本發(fā)明涉及配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式相關(guān)
技術(shù)領(lǐng)域：
：，具體地說(shuō)，涉及一種含直流系統(tǒng)的復(fù)雜拓?fù)溆性磁潆娋W(wǎng)潮流計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
：：隨著分布式發(fā)電和先進(jìn)電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和推廣，用戶側(cè)對(duì)電能質(zhì)量及供電可靠性等要求不斷提高，傳統(tǒng)的交流配電網(wǎng)將面臨傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)將面臨分布式電源接入、源荷協(xié)調(diào)、以及電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、電能質(zhì)量等方面的巨大挑戰(zhàn)。一方面，主要的分布式電源基本上都是直流電(或采用直流電技術(shù))，必須通過dc/ac換流器才能并入交流配電網(wǎng)；另一方面，越來(lái)越多的工業(yè)負(fù)荷采用變頻技術(shù)以提高電能利用效率。因此，未來(lái)的配電網(wǎng)將很可能發(fā)展為交直流系統(tǒng)混連的主動(dòng)配電網(wǎng)。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)一般是“環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)，開環(huán)運(yùn)行”，但是考慮到主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行情況的復(fù)雜性，為了提高供電可靠性，弱環(huán)運(yùn)行的情況將日趨普遍。目前，由于前推回帶法在傳統(tǒng)輻射狀配網(wǎng)潮流計(jì)算中優(yōu)越的收斂性而在配網(wǎng)潮流計(jì)算上得到廣泛應(yīng)用，然而由于算法自身的自身特點(diǎn)，難以處理pv節(jié)點(diǎn)和弱環(huán)運(yùn)行下的系統(tǒng)潮流計(jì)算。因此，研究弱環(huán)運(yùn)行下主動(dòng)配電網(wǎng)的交直流系統(tǒng)混連潮流計(jì)算模型是非常必要的。針對(duì)配電網(wǎng)交直流系統(tǒng)混連的潮流計(jì)算模型，很多人進(jìn)行了相應(yīng)的研究。例如，在vsc-hvdc穩(wěn)態(tài)模型的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了其適用于牛頓法潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，并以此提出了一種交直流混連系統(tǒng)交替求解的潮流計(jì)算方法。考慮到配網(wǎng)三相潮流的不對(duì)稱性，也有人提出根據(jù)交直流系統(tǒng)并網(wǎng)換流器控制策略的不同，在進(jìn)行交直流混連三相潮流計(jì)算模型中提出不同的處理方法。還有人提出，針對(duì)有源配電網(wǎng)內(nèi)多種直流環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)化建模，并提出了基于zbus高斯算法的有源配電網(wǎng)混合潮流求解方法。基于實(shí)際高壓直流輸電中換流器的非線性電壓下垂控制策略，也有人提出，對(duì)不同類型的下垂控制進(jìn)行分析并提出一種交直流混連的潮流計(jì)算方法。上述現(xiàn)有技術(shù)雖然能夠有效地解決交直流系統(tǒng)互聯(lián)的潮流計(jì)算問題，但是都是并網(wǎng)換流器作為分界點(diǎn)，分別對(duì)交直流系統(tǒng)交替重復(fù)進(jìn)行潮流計(jì)算，直至交直流混連系統(tǒng)滿足收斂條件。每一次迭代都需要分別對(duì)各交直流系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，計(jì)算量大，收斂性較差，對(duì)于多片交直流系統(tǒng)互聯(lián)時(shí)，當(dāng)其中一片系統(tǒng)的收斂性較差時(shí)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)全局收斂性差，甚至不收斂。