CN102290823A - 一种轻型高压直流输电系统交替潮流计算方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轻型高压直流输电系统交替潮流计算方法及装置，以换流站所联接的交流系统母线为分界，将整个系统分解为交流子系统和直流子系统两部分，在求解交流子系统运行状态变量时，将直流子系统的换流站处理为交流节点上的一个等效PQ或PV节点；在求解直流系统方程组时将交流系统模拟成加在换流器母线上的一个恒定电压。本发明的轻型高压直流输电系统交替潮流计算装置包括数据采集单元、数据发送单元和数据处理单元。本发明简单且易实现，程序通用性好，克服了实时性差和误差率高等劣势，提高了计算速度和准确性。装置采用双口RAM电路，解决数据传输低速的问题；加入一套备用的双口RAM，保证系统工作的准确性和可靠性。

Description

一种轻型高压直流输电系统交替潮流计算方法及装置

技术领域

本发明属于电力系统潮流计算领域，特别涉及一种轻型高压直流输电系统交替潮流计算方法及装置。

背景技术

电力系统潮流计算分析是电力系统稳态分析中最基本且最重要的一部分，在电力系统各方面都有巨大的实用价值，潮流分析的任务是根据给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压、网络中的功率分布以及功率损耗等。

轻型高压直流输电系统为交直流混合系统，其潮流计算的任务是：根据交流系统各节点给定的负荷和发电情况，结合各换流器的控制方式，通过计算获得系统中所有节点电压的幅值与相角、各换流器的运行控制参数、直流电压和直流电流。与纯交流系统相比较具有以下特点：首先增加了直流系统变量，交直流系统要通过换流站的特性方程建立数学上的联系；其次交流系统的潮流分布决定于电压大小和相角，而直流系统中的功率分布决定于节点的直流电压；此外直流系统必需对各换流器的运行方式加以确定。

交直流混合电力系统的潮流计算方法可以基本上分为两大类：统一求解法和交替求解法。统一求解法是将交流系统潮流方程和直流系统的方程联立起来，统一求出交流系统和直流系统中所有的未知变量，这种方法具有良好的收敛特性，并且所需的迭代次数和纯交流系统的计算相比非常接近，但是由于增加了新的控制变量及方程，联立方程组的雅可比矩阵恶化，给稀疏技术在求解修正方程式中应用带来困难，且交直流程序不便接口，造成了编程困难，程序的通用性不好；交替求解法则将交流系统潮流方程和直流系统方程分开求解，并交替迭代直到收敛为止，采用交替算法的交直流潮流程序，具有结构清晰、编程简单、程序通用性好等特点，但是由于没有考虑交直流系统之间的耦合，因此收敛性较差、计算效率较低。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种轻型高压直流输电系统交替潮流计算方法及装置。本发明以换流站所联接的交流系统母线为分界，将整个系统分解为交流子系统和直流子系统两部分，在求解交流子系统运行状态变量时，将直流子系统的换流站处理为交流节点上的一个等效PQ或PV节点；在求解直流系统方程组时将交流系统模拟成加在换流器母线上的一个恒定电压。

本发明的交替潮流计算方法包括以下步骤：

步骤1：输入输电系统的给定数据，包括：PQ节点的初始有功功率和无功功率或PV节点的初始有功功率和初始电压、整个电力系统的网络拓扑结构和各个线路的阻抗值；

步骤2：生成输电系统的节点导纳矩阵；

步骤3：确定交流子系统的节点类型，从换流开始，交流母线节点的类型由控制方式确定：直流电压控制、交流无功功率控制和交流有功功率控制、交流无功功率控制为PQ节点；直流电压控制、交流母线电压控制和交流有功功率控制、交流母线电压控制为PV节点；

