[发明专利]基于VSC潮流计算模型的交直流混合系统潮流计算方法

摘要

一种基于电压源换流器的交直流混合系统潮流计算方法，包括：输入系统原始数据和对变量的初始化；建立VSC潮流计算模型；直流侧系统潮流计算；交流侧系统潮流计算；混合系统潮流计算结束，输出数据。本发明大大减少了混合系统的变量和方程个数，同时还能有效避免采用交替迭代法求解混合系统潮流计算时交直流系统间多次交替迭代问题。与现有VSC潮流计算模型相比，本发明用于求解混合系统潮流计算时，可大大减少计算量，从而提高潮流计算的效率。适合用于交直流混合系统的潮流计算。

主权项

一种基于新型VSC潮流计算模型的交直流混合系统潮流计算方法，其特征是包括以下步骤：步骤1：输入系统原始数据和对变量的初始化；步骤2：建立新型VSC潮流计算模型；(1)在交流节点f和直流节点h引入一个直流节点t；(2)理想换流器的两端分别为交流节点f和直流节点t，换流器支路的两端分别为直流节点t和直流节点h，理想换流器和换流器支路通过直流节点t连接；模型中，Ud‑t为直流节点的电压，Pd‑t为由直流节点t注入理想换流器的功率；交流节点f为电压源换流器与交流侧系统的公共连接点，Ua‑f为交流节点f的基波电压向量，Pa‑f+jQa‑f为由交流节点f注入电压源换流器的复功率；直流节点h为电压源换流器与直流侧系统的公共连接点，Ud‑h为直流节点h的电压，Pd‑h为由节点h注入换流器；换流器支路的支路电阻为R′；在交直流混合系统潮流计算时作如下处理：(1)将理想换流器作为交、直流侧系统的划分界限；(2)将换流器支路计入原有的直流侧系统，交流侧系统与原系统相同；(3)将Pa‑f处理为交、直流两侧系统的线路传输有功功率，对单侧系统均视为相应节点的负荷或电源；(4)将Qa‑f处理为交流节点f的无功负荷，模拟电压源换流器吸收的无功功率；步骤3：直流侧系统潮流计算；换流器采用定Pa‑f控制策略时，可根据式(1)确定换流器直流节点t的负荷功率；换流器采用定Ud‑h控制策略时，直流节点h作为直流侧系统的平衡节点，连同与它连接的换流器直流出口节点t都不必参与直流侧潮流计算，直流节点t注入理想换流器的功率Pd‑t和电压Ud‑t可在直流侧潮流计算完成后，分别采用式(2)和式(3)计算得到；Pd‑t＝‑Pa‑f      (1)Pd-t=Pd-h+ΔPVSCk=Pd-h+Pd-h2Ud-h2R′---(2)]]>Ud-t=Ud-h+ΔUd-t=Ud-h+Pd-hUd-hR′---(3)]]>式中，ΔPVSC k为VSC k有功损耗，ΔUd‑t为节点t和节点h之间的电压损耗；步骤4：交流侧系统潮流计算；换流器采用定Pa‑f控制策略时，Pa‑f作为交流节点f的有功负荷；换流器采用定Ud‑h控制策略的换流器，Pa‑f需根据式(4)确定，Pa‑f仍作为交流节点f的有功负荷；换流器定Qa‑f控制策略时，Qa‑f作为交流节点f的无功负荷；换流器采用定Ua‑f控制策略时，交流节点f视为PV节点处理；Pa‑f＝‑Pd‑t      (4)步骤5：混合系统潮流计算结束，输出数据；所得结果直接为交直流混合系统各节点的电压量，各换流器的有功损耗和电压调制比分别采用式(5)和式(6)计算得到，同时进一步求出混合系统的功率分布和网损；ΔPVSCk=Pd-t-Pd-h=Pd-h2Ud-h2R′---(5)]]>Tk=Ua-fμkUd-h---(6)]]>式中，μk为直流电压吸收比，Tk为VSC k的电压调制比，Ua‑f为Ua‑f的电压幅值。