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)交直流系統(tǒng)混連的潮流計(jì)算過程中，需要分別對(duì)各交直流系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，存在計(jì)算量大，收斂性較差，對(duì)于多片交直流系統(tǒng)互聯(lián)時(shí)，當(dāng)其中一片系統(tǒng)的收斂性較差時(shí)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)全局收斂性差，甚至不收斂的問題，提供一種含直流系統(tǒng)的復(fù)雜拓?fù)溆性磁潆娋W(wǎng)潮流計(jì)算方法。本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題，可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種含直流系統(tǒng)的復(fù)雜拓?fù)溆性磁潆娋W(wǎng)潮流計(jì)算方法，所述配電網(wǎng)中具有電壓源換流器，其特征在于，包括：根據(jù)電壓源換流器，將有源配電網(wǎng)劃分為直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)；根據(jù)合環(huán)點(diǎn)處的開合情況，判斷電壓源換流器的交流系統(tǒng)是否存在弱環(huán)運(yùn)行，以進(jìn)行弱環(huán)潮流計(jì)算或者進(jìn)行交流系統(tǒng)潮流計(jì)算；結(jié)合直流系統(tǒng)的潮流計(jì)算結(jié)果，獲得有源配電網(wǎng)混合系統(tǒng)的潮流計(jì)算結(jié)果。本發(fā)明中，當(dāng)電壓源換流器的交流系統(tǒng)存在弱環(huán)運(yùn)行時(shí)，在合環(huán)點(diǎn)處等效出兩個(gè)極性相反的電壓源，所述電壓源的電壓為交流系統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行時(shí)合環(huán)點(diǎn)兩端的電壓差，通過將極性相反的電壓源的環(huán)網(wǎng)電流疊加到開環(huán)運(yùn)行時(shí)各支路的電流中，修正開環(huán)運(yùn)行時(shí)合環(huán)點(diǎn)兩端的電壓差。弱環(huán)運(yùn)行的公式如下：其中，為交流系統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行時(shí)合環(huán)點(diǎn)兩端的電壓差；z為交流系統(tǒng)環(huán)路阻抗；如為環(huán)網(wǎng)電流。本發(fā)明中，當(dāng)電壓源換流器的交流系統(tǒng)不存在弱環(huán)運(yùn)行，進(jìn)行交流系統(tǒng)潮流計(jì)算時(shí)如果存在pv節(jié)點(diǎn)，給pv節(jié)點(diǎn)設(shè)定無(wú)功功率初值，按pq節(jié)點(diǎn)進(jìn)行潮流計(jì)算，計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和電壓相角，得出電壓偏差量δu。在標(biāo)幺值計(jì)算下，pv節(jié)點(diǎn)修正的電壓偏差量δu為：δu＝δp·r+δq·x其中，r與x分別為pv節(jié)點(diǎn)與平衡節(jié)點(diǎn)之間的電阻與電抗，δp和δq為有功功率與無(wú)功功率修正量。pv節(jié)點(diǎn)的有功功率修正量δp＝0，則pv節(jié)點(diǎn)修正的電壓偏差量δu為：δu＝δq·x。本發(fā)明中，對(duì)定udc-qs控制類型的電壓源換流器進(jìn)行潮流計(jì)算，包括如下步驟：1)根據(jù)電壓源換流器直流側(cè)電壓udc，進(jìn)行直流側(cè)潮流計(jì)算，滿足收斂條件后得到直流系統(tǒng)潮流計(jì)算結(jié)果，并得到電壓源換流器直流側(cè)有功功率pdc；2)根據(jù)電壓源換流器直流側(cè)有功功率pdc和已知電壓源換流器直流側(cè)電壓udc、電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流無(wú)功功率qs，求得交流系統(tǒng)注入電壓源換流器的無(wú)功功率qac；3)根據(jù)無(wú)功功率qac，結(jié)合已知電壓源換流器交流側(cè)出口調(diào)制電壓uac、直流側(cè)有功功率pdc，求得電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流有功功率ps；4)根據(jù)交流有功功率ps，并根據(jù)已知的交流無(wú)功功率qs，進(jìn)行交流系統(tǒng)潮流計(jì)算，滿足收斂條件后得到求得電壓源變流器交流側(cè)的電壓幅值與相角，從而獲得整個(gè)混連系統(tǒng)的潮流計(jì)算結(jié)果。