步骤4：根据输电系统换流器的控制参数设定换流器交流母线节点的参数；

步骤5：设置交替迭代次数k＝0；

步骤6：交流子系统迭代潮流计算；

步骤7：直流子系统迭代潮流计算；

步骤8：检验是否收敛，收敛指标为

和

若收敛，转至步骤13，否则，转至步骤9；

步骤9：由直流子系统潮流计算结果修正交流子系统参数；

步骤10：交替迭代次数k＝k+1；

步骤11：判断条件k＞k_max是否成立，如成立，则转至步骤12，否则，转至步骤6；

步骤12：不收敛结束；

步骤13：计算各节点功率和线路功率；

步骤14：输出潮流计算结果，包括：系统中所有节点电压的幅值与相角、各换流器的运行控制参数、直流电压和直流电流。

在交流子系统迭代潮流计算中，交流子系统部分的潮流计算模型和纯交流系统的模型类似，用节点功率方程表示，对应的第i个节点的功率不平衡方程式为

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{P}_i=P_i-U_i\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{U}_j(G_{\mathrm{ij}}\cos {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}+B_{\mathrm{ij}}\sin {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}})=0\\ \mathrm{\Δ}{Q}_i=Q_i-U_i\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{U}_j(G_{\mathrm{ij}}\sin {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}-B_{\mathrm{ij}}\cos {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}})=0\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中，P_i和Q_i分别是节点i的注入有功功率和注入无功功率；

和分别是节点i和节点j的电压；δ_ij为节点i和节点j的电压相角差，即δ_ij＝δ_i-δ_j；Y_ij＝G_ij+jB_ij，当i＝j时，Y_ii称为节点i的自导纳，其值等于连接于节点i的所有支路导纳之和，当i≠j时，Y_ij称为节点i、j之间的互导纳，它等于直接连接于节点i、j之间的支路导纳的负数；G_ij表示节点i和节点j之间的等效电导分量；B_ij表示节点i和节点j之间的等效电纳分量；n表示节点个数。

按泰勒级数展开，并略去高次项，可得到修正方程式：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{P}_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\∂\mathrm{\Δ}{P}_i}{\∂{\mathrm{\δ}}_j}\mathrm{\Δ}{\mathrm{\δ}}_j+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\∂\mathrm{\Δ}{P}_i}{\∂U_j}\mathrm{\Δ}{U}_j\\ \mathrm{\Δ}{Q}_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\∂\mathrm{\Δ}{Q}_i}{\∂{\mathrm{\δ}}_j}\mathrm{\Δ}{\mathrm{\δ}}_j+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\∂\mathrm{\Δ}{Q}_i}{\∂U_j}\mathrm{\Δ}{U}_j\end{array}\right.---\left(2\right)$

对于全部节点，可得修正方程式的矩阵形式如下：

其中雅克比矩阵的元素如下：

非对角线元素：

$\left\{\begin{array}{c}{H}_{\mathrm{ij}}=\frac{\∂P_i}{\∂{\mathrm{\δ}}_j}=-U_i{U}_j(G_{\mathrm{ij}}\sin {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}-B_{\mathrm{ij}}\cos {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}})\\ N_{\mathrm{ij}}=\frac{\∂P_i}{\∂U_j}{U}_j=-U_i{U}_j(G_{\mathrm{ij}}\cos {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}+B_{\mathrm{ij}}\sin {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}})\\ J_{\mathrm{ij}}=\frac{\∂Q_i}{\∂{\mathrm{\δ}}_j}=U_i{U}_j(G_{\mathrm{ij}}\cos {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}+B_{\mathrm{ij}}\sin {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}})=-N_{\mathrm{ij}}\\ L_{\mathrm{ij}}=\frac{\∂Q_i}{\∂U_j}{U}_j=U_i{U}_j(G_{\mathrm{ij}}\sin {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}}-B_{\mathrm{ij}}\cos {\mathrm{\δ}}_{\mathrm{ij}})=H_{\mathrm{ij}}\end{array}\right.---\left(4\right)$

对角线元素：

$\left\{\begin{array}{c}{H}_{\mathrm{ii}}=\frac{\∂P_i}{\∂{\mathrm{\δ}}_i}=Q_i+B_{\mathrm{ii}}{U}_i^2\\ N_{\mathrm{ii}}=\frac{\∂P_i}{\∂U_i}{U}_i=-P_i-G_{\mathrm{ii}}{U}_i^2\\ J_{\mathrm{ii}}=\frac{\∂Q_i}{\∂{\mathrm{\δ}}_i}=-P_i+G_{\mathrm{ii}}{U}_i^2\\ L_{\mathrm{ii}}=\frac{\∂Q_i}{\∂U_i}{U}_i=-Q_i+B_{\mathrm{ii}}{U}_i^2\end{array}\right.---\left(5\right)$

