[发明专利]考虑分布式电源相关性的交直流配电网概率潮流计算方法

权利要求书

1.考虑分布式电源相关性的交直流配电网概率潮流计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)考虑换流器交流侧三相电压的不对称运行方式，构建交直流配电网模型；

2)选择分布式电源的接入方式，设定风力发电和光伏发电的累积概率分布函数及相关系数矩阵；

3)通过拉丁超立方采样法(LHS)产生随机样本，采用Nataf变换进行相关性控制；

4)选择系统运行于主从控制方式或者下垂控制方式；

5)利用交替迭代法分别求解交流子系统、换流站以及直流子系统三部分潮流；

6)根据潮流计算结果得到节点电压幅值和支路潮流的样本，进而统计得到节点电压幅值和支路潮流的空间分布和动态概率分布，用于分析三相电压不平衡度、不同系统运行方式下潮流分布的差异及电压越限概率等特征。

2.根据权利要求1所述的考虑分布式电源相关性的交直流配电网概率潮流计算方法，其特征在于，步骤1)所述的考虑交流侧三相电压的不对称运行方式时换流器模型可通过以下步骤描述：

(a)当考虑换流器交流侧三相电压不对称的情况时，利用下式，从相电压中提取正序电压分量。

式中，为换流器的交流母线侧a相电压的列向量；为换流器的交流母线侧相电压列向量。

(b)根据电压在网络元件上的电压降落计算方法，求取换流器出口正序电压的幅值E_VSC,1和相角δ，如下式所示。

式中，U_VSC,1为换流器入口正序电压幅值，ΔU与δU均为电压降落。

(c)假设换流器出口电压负序分量及零序分量均为零，则换流器向交流系统注入的三相电流可下式计算得到。

式中，为换流器向交流系统输出的电压，为换流器的输入电压，R_VSC与X_VSC为换流器的等效电阻与电抗。

对于换流器直流侧，应满足功率约束与电压约束：

式中，P_VSC,dc、U_VSC,dc与I_VSC,dc分别为直流侧功率、电压与电流，U_dci为直流侧电压，U_dcmaxi与U_dcmini为直流侧电压的上下限值。

换流器有功损耗P_loss按下式计算，

式中，A和B均为换流器损耗系数。

在迭代过程中，换流器出口处的三相电压应根据其拓扑结构进行更新，如下式所示。

3.根据权利要求1所述的考虑分布式电源相关性的交直流配电网概率潮流计算方法，其特征在于，步骤2)所述的选择分布式电源的接入方式，接入方式可以为单相接入、两相接入、三相接入三种，即计算中考虑了三相电源与负荷的不对称性。

4.根据权利要求1所述的考虑分布式电源相关性的交直流配电网概率潮流计算方法，其特征在于，步骤2)所述的采用Nataf变换进行相关性控制，具体包括以下步骤：

(a)对风速与光伏电池输出功率概率密度函数的相关系数矩阵C_Y进行Cholesky分解可得到其下三角矩阵B，如下式所示，生成独立标准正态随机样本空间Y；

C_Y＝BB^T (7)

(b)利用式(8)得到风速的独立标准正态分布随机变量Z。

Z＝B^-1Y (8)

5.根据权利要求1所述的考虑分布式电源相关性的交直流配电网概率潮流计算方法，其特征在于，步骤5)所述的利用交替迭代法分别求解交流子系统、换流站以及直流子系统三部分潮流，具体步骤为：

(a)通过网络的拓扑分析，将整个系统分为若干交流子系统与直流子系统。随后形成各自的节点导纳矩阵，建立系统方程：

式中：Y_AC,i、分别为第i个交流子系统的节点导纳矩阵、节点电压列向量以及节点注入电流列向量；Y_DC,j、U_DC,j、I_DC,j分别为第j个直流子系统的节点导纳矩阵、节点电压列向量和节点注入电流列向量。

形成交流子系统的潮流方程时，不与换流器直接连接节点的注入电流仅由交流电源和负荷的注入电流组成，为交流节点电压的函数；而与换流器直接相连节点的注入电流还需考虑换流器本身向该节点注入的电流，该电流与部分直流分量相关，其函数关系可表示为：

在直流子系统中，与换流器直接相连部分的节点注入电流也可表示为含有交流参量的函数：

(b)通过式(9)～(11)完成整个交直流系统的交替迭代求解，直至各交流子系统和直流子系统均收敛，求得整体系统的潮流。