本發(fā)明中，其他控制類型的電壓源換流器包括定ps-qs控制類型的電壓源換流器，電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流有功功率ps和交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流無(wú)功功率qs已知，對(duì)定ps-qs控制類型的電壓源換流器進(jìn)行潮流計(jì)算，等效成一個(gè)pq節(jié)點(diǎn)，包括如下步驟：1)電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流有功功率ps和無(wú)功功率qs，進(jìn)行交流側(cè)潮流計(jì)算，滿足收斂條件后得到交流系統(tǒng)潮流計(jì)算結(jié)果，并得到電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓es；2)根據(jù)交流側(cè)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓es，和已知交流有功功率ps、交流無(wú)功功率qs，求得電壓源換流器出口調(diào)制電壓uac；3)根據(jù)調(diào)制電壓uac，并根據(jù)已知的控制參數(shù)量直流電壓利用率μ、調(diào)制比m，求得電壓源換流器直流側(cè)電壓udc；4)根據(jù)直流側(cè)電壓udc，進(jìn)行直流側(cè)潮流計(jì)算，滿足收斂條件后得到直流系統(tǒng)的潮流結(jié)果，從而獲得整個(gè)混連系統(tǒng)的潮流計(jì)算結(jié)果。本發(fā)明中，其他控制類型的電壓源換流器包括定ps-es控制類型的電壓源換流器，電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流有功功率ps和交流側(cè)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓es已知，對(duì)定ps-es控制類型的電壓源換流器進(jìn)行潮流計(jì)算，等效成一個(gè)pv節(jié)點(diǎn)，包括如下步驟：1)根據(jù)電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流有功功率ps和交流側(cè)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓es，進(jìn)行交流側(cè)潮流計(jì)算，滿足收斂條件后得到交流系統(tǒng)潮流計(jì)算結(jié)果，并得到電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流無(wú)功功率qs；2)根據(jù)交流側(cè)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓es，和已知交流有功功率ps、交流無(wú)功功率qs，求得電壓源換流器出口調(diào)制電壓uac；3)根據(jù)換流器出口調(diào)制電壓uac，并根據(jù)已知的控制參數(shù)量直流電壓利用率μ、調(diào)制比m，求得電壓源換流器直流側(cè)電壓udc；4)根據(jù)直流側(cè)電壓udc，進(jìn)行直流側(cè)潮流計(jì)算，滿足收斂條件后得到直流系統(tǒng)的潮流結(jié)果，從而獲得整個(gè)混連系統(tǒng)的潮流計(jì)算結(jié)果。本發(fā)明中，所述收斂條件通過前推回帶法進(jìn)行處理。所述前推回帶法迭代公式如下：in＝(sn/un)*il＝a-1inuend＝uhead-zlil其中，in、un、sn分別表示節(jié)點(diǎn)電流、電壓、功率矩陣；il、zl分別表支路電流矩陣；uend、uhead分別表示支路首端節(jié)點(diǎn)、末端節(jié)點(diǎn)電壓矩陣。本發(fā)明含直流系統(tǒng)的復(fù)雜拓?fù)溆性磁潆娋W(wǎng)潮流計(jì)算方法，提出一種弱環(huán)運(yùn)行下的新型交直流混連系統(tǒng)潮流計(jì)算方法，該方法針對(duì)并網(wǎng)換流器不同控制策略下，對(duì)交直流系統(tǒng)的潮流計(jì)算順序和換流器潮流計(jì)算參數(shù)的選取進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)整，各交直流系統(tǒng)僅需一次交替迭代收斂，即可實(shí)現(xiàn)整個(gè)混連系統(tǒng)的潮流計(jì)算。大大降低計(jì)算量，顯著地提高了混合潮流計(jì)算的收斂性。本發(fā)明提出的含直流系統(tǒng)的復(fù)雜拓?fù)溆性磁潆娋W(wǎng)潮流計(jì)算方法，能夠適應(yīng)大量分布式電源與直流負(fù)荷接入，有源配電網(wǎng)弱環(huán)運(yùn)行下交直流混合系統(tǒng)的潮流計(jì)算問題。