式中，G_ii表示节点i的等效电导分量，其值等于连接于节点i的所有支路等效电导分量之和，B_ii表示节点i的等效电纳分量，其值等于连接于节点i的所有支路等效电纳分量之和。

对节点电压赋初值，并求解修正方程式(3)，得出电压修正量，进而对电压幅值和相角进行修正，得到新的解

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\δ}}^{\left(1\right)}\\ U^{\left(1\right)}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\δ}}^{\left(0\right)}\\ U^{\left(0\right)}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{\mathrm{\δ}}^{\left(0\right)}\\ {\mathrm{\ΔU}}^{\left(0\right)}\end{array}\right]---\left(6\right)$

这样反复进行迭代计算，直到收敛为止。

交流子系统迭代潮流计算步骤如下：

步骤1：节点电压赋初值；

步骤2：计算功率误差；

步骤3：检验是否收敛，收敛指标为|ΔU|≤ε₃和|Δδ|≤ε₄，若不收敛，转至步骤4，若收敛，转至步骤7；

步骤4：计算雅克比矩阵各元素；

步骤5：解修正方程式，求得修正系数ΔU^(K1)、Δδ^(k1)；

步骤6：修正节点电压，并转至步骤2；

步骤7：计算节点功率；

步骤8：输出换流器母线节点电压U_si、有功功率P_si和无功功率Q_si。

在直流子系统迭代潮流计算中，直流子系统部分包含换流站和直流输电线路。

对于第i个换流器，i＝1，2

交流系统注入到换流器的基波电流为

${\stackrel{\·}{I}}_i=\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{si}}-{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{ci}}}{R_i+j{X}_i}=\frac{U_{\mathrm{si}}\∠{\mathrm{\δ}}_i-U_{\mathrm{ci}}\∠0}{Z_i\∠{\mathrm{\α}}_i}---\left(7\right)$

式中，

表示第i个VSC交流侧母线电压基波分量的幅值；

表示第i个VSC交流输出电压基波分量的幅值；δ_i表示第i个滞后于

的角度；Z_i表示第i个VSC换流电抗器的阻抗，Z_i＝R_i+jX_i，其中，R_i为第i个VSC换流电抗器的等效电阻分量，X_i为第i个VSC换流电抗器的等效电抗分量；α_i表示第i个VSC换流电抗器的阻抗角，

换流器与交流母线间传输的复功率为

式中，上标^*为共轭符号；Y_i表示第i个VSC换流电抗器的导纳，

交流母线注入到换流器的有功功率和无功功率分别为

$P_{\mathrm{si}}=Y_i{U}_{\mathrm{si}}^2\cos {\mathrm{\α}}_i-Y_i{U}_{\mathrm{si}}{U}_{\mathrm{ci}}\cos ({\mathrm{\δ}}_i+{\mathrm{\α}}_i)---\left(9\right)$

$Q_{\mathrm{si}}=Y_i{U}_{\mathrm{si}}^2\sin {\mathrm{\α}}_i-Y_i{U}_{\mathrm{si}}{U}_{\mathrm{ci}}\sin ({\mathrm{\δ}}_i+{\mathrm{\α}}_i)---\left(10\right)$

换流器交流输出端的有功功率为

$P_{\mathrm{ci}}=Y_i{U}_{\mathrm{si}}{U}_{\mathrm{ci}}\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\α}}_i)-Y_i{U}_{\mathrm{ci}}^2\cos {\mathrm{\α}}_i---\left(11\right)$

换流器的直流侧的功率为

P_di＝u_dii_di                                               (12)

式中，u_di表示第i个VSC换流电抗器直流侧电压值，i_di表示第i个VSC换流电抗器直流侧电流值。

换流器的损耗由电阻R_i等效，则直流侧功率与换流器的交流输出端的有功功率R_ci相等，即

P_di＝p_ci                                                  (13)

