[发明专利]一种舰船直流综合电力推进系统环网交直流混合潮流计算方法

说明书

本发明公开了一种舰船直流综合电力推进系统环网交直流混合潮流计算方法，与传统的潮流计算方法相比，本发明方法可以收敛、快速的计算出舰船直流综合电力推进系统潮流，能够有较好的计算精度及较好的收敛特性，较快的收敛速度。

技术领域

本发明属电力系统潮流计算领域，具体涉及一种舰船直流综合电力推进系统环网交直流混合潮流计算方法。

背景技术

目前，电力系统交直流混合潮流计算方法主要有两种思路：交替迭代法和统一迭代法。统一迭代法一般以极坐标下牛顿拉夫逊法为基础，联合求解交流系统和直流系统方程，统一求出系统中未知变量。统一迭代法优点是收敛性较好，方便进行算法改进和优化。交替迭代法是统一迭代法的简化形式，将交流系统和直流系统解耦，在求解交流系统时，把直流系统当成接在交流节点上已知功率负荷；在求解直流系统时，把交流系统模拟为交流母线上的恒压源。其优点是计算速度快，缺点是初值给定要求高，收敛性较差。这两种方法大都针对于高压直流输电等陆地大系统，在耦合性不强的舰船直流综合电力推进系统中，其节点导纳矩阵几乎为空。

舰船直流综合电力推进系统的特征是由发电机组侧进行整流，将电能汇聚到直流主配电板上，整个供配电系统以直流方式传送电能，在负载侧进行电能的二次分配及转换。

基于以上特点，其更适合从直流配电系统的角度进行潮流计算研究。考虑到舰船直流综合电力推进系统上的负载类型不断增加，容量不断增大，同时为了提高其自身系统的稳定性，其电力系统结构已经由简单的辐射型网络转化为复杂的单环形网络甚至多环形网络。

发明内容

为了解决舰船直流综合电力推进系统的潮流计算问题，本发明结合系统中常见设备的稳态数学模型，提出了一种舰船直流综合电力推进系统环网交直流混合潮流计算方法，从直流配电系统的角度对其进行交直流混合潮流计算。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种舰船直流综合电力推进系统环网交直流混合潮流计算方法，包括下述步骤：

(1)，根据舰船直流综合电力推进系统特点，定义其中母线及支路，得到系统潮流计算等效结构；

(2)，根据系统潮流计算等效结构，建立舰船直流综合电力推进系统电缆支路、换流器支路以及直流变换器支路的数学模型；

(3)，根据舰船直流综合电力推进系统的负载及拓扑情况，确定环型/网型网络的各节点类型以及各辐射型网络的直流根节点；

(4)，利用前推法及电缆支路、换流器支路、直流变换器支路三种支路的稳态数学模型，计算系统中辐射型网络参数，并将计算出的直流根节点的功率P_k-1、电压U_k-1、电流I_k-1作为环型/网型网络第k(k≥1)次迭代的初始值；

(5)，确定环型/网型网络中其他各节点(除直流根节点外)的第k次迭代的初始值：若k＝1，则此时为根据节点类型、电压等级以及功率所确定的初始值P₀、U₀、I₀；若k≠1，则此时为第k-1次迭代的结束值，即P_k-1、U_k-1、I_k-1；

(6)，根据电缆支路数学模型及直流变换器支路数学模型，计算节点导纳矩阵Y；

(7)，利用直流牛顿拉夫逊法计算求解环型/网型网络的电压偏移量ΔU_k、功率偏移量ΔP_k和电流偏移量ΔI_k，并计算第k次迭代后各节点的电压U_k、功率P_k及电流的结束值I_k；

(8)，利用直流根节点第k次迭代的结束值P_k、U_k、I_k以及回代法，计算舰船直流综合电力推进系统中辐射型网络各节点的功率、电压第k次迭代结束值；