[发明专利]面向电力电子化柔性配电网的改进增广节点方程建模方法

说明书

一种面向电力电子化柔性配电网的改进增广节点方程建模方法：对给定的电力电子化柔性配电网，输入网络参数及迭代计算参数，以及牛顿法迭代收敛精度；根据提供的网络及元件参数信息，建立面向电力电子化柔性配电网的改进增广节点方程，实现对直流配电系统的建模，以及对换流器以及多端智能软开关的建模；设定网络中状态变量的初值，设定迭代次数l＝0；采用牛顿‑拉夫逊法对面向电力电子化柔性配电网的改进增广节点方程进行一次迭代求解，求得第l次计算后系统的偏差值以及状态变量修正值；判断求得的偏差值是否满足迭代收敛精度要求；输出面向电力电子化柔性配电网的改进增广节点方程计算结果。本发明可以有效提高计算效率。

技术领域

本发明涉及一种配电网建模方法。特别是涉及一种面向电力电子化柔性配电网的改进增广节点方程建模方法。

背景技术

随着电力电子技术的发展，柔性配电网已经成为未来配电网发展的一个重要趋势，可以有效解决传统配电网发展中的部分瓶颈问题，提升城市配电系统的电能质量、可靠性与运行效率，还可应对传统负荷以及比例可再生能源的波动性。但直流配电系统以及大量电力电子设备的引入使得柔性配电网从建设、管理到运行等各个方面，都需要全新的更加精细化的仿真分析工具作为支撑，以提高其智能化运行水平。作为稳态分析的基础，电力电子化柔性配电网的建模方法能够为后续的规划、调度运行和故障特性分析提供强有力的支持和理论依据，已经成为国内外电力领域的热点问题之一

目前，国内外对电力电子化柔性配电网的建模方法主要分为基于交替求解的建模方法和基于统一求解的建模方法。基于交替求解的建模方法对交、直流系统的潮流方程分开进行建模，这一建模方法可以在已有的交流模型基础上进行扩展，但在对其进行计算时的收敛速度较慢。基于统一求解的建模方法完整地计及了交直流变量之间的耦合关系，对各种运行条件都具有较好的适应性，但其雅可比矩阵的规模相比交替求解法更大，占用更多内存，程序实现较为复杂。因此，如何在两类方法之间取得平衡，开发出兼容双方优势的方法成为了电力电子化柔性配电网的建模方法问题目前面临的挑战。

改进增广节点方程建模方法在传统节点法的基础上添加增广方程，可以有效地描述传统节点法难以处理的元件模型，具备良好的扩展性，可以综合利用电压、电流等多种类型的变量。对于电力电子化柔性配电网而言，将直流网络和换流器等元件视为交流网络的增广元件，将其模型作为增广方程写入节点方程之中，可以有效利用已有的节点网络方程，减少建模的工作量。此外，与传统节点法相比，在潮流计算迭代过程中，雅克比矩阵的大部分元素都保持不变，需要更新的元素数量大幅减少，可以有效提高计算效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种有效利用传统节点法的方程减少建模工作量，实现对电力电子化柔性配电网建模的面向电力电子化柔性配电网的改进增广节点方程建模方法。

本发明所采用的技术方案是：一种面向电力电子化柔性配电网的改进增广节点方程建模方法，包括如下步骤：

1)对于给定的包含智能软开关以及由直流电源、直流线路及直流负荷构成的直流配电在内的电力电子化柔性配电网，输入如下的网络参数及迭代计算参数，包括：交流及直流网络的拓扑连接关系、交直流线路参数信息、分布式电源类型及参数、智能软开关的类型及参数、交直流负荷的类型及参数、换流器参数，以及牛顿法迭代收敛精度；

2)根据步骤1)提供的网络及元件参数信息，建立面向电力电子化柔性配电网的改进增广节点方程，实现对直流配电系统的建模，以及对换流器以及多端智能软开关的建模；

3)设定网络中状态变量的初值，包括交直流网络节点电压、交直流增广元件的电流、交直流负荷电流、交直流电源电流以及变流器的电流，并设定迭代次数l＝0；

4)采用牛顿-拉夫逊法对面向电力电子化柔性配电网的改进增广节点方程进行一次迭代求解，更新迭代次数l＝l+1，求得第l次计算后系统的偏差值以及状态变量修正值；