由式(11)、(12)和(13)可得

$u_{\mathrm{di}}{i}_{\mathrm{di}}=Y_i{U}_{\mathrm{si}}{U}_{\mathrm{ci}}\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\α}}_i)-Y_i{U}_{\mathrm{ci}}^2\cos {\mathrm{\α}}_i---\left(14\right)$

换流器采用PWM控制，U_ci由换流器直流侧电压u_di、PWM直流电压利用率μ_i以及调制比M_i共同决定：

$U_{\mathrm{ci}}=\frac{{\mathrm{\μ}}_i{M}_i}{\sqrt{2}}{u}_{\mathrm{di}}---\left(15\right)$

把式(15)代入式(9)、(10)、(14)

$P_{\mathrm{si}}=Y_i{U}_{\mathrm{si}}^2\cos {\mathrm{\α}}_i-\frac{{\mathrm{\μ}}_i{M}_i}{\sqrt{2}}{u}_{\mathrm{di}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\cos ({\mathrm{\δ}}_i+{\mathrm{\α}}_i)---\left(16\right)$

$Q_{\mathrm{si}}=Y_i{U}_{\mathrm{si}}^2\sin {\mathrm{\α}}_i-\frac{{\mathrm{\μ}}_i{M}_i}{\sqrt{2}}{u}_{\mathrm{di}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\sin ({\mathrm{\δ}}_i+{\mathrm{\α}}_i)---\left(17\right)$

$u_{\mathrm{di}}{i}_{\mathrm{di}}=\frac{{\mathrm{\μ}}_i{M}_i}{\sqrt{2}}{u}_{\mathrm{di}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\α}}_i)-\frac{{\mathrm{\μ}}_i^2{M}_i^2}{2}{u}_{\mathrm{di}}^2{Y}_i\cos {\mathrm{\α}}_i---\left(18\right)$

对应的不平衡方程式为

$\mathrm{\Δ}{d}_{i1}=P_{\mathrm{si}}-Y_i{U}_{\mathrm{si}}^2\cos {\mathrm{\α}}_i+\frac{{\mathrm{\μ}}_i{M}_i}{\sqrt{2}}{u}_{\mathrm{di}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\cos ({\mathrm{\δ}}_i+{\mathrm{\α}}_i)=0---\left(19\right)$

$\mathrm{\Δ}{d}_{i2}=Q_{\mathrm{si}}-Y_i{U}_{\mathrm{si}}^2\sin {\mathrm{\α}}_i+\frac{{\mathrm{\μ}}_i{M}_i}{\sqrt{2}}{u}_{\mathrm{di}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\sin ({\mathrm{\δ}}_i+{\mathrm{\α}}_i)=0---\left(20\right)$

$\mathrm{\Δ}{d}_{i3}=i_{\mathrm{di}}-\frac{{\mathrm{\μ}}_i{M}_i}{\sqrt{2}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\α}}_i)+\frac{{\mathrm{\μ}}_i^2{M}_i^2}{2}{u}_{\mathrm{di}}{Y}_i\cos {\mathrm{\α}}_i=0---\left(21\right)$

对于直流输电线路

$i_{\mathrm{di}}=\frac{u_{d1}-u_{d2}}{R_d}---\left(22\right)$

式中，下标1、2分别代表系统两段VSC。

对应的不平衡方程式为

$\mathrm{\Δ}{d}_{i4}=i_{\mathrm{di}}-\frac{1}{R_d}{u}_{d1}+\frac{1}{R_d}{u}_{d2}=0---\left(23\right)$

将不平衡方程式(19)、(20)、(21)、(23)，按泰勒级数展开，略去高次项后，可得潮流计算修正方程的矩阵形式为

ΔD＝JΔX                                               (24)

