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含直流配电网的交直流潮流计算

北极星智能电网在线  来源:中国电机工程学报微信公众号  作者:雷婧婷 安婷 杜正春 袁峥  2016/9/27 17:03:32  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:1项目背景

随着分布式电源和用电负荷的发展,直流配电技术得到了巨大的推动。随着全控型电力电子器件的成熟应用,电压源换流器(voltagesourceconverter,VSC)因其显著优势广泛应用于交直流输电系统中。将基于VSC的直流技术运用到配电网供电领域,将有效解决城市配电系统面临的问题。近年来,针对含VSC直流配电网的交直流潮流计算,已有众多学者对此进行研究,然而其系统性和灵活性仍无法满足现代电网的发展需求。西安交通大学杜正春教授团队提出一种潮流计算方法,可解决含多个VSC、任意直流拓扑形式、任意交直流连接方式的交直流系统潮流问题。

2论文所解决的问题及意义

现有的含直流配电网的交直流系统潮流计算方法中,只考虑了定有功控制、定无功控制、定交流电压控制、定直流电压控制等传统控制方式,采取将连接换流器的交流节点视作PQ或PV节点的处理方法,而不能考虑电压下垂控制等先进控制策略;另外,直流拓扑和交直流连接方式具有很大局限性,尤其不能应用于拓扑复杂的配电网络中;最后,现有方法普遍基于传统极坐标或直角坐标,由牛顿法产生的雅克比矩阵在每次迭代后都要重新计算,制约了计算速度。本文提出增广直角坐标下的交直流潮流模型,解决了以上问题,具有相当高的灵活性和系统性,适用于直流配电网的潮流计算。同时使用增广直角坐标,极大地提高了计算效率。

3论文重点内容

(1)对象

本文解决的对象是最一般的含直流配网的交直流系统,任意多个交流系统与任意多个直流系统通过任意形式连接。在每个交直流系统中,都要有一个松弛母线。

(2)潮流模型

对交流节点i,有节点电压方程

功率方程

其中:表示节点的电压相量;

表示注入节点的电流相:

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