[发明专利]用于电网调度的柔性分区互联装置稳态模型

摘要

本发明属于电力电子装置在配电网中的应用领域，尤其涉及一种用于电网调度的柔性分区互联装置稳态模型。两个背靠背连接的变流器构成柔性分区互联装置，实现装置两个端口有功功率和无功功率的控制；在装置功率安全边界条件下，电网调度软件给出有功功率和无功功率指令，柔性分区互联装置输出相应的有功功率和无功功率。本发明基于两个端口电压和装置额定功率，建立用于电网调度的有功功率和无功功率稳态模型，得到整流端和逆变端的功率调度的边界条件与区域，已知两个端口的无功功率，可以按照此调度模型有效地实现有功功率的调度。本发明为调度提供理论依据，方便确定有功和无功的调度范围。

主权项

1.一种用于电网调度的柔性分区互联装置稳态模型，其特征在于:柔性分区互联装置由两个背靠背连接的变流器构成，共用一个直流侧，实现装置两个端口有功功率和无功功率的控制；两个端口无功功率由各自端口来控制，有功功率可以由一个端口经过直流侧流入另一个端口，完成有功功率交换；基于两个端口电压和装置额定功率，建立用于电网调度的有功功率和无功功率稳态模型，得到整流端和逆变端的功率调度的边界条件与区域，已知两个端口的无功功率，可以按照此调度模型有效地实现有功功率的调度；柔性分区互联装置两个端口，其中一个端口为整流端口，另外一个为逆变端口，有功功率由整流端口流入，由逆变端口流出，且可以双向流动，有功功率在两个区域配电网之间流动，无功功率在各自区域端口输出；所述建立用于电网调度的有功功率和无功功率的稳态模型，具体包括：当柔性分区互联装置一端A端向另一端B端供电，A端通过第一三相桥式换流器连接直流侧，第一三相桥式换流器作为整流器工作，直流侧通过第二三相桥式换流器连接B端电网，第二三相桥式换流器作为逆变器工作，A端和B端网侧电压VsA和VsB恒定，相角为任意值；RsA和RsB为线路电阻；当B端向A端供电时，B端通过第二三相桥式换流器连接直流侧，第二三相桥式换流器作为整流器工作，直流侧通过第一三相桥式换流器连接A端电网，第一三相桥式换流器作为逆变器工作，B端和A端网侧电压VsB和VsA恒定，相角为任意值；RsB和RsA为线路电阻；当针对A端时，柔性分区互联装置等效为电压源，电压幅值为V1，Z1代表阻抗；由柔性分区互联装置单相等效电路可得出有功电流和无功电流，进而得到有功功率和无功功率，下面进行A端有功和无功建模，功率满足下式：交流侧电流表示为下式令δ_sA＝θ_sA‑θ_cA，将式(1A)带入式(2A)可得A端侧的有功无功的模型和柔性分区互联装置的有功无功模型：如果不考虑线路电阻损耗RsA，模型可简化为当针对B端时，柔性分区互联装置等效为电压源，电压幅值为V1，Z1代表阻抗；由柔性分区互联装置单相等效电路可得出有功电流和无功电流，进而得到有功功率和无功功率，下面进行B端有功和无功建模，功率满足下式：交流侧电流表示为下式：令δ_sB＝θ_cB‑θ_sB，将式(1B)带入式(2B)可得B端侧的有功无功的模型和柔性分区互联装置的有功无功模型：如果不考虑线路电阻损耗RsB，模型可简化为：如果不考虑柔性分区互联装置损耗，那么A端输入的有功与B端输出的有功相等；考虑柔性分区互联装置损耗，A端输入的有功和柔性分区互联装置的损耗(PLossA+PLossB)相减后与B端输出的有功相等：PcA＝PcB+PLossA+PLossB    (8)综上所述，考虑柔性分区互联装置损耗的柔性分区互联装置模型如下式:式(9)为柔性分区互联装置的功率模型；所述得到整流端和逆变端的功率调度的边界条件与区域，具体包括：为了使设备开关器件正常工作需要考虑三个限制条件，分别是柔性分区互联装置的容量、端口电压和电流；在柔性分区互联装置端口电压上限和下限已知情况下，容量和端口电压、电流有工作界限；有功无功合成的视在功率需要小于装置的总容量；其中功率方程如式(10)所示，将式(10)整理为式(11)和式(12)：式(12)，表示以为圆心，半径为的圆；柔性分区互联装置端口电压最大值和最小值分别为V_cAmax和V_cAmin；有功无功确定后可以由式(13)得出电压和相角；所述实现有功功率的调度，具体包括：柔性分区互联装置在P/Q控制下可以实现有功无功解耦控制，调度软件给出有功和无功的指令，柔性分区互联装置根据自身控制系统控制方法输出相对应的有功功率和无功功率，即跟踪调度指令。