該方法在傳統(tǒng)混合潮流計(jì)算的交替迭代法基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，交直流系統(tǒng)僅需一次計(jì)算即可完成整個(gè)混合系統(tǒng)的潮流計(jì)算。基于美國(guó)pg&e69節(jié)點(diǎn)配電測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行仿真，測(cè)試和算例的結(jié)果表明，本發(fā)明所提出的混合潮流計(jì)算方法是正確的，具有很好的收斂性能和很高的運(yùn)算效率。附圖說(shuō)明以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。圖1為電壓源換流器的模型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明潮流計(jì)算方法的流程圖。圖3為本發(fā)明弱環(huán)運(yùn)行潮流計(jì)算的流程圖。圖4為改進(jìn)pg&e69節(jié)點(diǎn)測(cè)試配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明的主旨在于，通過對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)交直流系統(tǒng)混連的潮流計(jì)算過程的分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有配電網(wǎng)交直流系統(tǒng)混連的潮流計(jì)算過程中，需要分別對(duì)各交直流系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算，存在計(jì)算量大，收斂性較差，對(duì)于多片交直流系統(tǒng)互聯(lián)時(shí)，當(dāng)其中一片系統(tǒng)的收斂性較差時(shí)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)全局收斂性差，甚至不收斂的問題，通過本發(fā)明提供一種含直流系統(tǒng)的復(fù)雜拓?fù)溆性磁潆娋W(wǎng)潮流計(jì)算方法以解決上述問題。電壓源換流器作為實(shí)現(xiàn)交直流混連的關(guān)鍵設(shè)備，也是混合潮流計(jì)算的基礎(chǔ)，其模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，udc為電壓源換流器直流側(cè)電壓；uac和es分別為電壓源換流器交流側(cè)出口調(diào)制電壓和交流側(cè)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓；pac和qac分別為交流系統(tǒng)注入電壓源換流器的有功功率和無(wú)功功率；pdc為電壓源換流器直流側(cè)有功功率；r和x為電壓源換流器有功損耗的等效電阻和等效電抗，ps和qs分別為電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流有功功率和交流無(wú)功功率。由此可以得到各參數(shù)之間關(guān)系：ps＝es[escosα-uaccos(δ+α)]|y|(1)qs＝es[essinα-uacsin(δ+α)]|y|(2)其中：帶入(1)、(2)可以得到：式中：δ為us和uc之間的相角差；α為阻抗角；從上圖可以看出，在電壓源換流器模型中，等效阻抗由r+jx等效，換流橋被簡(jiǎn)化為理想的比例放大器，故：pac＝pdc＝idc·udc(7)式中：μ為直流電壓利用率，m為調(diào)制比。由式(4)-(6)可知，調(diào)節(jié)δ與μ、m可以對(duì)公共連接點(diǎn)處的交流有功、無(wú)功功率進(jìn)行獨(dú)立控制。在已計(jì)算得到es和udc后，便可得到電壓源換流器的實(shí)際控制參量δ和μm。并且由公式(7)可以推出：反之，可以推出：在潮流計(jì)算中，電壓源換流器可以選擇的控制方式有以下3種：(1)定直流電壓udc、交流無(wú)功功率qs控制；(2)定交流有功功率ps、交流無(wú)功功率qs控制；(3)定交流有功功率ps、交流側(cè)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓es控制。可以看出，電壓源換流器潮流模型實(shí)現(xiàn)了交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng)潮流計(jì)算的解耦。在進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)，電壓源換流器交流側(cè)可等效成pq或pv節(jié)點(diǎn)，其參數(shù)量可由控制設(shè)定值和直流側(cè)的潮流計(jì)算結(jié)果確定。