式中ΔD＝[Δd₁₁Δd₁₂Δd₁₃Δd₁₄Δd₂₁Δd₂₁Δd₂₁Δd₂₁]^T，J为雅克比矩阵，

ΔX＝[Δu_d1Δi_d1Δδ_d1ΔM_d1Δu_d2Δi_d2Δδ_d2ΔM_d2]^T。其具体形式如下

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\Δd}}_{11}\\ \mathrm{\Δ}{d}_{21}\\ \mathrm{\Δ}{d}_{31}\\ {\mathrm{\Δd}}_{41}\\ {\mathrm{\Δd}}_{12}\\ \mathrm{\Δ}{d}_{22}\\ {\mathrm{\Δd}}_{32}\\ \mathrm{\Δ}{d}_{42}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccccccc}\frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{11}}{\∂u_{d1}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{11}}{{\∂i}_{d1}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{11}}{\∂{\mathrm{\δ}}_1}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{11}}{\∂M_1}& 0& 0& 0& 0\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{21}}{\∂u_{d1}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{21}}{\∂i_{d1}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{21}}{\∂{\mathrm{\δ}}_1}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{21}}{\∂M_1}& 0& 0& 0& 0\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{31}}{\∂u_{d1}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{31}}{\∂i_{d1}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{31}}{\∂{\mathrm{\δ}}_1}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{31}}{\∂M_1}& 0& 0& 0& 0\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{41}}{\∂u_{d1}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{41}}{\∂i_{d1}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{41}}{\∂{\mathrm{\δ}}_1}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{41}}{\∂M_1}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{41}}{\∂u_{d2}}& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{12}}{\∂u_{d2}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{12}}{\∂i_{d2}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{12}}{\∂{\mathrm{\δ}}_2}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{12}}{\∂M_2}\\ 0& 0& 0& 0& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{22}}{\∂u_{d2}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{22}}{\∂i_{d2}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{22}}{\∂{\mathrm{\δ}}_2}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{22}}{\∂M_2}\\ 0& 0& 0& 0& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{32}}{\∂u_{d2}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{32}}{\∂i_{d2}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{32}}{\∂{\mathrm{\δ}}_2}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{32}}{\∂M_2}\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{42}}{\∂u_{d1}}& 0& 0& 0& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{42}}{\∂u_{d2}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{42}}{\∂i_{d2}}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{42}}{\∂{\mathrm{\δ}}_2}& \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{42}}{\∂M_2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{u}_{d1}\\ \mathrm{\Δ}{i}_{d1}\\ \mathrm{\Δ}{\mathrm{\δ}}_1\\ {\mathrm{\ΔM}}_1\\ \mathrm{\Δ}{u}_{d2}\\ {\mathrm{\Δi}}_{d2}\\ \mathrm{\Δ}{\mathrm{\δ}}_2\\ {\mathrm{\ΔM}}_2\end{array}\right]---\left(25\right)$

雅克比矩阵J中的元素的具体形式如下(i＝1，2代表两端换流器)

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{1i}}{\∂u_{\mathrm{di}}}=\frac{{\mathrm{\μ}}_i{M}_i}{\sqrt{2}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\cos ({\mathrm{\δ}}_i+{\mathrm{\α}}_i)\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{1i}}{\∂i_{\mathrm{di}}}=0\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{1i}}{\∂{\mathrm{\δ}}_i}=-\frac{{\mathrm{\μ}}_i{M}_i}{\sqrt{2}}{u}_{\mathrm{di}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\sin ({\mathrm{\δ}}_i+{\mathrm{\α}}_i)\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{1i}}{\∂M_i}=\frac{{\mathrm{\μ}}_i}{\sqrt{2}}{u}_{\mathrm{di}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\cos ({\mathrm{\δ}}_i+{\mathrm{\α}}_i)\end{array}\right.---\left(26\right)$

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{2i}}{\∂u_{\mathrm{di}}}=\frac{{\mathrm{\μ}}_i{M}_i}{\sqrt{2}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\sin ({\mathrm{\δ}}_i+{\mathrm{\α}}_i)\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{2i}}{\∂i_{\mathrm{di}}}=0\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{2i}}{\∂{\mathrm{\δ}}_i}=\frac{{\mathrm{\μ}}_i{M}_i}{\sqrt{2}}{u}_{\mathrm{di}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\cos ({\mathrm{\δ}}_i+{\mathrm{\α}}_i)\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{2i}}{\∂M_i}=\frac{{\mathrm{\μ}}_i}{\sqrt{2}}{u}_{\mathrm{di}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\sin ({\mathrm{\δ}}_i+{\mathrm{\α}}_i)\end{array}\right.---\left(27\right)$

