[发明专利]一种含下垂节点的孤岛微电网三相潮流计算方法

权利要求书

1.一种含下垂节点的孤岛微电网三相潮流计算方法，其特性在于，包括：

建立微电网系统模型，确定虚拟节点，初始化各节点的参数；

所述微电网系统模型包括传输线模型、负载模型、分布式电源模型；

设置内层和外层迭代中的最大迭代次数N1和N2，设置所述内层迭代中节点电压、虚拟节点电压的最大允许误差，所述外层迭代中系统角频率最大允许误差；

根据设置的所述最大迭代次数及所述最大允许误差建立系统节点导纳矩阵，并建立有功功率和无功功率修正方程，求解对功率修正方程迭代，得到所述内层迭代中的三相潮流分布；

判断所述内层迭代中潮流是否收敛，若收敛，则转到所述外层迭代；

判断所述外层迭代是否收敛，若收敛，则终止该进程并输出孤岛微电网的潮流结果；

其中，所述外层迭代过程包括，基于所述内层迭代中潮流结果更新系统角频率、传输线节点导纳矩阵和虚拟节点电压，根据所述系统角频率和节点电压更新分布式电源的发电量，判断所述分布式电源发电量是否越限，如果越限，将功率设置为上限或下限值；

所述节点电压的方程包括，

式中，是节点电压，是节点注入电流，Y_system是节点导纳矩阵；

基于所述节点电压的方程、三相注入视在功率以及三相注入电流求解得到节点注入功率包括，

其中，和表示节点k注入的有功功率和无功功率，和表示节点j和节点k的电压，和表示节点j和节点k间的电导和电纳，表示节点j和节点k间的相角差，m表示相位；

利用牛顿迭代法求解所述节点注入功率方程包括，

对于PQ节点：

其中，ΔP_k^m和ΔQ_k^m表示节点k各相注入有功和无功偏差，表示节点j各相的相角偏差，表示节点j各相的电压偏差；

所述虚拟节点电压的修正方程包括，

其中，是虚拟节点的相电压，l是和虚拟节点直接相联的支路数，是各相的支路电流；

所述传输线模型中在构建传输线节点导纳矩阵时考虑系统频率的影响，使用了集中线路参数模型和Carson方程；构建传输线节点导纳矩阵：

其中，I_6x6和V_6x6表示传输线两侧的电流和电压，R_pp和X_pp(p＝a,b,c)表示导线的自阻抗，R_ab和X_ab表示互阻抗，C_pp(p＝a,b,c)和C_ab表示接地电容和互电容，ω_k和ω_N表示实际的和额定的系统角频率；

所述负载模型中负载的有功功率和无功功率随孤岛微电网的电压幅值和频率而发生改变，采用了静态负荷模型描述这种特性；

采用静态负荷模型，所述模型中负载消耗的功率与系统频率与节点电压有关，表达式为：

其中，P_Lk和Q_Lk表示负荷消耗的实际有功功率和无功功率，P_Lk0和Q_Lk0表示负荷消耗额定有功功率和无功功率，|V_k|和|V₀|分别表示实际和额定电压，w和w₀表示实际和额定系统角频率，α和β表示反映电压影响的有功功率和无功功率系数，K_pf和K_qf表示反映频率影响的有功功率和无功功率系数。

2.如权利要求1所述的含下垂节点的孤岛微电网三相潮流计算方法，其特征在于：所述分布式电源模型包括，

采用P-F/Q-V的运行策略对下垂节点进行建模，并通过功率-频率静态特性对所述节点电压和系统频率进行调整，所述策略通过对系统频率和节点电压进行调整来实现功率平衡，下垂控制策略表达式如下所示：

ω＝ω₀+m_p(P_G-P_G0)

|V|＝|V₀|+n_q(Q_G-Q_G0)

式中，P_G和Q_G表示发电机发出实际有功功率和无功功率，P_Lk0和Q_Lk0表示负荷消耗额定有功功率和无功功率，|V_k|和|V₀|分别表示实际和额定电压，w和w₀表示实际和额定系统角频率，α和β表示反映电压影响的有功功率和无功功率系数，K_pf和K_qf表示反应频率影响的有功功率和无功功率系数。