因此，交直流混合系統(tǒng)的潮流計(jì)算可采用已有的交直流潮流計(jì)算交替求解實(shí)現(xiàn)。然而，由于電壓源換流器的等效損耗無(wú)法提前準(zhǔn)確獲得，所以需要分別進(jìn)行多次交流潮流和直流潮流計(jì)算，反復(fù)迭代直到滿足精度上的收斂條件。參見圖2，本發(fā)明含直流系統(tǒng)的復(fù)雜拓?fù)溆性磁潆娋W(wǎng)潮流計(jì)算方法，包括：根據(jù)電壓源換流器，將有源配電網(wǎng)劃分為直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)，直流系統(tǒng)的劃分是以電壓源換流器的直流側(cè)和交流側(cè)進(jìn)行劃分的，具體而言，電壓源換流器的直流側(cè)屬于直流系統(tǒng)，其交流側(cè)則屬于交流系統(tǒng)；根據(jù)合環(huán)點(diǎn)處的開合情況，確定電壓源換流器的交流系統(tǒng)是否存在弱環(huán)運(yùn)行，以進(jìn)行弱環(huán)潮流計(jì)算或者進(jìn)行交流系統(tǒng)潮流計(jì)算；獲得有源配電網(wǎng)混合系統(tǒng)的潮流計(jì)算結(jié)果。隨著分布式電源的接入，考慮到主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行情況的復(fù)雜性，為了提高供電可靠性，弱環(huán)運(yùn)行的情況將日趨普遍。而傳統(tǒng)的前推回帶法潮流計(jì)算無(wú)法處理pv節(jié)點(diǎn)和弱環(huán)運(yùn)行的配網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種應(yīng)對(duì)復(fù)雜拓?fù)湎碌某绷饔?jì)算方法。該方法的核心是基于疊加原理的思想，將電壓偏差量以反向電壓源的形式疊加到系統(tǒng)中，從而修正偏差量的影響。當(dāng)電壓源換流器的交流系統(tǒng)弱環(huán)運(yùn)行時(shí)，在合環(huán)點(diǎn)處等效出兩個(gè)極性相反的電壓源，電壓即為系統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行時(shí)合環(huán)點(diǎn)兩端的電壓差。通過將反向電壓源的環(huán)網(wǎng)電流疊加到開環(huán)運(yùn)行時(shí)各支路的電流中，修正開環(huán)運(yùn)行時(shí)合環(huán)點(diǎn)兩端的電壓差。環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的公式如下：式中：為系統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行時(shí)合環(huán)點(diǎn)兩側(cè)電壓；z為統(tǒng)環(huán)路阻抗；如為環(huán)路電流。由上式可以看出，運(yùn)用回路電流法即可求解純環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算。再將純輻射網(wǎng)運(yùn)用前推回代法進(jìn)行潮流計(jì)算，將純環(huán)網(wǎng)和純輻射網(wǎng)的計(jì)算結(jié)果相疊加即可實(shí)現(xiàn)弱環(huán)潮流計(jì)算。參見圖3，具體過程如下：(1)讀入交流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，對(duì)交流系統(tǒng)進(jìn)行初始化，節(jié)點(diǎn)電壓幅值設(shè)為額定值，電壓相角為0，開環(huán)電壓與回路電流初始值設(shè)為0。(2)結(jié)合讀入的負(fù)荷功率數(shù)據(jù)，得到交流系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的等效注入功率。形成支路的阻抗矩陣和回路阻抗矩陣。(3)由以下公式得到節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷電流：in＝(sn/un)*(2)(4)根據(jù)關(guān)聯(lián)矩陣和負(fù)荷電流，利用如下公式，計(jì)算得到各支路電流：il＝a-1in(3)(5)利用公式1計(jì)算出環(huán)路電流，并由將環(huán)路電流疊加到對(duì)應(yīng)的支路電流中。(6)線路末端節(jié)點(diǎn)開始，根據(jù)疊加后的支路電流，利用如下公式計(jì)算出更新過的節(jié)點(diǎn)電壓：uend＝uhead-zlil(4)(7)檢查迭代前后節(jié)點(diǎn)電壓差值是否滿足精度收斂條件，若不滿足則重復(fù)步驟(3)至步驟(6)，若滿足則進(jìn)入下一步。