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{3i}}{\∂u_{\mathrm{di}}}=\frac{{\mathrm{\μ}}_i^2{M}_i^2}{2}{Y}_i\cos {\mathrm{\α}}_i\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{3i}}{\∂i_{\mathrm{di}}}=1\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{3i}}{\∂{\mathrm{\δ}}_i}=\frac{{\mathrm{\μ}}_i{M}_i}{\sqrt{2}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\sin ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\α}}_i)\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{3i}}{\∂M_i}=-\frac{{\mathrm{\μ}}_i}{\sqrt{2}}{Y}_i{U}_{\mathrm{si}}\cos ({\mathrm{\δ}}_i-{\mathrm{\α}}_i)+{\mathrm{\μ}}_i^2{M}_i{u}_{\mathrm{di}}{Y}_i\cos {\mathrm{\α}}_i\end{array}\right.---\left(28\right)$

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{41}}{\∂u_{d1}}=-\frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{42}}{\∂u_{d2}}=-\frac{1}{R}\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{4i}}{\∂i_{\mathrm{di}}}=1\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{4i}}{\∂{\mathrm{\δ}}_i}=0\\ \frac{\∂\mathrm{\Δ}{d}_{4i}}{\∂M_i}=0\end{array}\right.---\left(29\right)$

直流子系统迭代潮流计算步骤如下：

步骤1：估计直流变量初值；

直流变量的迭代初值由交流潮流结果：换流站交流母线电压U_si和注入功率P_si、Q_si进行估计，令R_i＝0，即α_i＝90°将式(9)、(10)进行简化，可得直流变量的迭代初值为

步骤2：计算误差 $\mathrm{\Δ}{d}_{i1}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δd}}_{i2}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δd}}_{i3}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δd}}_{i4}^{\left(k2\right)};$

步骤3：计算误差均方根 $\mathrm{\Δd}=\sqrt{\frac{{{\mathrm{\Δd}}_{i1}}^2+{{\mathrm{\Δd}}_{i2}}^2+{{\mathrm{\Δd}}_{i3}}^2+{\mathrm{\Δ}{d}_{i4}}^2}{4}};$

步骤4：检验是否收敛，收敛指标是Δd≤ε₅，若成立，则收敛，转至步骤8，否则，转至步骤5；

步骤5：计算雅克比矩阵各元素；

步骤6：解修正方程式，求得修正系数 $\mathrm{\Δ}{u}_{\mathrm{di}}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{di}}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δ\δ}}_i^{\left(k2\right)},{\mathrm{\ΔM}}_i^{\left(k2\right)};$

步骤7：修正直流变量，转至步骤2；

步骤8：计算换流器节点有功功率P′_si和无功功率Q′_si。

为实现上述方法，本发明提供一种轻型高压直流输电系统交替潮流计算装置，包括数据采集单元、数据发送单元和数据处理单元，数据采集单元包括电压电流传感器、采样电路、A/D转换电路、MCU电路、电源电路和GPS电路。数据发送单元包括双口RAM、MCU电路和ZigBee无线发送电路。数据处理单元包括MCU电路、ZigBee无线接收电路、电源电路和通讯电路，本发明装置MCU电路均采用单片机。

本发明装置所采集的数据包括直流信号和交流信号，采样电路包括电压跟随器、比例放大电路、加法器和限幅电路，直流信号需要先经过BUCK零电流准谐振变换器再将信号送入采样电路。电压跟随器输出端接至比例放大电路输入端，比例放大电路输出端接加法器输入端，限幅电路输入端接至加法器输出端。

电压电流传感器输出端接至采样电路输入端，再经A/D转换电路连至数据采集单元的MCU电路，该MCU电路外接GPS电路和电源电路，数据发送单元的MCU电路与双口RAM的右端口相连，RAM的左端口与数据采集单元的MCU电路相连，ZigBee无线发送电路连至数据发送单元MCU电路，数据经ZigBee无线发送电路发送至ZigBee无线接收电路，ZigBee无线接收电路输出端连接至数据处理单元的MCU电路，数据处理单元的MCU电路经外接的通讯电路RS-232串口将数据传至上位机。

