运行机理与传统电网类似,在潮流计算中,由主电源作为平衡节点,其他DG一般均采用恒功率控制,可处理为PQ或PV节点。而对等控制结构中,由多个可控型分布式电源(Distributed Generation,DG)共同参与电压、频率调节和控制,这些DG通常采用下垂控制方法,系统的运行机理与传统电网有明显区别。因此,传统的潮流计算方法对其不再适用,有必要结合下垂控制的特点对此类孤岛微电网的潮流计算问题进行研究。

目前,对微电网潮流计算的研究,大多未考虑对等控制策略或分散下垂控制策略下的孤岛微电网的潮流计算。在考虑分散下垂控制策略时,目前文献中有两类计算方法:信赖域法及牛顿法。采用信域法求解下垂控制的孤岛微电网的潮流时,在迭代过程必须反复重新计算海森矩阵及其逆矩阵,导致在大规模潮流中计算量过大,计算速度慢于牛顿拉夫逊法;而牛顿法用在计算下垂控制型孤岛微电网潮流尤其是三相不对称的孤岛微电网的潮流计算时,收敛性较差,常出现难收敛的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种下垂控制型孤岛微电网的三相潮流分析方法,解决了现有技术中存在的下垂控制型孤岛微电网的三相潮流方法中信赖域法潮流计算量大而常规牛顿法难收敛的问题。

本发明所采用的技术方案是,一种下垂控制型孤岛微电网的三相潮流分析方法,具体按照以下步骤实施:

步骤1、建立孤岛微电网中各下垂控制型DG、负荷及线路元件的三相模型并计算系统的节点导纳矩阵Y;

步骤2、列写下垂控制型孤岛微电网的节点功率平衡方程,得到三相潮流方程组f(x)=0;

步骤3、推导步骤2的三相潮流方程组在采用牛顿法求解时的修正方程式及雅可比矩阵J的计算公式;

步骤4、设定迭代次数k=0,设定PV节点电压幅值的初值为其给定值,其它各节点电压幅值的初值为标幺值1,节点电压相角初值为0,系统频率初值为标幺值1,并得到对应待求未知量的对应初值x(0)

步骤5、将x(k)代入f(x)的表达式,计算得到f(x(k)),并判断其是否满足收敛判据max|f(x(k))|<ε,ε为要求的计算精度;若满足收敛判据,则跳转至步骤10;否则进行步骤6;

步骤6、计算雅可比矩阵J(k),计算修正量Δx(k)

步骤7、利用潮流方程的泰勒级数的高阶展开信息确定最优乘子

步骤8、在每步迭代时以作为修正量进行修正;

步骤9、迭代次数k=k+1;转至步骤5;

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