(8)計(jì)算開環(huán)節(jié)點(diǎn)電壓差，并求得迭代前后兩次電壓差的變化量即修正量判斷修正量是否滿足精度收斂條件，判別公式如下所示。若不滿足，則將修正后電壓差帶入，跳回步驟5開始計(jì)算，若滿足則進(jìn)入下一步：(9)計(jì)算結(jié)果滿足兩層收斂條件，輸出計(jì)算結(jié)果，得到交流系統(tǒng)的弱環(huán)潮流計(jì)算結(jié)果，包括節(jié)點(diǎn)電壓幅值，相角以及支路電流幅值與相角。電壓源換流器的交流系統(tǒng)不存在弱環(huán)運(yùn)行，進(jìn)行交流系統(tǒng)潮流計(jì)算時(shí)如果存在pv節(jié)點(diǎn)，首先給pv節(jié)點(diǎn)設(shè)定無(wú)功功率初值，按pq節(jié)點(diǎn)進(jìn)行潮流計(jì)算，計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和電壓相角，得出電壓偏差量δu，在標(biāo)幺值計(jì)算下，由基本潮流方程可得pv節(jié)點(diǎn)修正的電壓偏差量如下所示：δu＝δp·r+δq·x(12)其中，r與x分別為pv節(jié)點(diǎn)與平衡節(jié)點(diǎn)之間的電阻與電抗；δp和δq如有功功率與無(wú)功功率修正量。由于pv節(jié)點(diǎn)的有功功率修正量δp＝0則上式可以改寫為：δu＝δq·x(13)通過上式即可完成pv節(jié)點(diǎn)的電壓偏差的修正，值得注意的是，若無(wú)功修正量超過pv節(jié)點(diǎn)無(wú)功容量，則此時(shí)pv節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)變成pq節(jié)點(diǎn)，q即為無(wú)功容量。本發(fā)明中，對(duì)于定udc-qs控制類型，電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流無(wú)功功率qs以及直流側(cè)電壓udc已知。此時(shí)，電壓源換流器的直流側(cè)注入功率不再是由電壓源換流器自身決定，而是由直流側(cè)的系統(tǒng)潮流所決定，其具體過程如下：1.已知電壓源換流器直流側(cè)電壓幅值udc，進(jìn)行直流側(cè)潮流計(jì)算，滿足收斂條件后得到直流系統(tǒng)潮流計(jì)算結(jié)果，并得到電壓源換流器直流側(cè)有功功率pdc；2.根據(jù)電壓源換流器直流側(cè)有功功率pdc和已知參數(shù)udc、qs代入公式(9)，求得交流系統(tǒng)注入交流換流器的無(wú)功功率qac；3.根據(jù)上一步求得的qac，結(jié)合已知參數(shù)電壓源換流器交流側(cè)出口調(diào)制電壓uac、pdc帶入公式(8)，求得電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流有功功率ps；4.求得電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流有功功率ps，并根據(jù)已知的控制參數(shù)qs，進(jìn)行交流系統(tǒng)潮流計(jì)算，滿足收斂條件后得到求得電壓源換流器交流側(cè)的電壓幅值與相角。從而獲得整個(gè)混連系統(tǒng)的潮流計(jì)算結(jié)果。本發(fā)明中，其他控制類型的電壓源換流器可以是定ps-qs控制類型的電壓源換流器，對(duì)于定ps-qs控制類型的電壓源換流器，電壓源換流器交流側(cè)注入側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流有功功率ps和交流無(wú)功功率qs已知，所以在進(jìn)行交流潮流計(jì)算過程中，可以等效成一個(gè)pq節(jié)點(diǎn)，具體過程如下：1.已知電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流有功功率ps和交流無(wú)功功率qs，進(jìn)行交流側(cè)潮流計(jì)算，滿足收斂條件后得到交流系統(tǒng)潮流計(jì)算結(jié)果，并得到電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓es；2.求得電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓es，將已知參數(shù)ps、qs、es帶入公式(4)、(5)，求得電壓源換流器交流側(cè)出口調(diào)制電壓uac；3.求得電壓源換流器交流側(cè)出口調(diào)制電壓uac，并根據(jù)已知的控制參數(shù)量直流電壓利用率μ、調(diào)制比m，帶入公式(6)求得電壓源換流器直流側(cè)電壓幅值udc；4.已知電壓源換流器直流側(cè)電壓幅值udc，進(jìn)行直流側(cè)潮流計(jì)算，滿足收斂條件后得到直流側(cè)系統(tǒng)的潮流結(jié)果。