本发明数据发送单元还有一套备用的双口RAM、MCU模块和ZigBee无线发送模块，读取备用数据进行校验，当系统结果出现错误时，通过调用备用数据进行校正，从而判断是否是因为数据传输错误而产生的错误结果，保证系统工作的准确性，若一套系统发生损坏，可以使用备用数据传输通道，保证系统工作的可靠性。

有益效果：本发明轻型高压直流输电系统交直流交替潮流计算方法，具有结构清晰、编程简单、易于实现等特点，且可以利用已有的潮流计算程序，程序通用性好；该方法是在一个系统中实现了交直流的潮流计算，与传统的交流和直流相分离的系统计算方法相比，克服了实时性差和误差率高等劣势，提高了系统的计算速度和准确性。本发明装置的各个单片机之间分工明确，每个单片机只实现一种功能，提高了装置的处理速度和系统的实时性；双口RAM电路，能够方便的构成各种工作方式下的高速数据传送介质，解决数据传输低速引起的瓶颈问题；加入一套备用的双口RAM，读取备用数据进行校验，保证系统工作的准确性，并可作为备用数据传输通道，保证系统工作的可靠性；采用ZigBee网络，具有低复杂度、自组织、低成本等特点，从而使本发明装置便于实现、节约成本；装置中加入GPS电路，实现了良好的实时性，挺高系统的运算精度。

附图说明

图1本发明实施例轻型高压直流输电系统结构示意图；

图2本发明实施例装置结构框图；

图3本发明实施例交流侧采样电路原理图；

图4本发明实施例直流侧采样电路原理图；

图5本发明实施例A/D转换芯片与单片机连接电路原理图；

图6本发明实施例GPS芯片与单片机连接电路原理图；

图7本发明实施例双口RAM与单片机连接电路原理图；

图8本发明实施例ZigBee无线接收模块原理图；

图9本发明实施例ZigBee无线发送模块原理图；

图10本发明实施例通讯电路原理图；

图11本发明实施例电源电路原理图；

图12本发明实施例某地轻型高压直流输电系统接线图；

图13本发明实施例交替潮流计算方法流程图；

图14本发明实施例交流子系统迭代子程序流程图；

图15本发明实施例直流子系统迭代子程序流程图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

本发明轻型高压直流输电系统交替潮流计算方法的实现主要是通过对换流器的交流侧和直流侧进行电压电流信号的采样，并进行计算。轻型高压直流输电系统结构示意图如图1所示。本发明的具体实施装置主要包括数据采集单元、数据发送单元和数据处理单元。数据采集单元包括电压电流传感器、采样电路、A/D转换电路、MCU电路、电源电路和GPS电路。数据发送单元包括双口RAM、MCU电路和ZigBee无线发送电路。数据处理单元包括MCU电路、ZigBee无线接收电路、电源电路和通讯电路，装置结构如图2所示。本发明装置MCU电路均采用51单片机，单片机芯片采用STC89C52RC，电压互感器选用TR1140-1C，电流互感器选用TR0140-1C，51单片机芯片采用STC89C52RC，双口RAM电路采用芯片IDT7005S，通讯电路采用串行接口采用RS-232协议，通讯电路原理图如图10所示，电源电路采用芯片TPS767D318，原理图如图11所示。

(一)数据采集单元

本发明中需要采集的数据包括直流信号和交流信号两种。其中，交流电压、电流互感电路用于检测线路的电压电流，从线路中采集电压和电流信号，然后把电压、电流信号变换到运算放大器所能容许的范围，并实现了与电网的隔离，其信号送到采样电路的输入端。数据采样电路由用运算放大器搭建的，其中包括电压跟随器、比例放大电路、加法器和限幅电路构成，它是数模转换的重要组成部分，其功能是把经过电压、电流互感器变换后的信号经过由放大器TL084组成的跟随器电路、放大电路和偏置电路，调理成0～+5V范围的电压输入到A/D转换电路，A/D转换将这些信号转换为数据量，51芯片U1把这些数据量，写入双口RAM中，交流侧采样电路原理如图3所示，直流侧采样电路原理如图4所示。A/D转换电路将转换信号传送到数据采集芯片MCU模块1；而直流侧是将电压、电流互感器采集到的信号，经过BUCK零电流准谐振变换器降幅之后，再将信号送到采样电路(采样电路的结构与上述相同)，并通过A/D转换电路将信号传给数据采集芯片MCU模块1。MCU模块1将A/D转换电路发送的信号，同GPS发送的时间信号相同步之后，将两个数据进行打包，通过双口RAMIDT7005S的左端口存储到其中，从而为信号处理芯片MCU模块3提供实时可靠的数据。

