[发明专利]一种交直流混合配电网潮流计算方法

说明书

一种交直流混合配电网潮流计算方法，属电网运行调度领域。其针对区域内配电网，确定整个配电网拓扑结构，确定配电网节点类型；构建一个以多端口电能路由器为核心的交直流混合配电网模型，为该模型设定一系列参数；以牛顿法为基础，进行潮流计算；计算得到整个含多端口电能路由器的交直流配电网的潮流，同时得到每个节点的电压；进而可以求得线路损耗和多端口电能路由器损耗。能够有效解决传统的潮流计算方法不能应用于包含新能源发电设备接入的新型交直流混合配电网的问题；针对不同电压等级交直流配电网换流环节采用了新型的区域内电能路由器进行电能路由，实时信息流控制功率流。可广泛用于电网运行调度和交直流混合配电网的潮流计算领域。

技术领域

本发明属于电网运行调度领域，尤其涉及一种用于交直流混合配电网的潮流计算方法。

背景技术

近年来，为了缓解能源危机，减小工业排放的污染，大量的分布式新能源装置并入电网，但这些新能源电源具有地理分散性、间歇性、随机性等特点，因此为了减小电网的配电压力，同时增加可再生能源的利用率，大量储能设备加入电网提供能量缓冲，同时以往的发电模式也正在转变为集中式和分布式并存的形式。电动汽车等新能源直流负载的加入，使得电能管理变得更加困难，传统的电力系统配电系统已经不再能够胜任这样的要求。

随着以电力电子技术为基础的柔性互联项目在配电系统中各电压等级的试点示范广泛应用，配电系统正逐步从传统的单一交流配电系统向交直流混合的智能柔性配电系统演化。

采用柔性配电网，可以满足各类型分布式电源、储能、柔性负荷的接入和高效运行。同时，柔性互联技术也更好地使直流配电网与交流配电网混合运行。目前各国能源互联网的基本形态均包含交、直流两类母线，交流母线网络主要用来满足各类传统的交流负荷用电设备需求，而直流母线网络则用于接入分布式电源、直流负荷、储能装置、各类变频类负荷等。因此，对交直流混合配电网的潮流计算则成为人们当下研究的一项重要内容。

在多层级交直流配电网中，分布式电源采用直流形式接入低压直流配电网，可以省去大量的直流转交流环节，节约很多电能，同时不需要进行相位和频率的跟踪，可控型和可靠性极大提升。直流是分布式电源的理想接入形式，近年来越来越受到人们的重视，然而交流配电网还是当下的配电网络的主要形式，交流接入也是分布式电源并网的一个重要部分，所以交直流混合的配电网将会是未来一段时间里重要的配电网存在形式。大量分布式新能源电源并入电网，导致低压交流配电网和低压直流配电网扮演在配电网中的角色越来越多样和重要，而中压直流配电网可以用于中远距离输电。目前各国能源互联网的基本形态均包含交、直流两类母线，交流母线网络主要用来满足各类传统的交流负荷用电设备需求，而直流母线网络则用于接入分布式电源、直流负荷、储能装置、各类变频类负荷等。

交直流混合配电网潮流计算方法主要有统一迭代法和交替迭代法。其中：

(1)统一迭代法具有良好的收敛性，迭代次数少，易于实现，且直流部分和交流部分使用相同算法，但存在以下缺陷：(a)不能够与现有的商业软件结合，编写难度大；(b)每次迭代后需要重新计算雅可比矩阵，使得计算量相对较大。

(2)交替迭代法具有容易与现有的商业软件接口，编程简单，并且计算速度快，直流部分及交流部分可以使用不同的算法；但存在以下问题：(a)在潮流计算过程中，换流器的损耗和平衡换流站的注入功率无法在单次潮流计算中准确得知，导致了迭代次数的增加；(b)对交直流系统初值给定要求高，收敛性相对较差，容易造成潮流求解的振荡和不收敛。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种交直流混合配电网潮流计算方法。其先对低压配电网进行潮流计算，获得电能注入数据后，再对中压配电网分别进行潮流计算，最后获得整个区域配电网的潮流计算结果。能够有效解决传统的潮流计算方法不能应用于包含新能源发电设备接入的新型交直流混合配电网的问题；针对不同电压等级交直流配电网换流环节采用了新型的区域内电能路由器进行电能路由，实时信息流控制功率流，可以一定程度应用于智能配电网场景。