從而獲得整個(gè)混連系統(tǒng)的潮流計(jì)算結(jié)果。本發(fā)明中，其他控制類型的電壓源換流器也可以是定ps-es控制類型的電壓源換流器，對(duì)于定ps-es控制類型的電壓源換流器，電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流有功功率ps和交流側(cè)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓es已知，所以在進(jìn)行交流潮流計(jì)算過程中，可以等效成一個(gè)pv節(jié)點(diǎn)，具體計(jì)算過程同定ps-qs控制類型計(jì)算類似：1.已知電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流有功功率ps和交流側(cè)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓es，進(jìn)行交流側(cè)潮流計(jì)算，滿足收斂條件后得到交流系統(tǒng)潮流計(jì)算結(jié)果，并得到電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流無(wú)功功率qs；2.求得電壓源換流器交流側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)的交流無(wú)功功率qs，將已知參數(shù)ps、qs、es帶入公式(4)、(5)，求得電壓源換流器交流側(cè)出口調(diào)制電壓uac，3.求得電壓源換流器交流側(cè)出口調(diào)制電壓uac，并根據(jù)已知的控制參數(shù)量直流電壓利用率μ、調(diào)制比m，帶入公式(6)求得電壓源換流器直流側(cè)電壓幅值udc；4.已知電壓源換流器直流側(cè)電壓幅值udc，進(jìn)行直流側(cè)潮流計(jì)算，滿足收斂條件后得到直流側(cè)系統(tǒng)的潮流結(jié)果。從而獲得整個(gè)混連系統(tǒng)的潮流計(jì)算結(jié)果。對(duì)于前述提到收斂條件，本發(fā)明僅需進(jìn)行一次交流潮流計(jì)算和直流潮流計(jì)算即可實(shí)現(xiàn)混合潮流的求解過程，從而減少了混合潮流的計(jì)算量，減少計(jì)算時(shí)間，并且保證收斂的精度要求。由于配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目眾多，呈放射狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)支路繁雜，傳統(tǒng)的牛頓法等方法在配電網(wǎng)潮流計(jì)算中應(yīng)用較少。本發(fā)明選取前推回帶法作為交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)的潮流計(jì)算方法，該算法的計(jì)算速度和收斂性等方面在配電網(wǎng)潮流計(jì)算應(yīng)用中均取得較好的效果。首先，對(duì)前推回帶法的主要迭代公式介紹如下：in＝(sn/un)*(12)il＝a-1in(13)uend＝uhead-zlil(14)式中：in、un、sn分別表示節(jié)點(diǎn)電流、電壓、功率矩陣；il、zl分別表支路電流矩陣；uend、uhead分別表示支路首端節(jié)點(diǎn)、末端節(jié)點(diǎn)電壓矩陣。以配電網(wǎng)電壓基準(zhǔn)值作為節(jié)點(diǎn)電壓初始值，并結(jié)合各節(jié)點(diǎn)的注入功率信息，利用式(12)、(13)、(14)得到更新后的節(jié)點(diǎn)電壓相角與幅值。如此循環(huán)進(jìn)行，直到相鄰兩次迭代之間的各節(jié)點(diǎn)電壓幅值變化量都小于允許的誤差時(shí)，循環(huán)結(jié)束。最后一次迭代得到的電壓為最終的節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算值。由上可以看出，前推回帶法不僅可應(yīng)用在交流系統(tǒng)潮流計(jì)算中，也可以應(yīng)用于直流系統(tǒng)潮流計(jì)算中。為了驗(yàn)證本發(fā)明所提方法的有效性及在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)美國(guó)pg&e69節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)進(jìn)行了修改，用于交直流系統(tǒng)混連下主動(dòng)配電網(wǎng)潮流計(jì)算的測(cè)試與分析。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。