[发明专利]一种基于步长优化的交直流混合潮流解耦迭代方法

说明书

本发明公开了一种基于步长优化的交直流混合潮流解耦迭代方法，包括以下步骤：根据多端口电力电子变压器拓扑约束、功率平衡约束、综合损耗以及控制特性，建立多端口电力电子变压器的潮流计算模型；将多端口电力电子变压器的综合损耗等效为交流端口损耗与直流端口损耗之和，并建立多端口电力电子变压器的损耗模型；对交替迭代法和统一迭代法进行融合，得到基于步长优化的交直流混合潮流解耦迭代算法，通过得到的基于步长优化的交直流混合潮流解耦迭代算法解算上述两个步骤建立的电力电子变压器潮流计算模型，实现交直流解耦。本发明适应了PET控制模式的切换和多端口PET端口功率平衡之间的耦合，能够实现交直流解耦。

技术领域

本发明涉及电力系统自动化技术领域，具体是一种基于步长优化的交直流混合潮流解耦迭代方法。

背景技术

电力电子变压器(Power Electronic Transformer，PET)能够实现对其各端口传输功率与电压的独立、快速、准确控制，集成控制系统与信息系统后可作为IEM装置。与常规的电压/电流源转换器和低频变压器(Low frequency transformer,LFT)相比，PET具有多个优点，例如：无功补偿，即插即用的储能、直流负载即分布式发电直流接口、动态电压控制以及故障电流的主动限制。目前的研究主要集中在PET的内部结构设计，组件级仿真和控制器设计等方面。

潮流分析为核心的系统运行模拟是优化规划的基础。模型方面，由于规划阶段考虑的时间尺度较大可以忽略暂态过程，因此适应于规划的交直流混合潮流计算模型通常采用稳态分析模型，即满足基尔霍夫定律并遵循交/直流系统相应物理特性的代数方程，与传统交流系统的潮流计算模型不同，由于交直流混合系统的潮流可控，因此需要在系统稳态模型方程基础上附加控制方程构成非线性的潮流计算方程组。算法方面，主要分为两类：统一迭代法与交替迭代法，交替迭代法较统一迭代法计算速度更快，而且由于直流系统与交流系统解耦迭代，交流潮流与直流潮流可以使用不同的算法求解，具有很好的扩展性与移植性，因而得到了更多地关注。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于步长优化的交直流混合潮流解耦迭代方法，包括以下步骤：

S1：根据多端口电力电子变压器拓扑约束、功率平衡约束、综合损耗以及控制特性，建立多端口电力电子变压器的潮流计算模型；

S2：将多端口电力电子变压器的综合损耗等效为交流端口损耗与直流端口损耗之和，并建立多端口电力电子变压器的损耗模型；

S3：对交替迭代法和统一迭代法进行融合，得到基于步长优化的交直流混合潮流解耦迭代算法，通过得到的基于步长优化的交直流混合潮流解耦迭代算法解算上述两个步骤建立的电力电子变压器潮流计算模型，实现交直流解耦。

进一步的，所示S1中的多端口电力电子变压器的潮流计算模型解耦等效为由AC-DC转换器、DC-DC转换器和功率平衡节点构成的简化模型，模型由下式表示：