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干货丨交直流混合配电网潮流计算(含分布式电源)

北极星输配电网  来源:供用电杂志  作者:叶学顺 等  2016/9/29 14:03:52  我要投稿  

北极星输配电网讯:交直流混合配电网的潮流计算具有收敛困难甚至不收敛的现象,通过分析交直流混合配电网拓扑结构,建立了交直流变流器潮流模型,并用交流子网和直流子网分网交替迭代计算求解,可以解决含功率型控制、电压型控制变流器的交直流网络潮流问题。同时,考虑了配电网参数不对称性、分布式电源大量接入等特点,采用经过直流子网改进的IEEE33节点网络对所提出的算法进行了验证,仿真结果验证了所提出方法的正确性、有效性和高效性。

0.引言

交直流混合配电网可更好地接纳分布式电源和直流负荷,可缓解城市电网站点走廊有限与负荷密度高的矛盾,同时在负荷中心提供动态无功支持,可以有效提升城市配电系统的电能质量、可靠性与运行效率。

潮流计算是配电网仿真的基本功能,但交直流混合配电系统中出现的直流设备及网络改变了传统交流配电网的网架结构和运行方式,工程计算中经常会遇到潮流计算收敛困难甚至不收敛的现象,严重影响了后续的安全稳定计算分析。

现阶段针对交直流网络的潮流计算算法主要集中在输电网领域,较少考虑配电网络的结构和参数不对称性、网络规模的复杂性等特点。文献[6]考虑不同控制方式的换流器稳态模型,基于Zbus高斯算法提出了含多直流环节的混合结构有源配电网潮流计算方法;文献[7]根据并网换流器控制策略不同,在潮流计算中提出不同的处理方法;在充分考虑微电网不对称运行特性的基础上,发展微电网交直流混合潮流算法;文献[8]提出了一种地铁混合供电系统的潮流计算方法,通过调整直流潮流迭代过程,减少了混合潮流计算的工作量。

针对目前缺少交直流混合配电网潮流计算算法的现状,本文提出交流子网和直流子网分网交替迭代方法,弥补了上述空白。

1.交直流混合配电网结构分析

1.1交直流混合配电网拓扑结构与分网计算

直流配电网络常见的拓扑结构为两端直流配电系统和环状直流配电系统。一般的交直流混合配电网见图1,交流子网与直流子网通过电压源换流器(voltagesourceconverter,VSC)相连。

图1交直流混合配电网

以VSC为分拆点,整个交直流混合配电系统可分拆成数个交流子系统和直流子系统。交流子网和直流子网之间潮流计算的耦合关系见图2。

图2交直流混合配电网耦合关系

延伸阅读:技术丨基于能源路由器的直流配电网设计

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