下面對(duì)該算例修改進(jìn)行說(shuō)明：1)增加節(jié)點(diǎn)70～75，所在直流區(qū)域?yàn)橹绷鞴╇?，包含兩個(gè)dg(電壓源)，經(jīng)過1個(gè)電壓源換流器(vsc)與交流配電系統(tǒng)互聯(lián)，并且該換流器作為直流系統(tǒng)的平衡節(jié)點(diǎn)，采用udc-qs控制策略，電壓等級(jí)為20.5kv。2)增加節(jié)點(diǎn)76～79，所在直流區(qū)域?yàn)橹绷鞴╇?，包含一個(gè)dg，經(jīng)過1個(gè)電壓源換流器(vsc)與交流配電系統(tǒng)互聯(lián)，并且該換流器作為直流系統(tǒng)的平衡節(jié)點(diǎn)，采用udc-qs控制策略，電壓等級(jí)為20.5kv。3)在節(jié)點(diǎn)52加裝1個(gè)dg，并通過電壓源換流器(vsc)與交流系統(tǒng)互聯(lián)，換流器采用ps-qs控制策略，電壓等級(jí)為20.5kv。4)增加節(jié)點(diǎn)80～96，所在直流區(qū)域?yàn)橹绷鞴╇?，包?個(gè)dg，經(jīng)過1個(gè)電壓源換流器(vsc)與交流配電系統(tǒng)互聯(lián)，并且該換流器作為直流系統(tǒng)的平衡節(jié)點(diǎn)，采用ps-es控制策略，電壓等級(jí)為20.5kv。測(cè)試系統(tǒng)在節(jié)點(diǎn)15與節(jié)點(diǎn)69間加裝聯(lián)絡(luò)開關(guān)，用來(lái)切換系統(tǒng)弱環(huán)運(yùn)行與輻射網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。該系統(tǒng)中含有直流線路、直流負(fù)荷、分布式電源和儲(chǔ)能裝置(見表3)、電壓源換流器(vsc)和dg的詳細(xì)參數(shù)詳見表1、表2。表1vsc詳細(xì)參數(shù)table1detailedspecificationsofvsc表2dg詳細(xì)參數(shù)在實(shí)際運(yùn)行中，電壓源換流器(vsc)可以參與主動(dòng)配電網(wǎng)的潮流優(yōu)化，在這里設(shè)置它們的控制策略與相對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)，定義由交流系統(tǒng)流入電壓源換流器(vsc)方向?yàn)檎较?，則電壓源換流器(vsc)控制參數(shù)如表3所示。表3vsc功率交換情況table2powertransferredbyvscconverter對(duì)上述配電網(wǎng)測(cè)試系統(tǒng)在matlab環(huán)境下進(jìn)行仿真，得到潮流計(jì)算結(jié)果如下表所示：表2測(cè)試系統(tǒng)部分節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算結(jié)果table2busvoltageresultofpowerdistributionsystem混合潮流計(jì)算時(shí)間為0.1898s。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，直流系統(tǒng)由于接入dg的功率注入，使得部分直流配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓得到抬升，甚至超過了1.0，相比的交流供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，直流系統(tǒng)的延線路電壓變化較緩。而交流側(cè)系統(tǒng)由于負(fù)荷較重，延線壓降較大，節(jié)點(diǎn)50-54甚至低于標(biāo)準(zhǔn)值-7％，超出了配網(wǎng)電壓安全運(yùn)行范圍，由此可以看出，適當(dāng)?shù)膁g功率注入能為配電網(wǎng)提供顯著電壓支撐，改善配網(wǎng)的整體電壓水平。對(duì)相同的測(cè)試系統(tǒng)采用傳統(tǒng)交替迭代法進(jìn)行求解，接替迭代次數(shù)為3次，總的混合潮流計(jì)算時(shí)長(zhǎng)為0.7898s?？梢钥闯觯捎谛枰獙?duì)交直流系統(tǒng)側(cè)系統(tǒng)分別進(jìn)行潮流迭代，且任何一片電壓源換流器(vsc)連接的子網(wǎng)收斂性差時(shí)都將影響混合系統(tǒng)整體的收斂性。以上僅就本發(fā)明較佳的實(shí)施例作了說(shuō)明，但不能理解為是對(duì)權(quán)利要求的限制。本發(fā)明不僅局限于以上實(shí)施例，其具體結(jié)構(gòu)允許有變化?？傊?，凡在本發(fā)明獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12當(dāng)前第1頁(yè)12