多通道并行A/D转换模块的硬件连接如图5所示。51单片机工作于11.0592MHz，P0口用于读取8位A/D转换数据，P2口的P2.7用于ADC0809的片选控制，51单片机通过外部中断0触发对A/D数据的读取。ADC0809的8个模拟信号的输入端IN0～IN7用于输入待转换的模拟信号的输入电压，51单片机P0口的低三位地址线数据经锁存后送入ADC0809的通道选择端ADD_A、ADD_B、ADD_C。ADC0809的A/D启动端START由51单片机的P27与写控制信号/WR经过或非门后控制，转换完成后ADC0809的EOC端信号反向后送入51单片机的INT0端，触发51单片机外部中断服务程序，在中断程序当中读取A/D数据。

GPS模块的硬件连接如图6所示。51单片机工作在11.0592MHz时钟下，它和GARMINGPS 25LP的接口只有两根串口线TXD-GPS和RXD-GPS。51单片机和GPS器件一起实现了单片机对GPS定位信息的采集，单片机电路控制GPS器件的数据读取和传输过程。GPS电路由GPS器件和外围辅助电路构成，它是GPS系统的定位信息数据源。单片机通过串口向GARMIN GPS 25LP发送命令，通过串口中断读取返回值。

(二)数据发送单元

将51单片机MCU模块2与双口RAM1 IDT7005S的右端口相接，将双口RAM中的打包数据读出，再通过与其相接的ZigBee无线发送模块，把数据发送到与之对应的ZigBee无线接收模块。

双口RAM单元的硬件连接如图7所示。其主要由两片51单片机、两片锁存器芯片74LS373和双口RAM芯片IDT7005S构成。MCU模块1单片机工作于11.0592MHz的时钟。锁存器74LS373实现了系统的13位地址的低8位地址线的分时复用，高5位地址由U1的P2口的P2.0～P2.4提供。单片机的P2.5引脚和双口RAM左端口的旗语控制脚相连，为低电平时，对旗语空间操作；P2.6引脚提供双口RAM的坐端口片选信号，为低电平时，双口RAM左端口有效。在双口RAM芯片IDT7005S部分的电路原理图中，RA1和RA2为1kΩ的排阻，它们和电阻R3、R4的作用是对双口RAM低电平有效的引脚OEL、OER、R/WL、SEML、SEMR、CEL、CER、INTL和INTR实现上拉。IDT7005S的主/从选择脚M/S按高电平，选择主模式。单片机芯片U2的基本功能和单片机芯片U1的电路一样，从双口RAM的右端口存取数据。双口RAM芯片IDT7005S共有13位地址线，存储容量为2¹³＝8KB。

本发明加入一套备用的双口RAM2、MCU模块3和ZigBee无线发送模块。第一，可以使用这套装置读取备用数据进行校验，当系统结果出现错误时，可以通过调用备用数据进行校正，从而判断是否是因为数据传输错误而产生的错误结果，保证系统工作的准确性；第二，若其中一套系统发生损坏，可以使用其中备用数据传输通道，保证系统工作的可靠性。

ZigBee无线接收发送模块的硬件连接分别如图8、9所示。51单片机工作于11.0592MHz，P1口用于对ZigBee无线传输电路进行控制，包括RX或TX模式选择(CE引脚)、SPI片选信号(CSN引脚)、SPI时钟(SCK)、从SPI数据输入引脚(MOSI)、从SPI数据输出引脚(MISO)、可屏蔽中断引脚(IRQ)。ZigBee是一种便宜的、低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee在中国被译为“紫蜂”，与蓝牙类似，是一种新兴的短距离无线技术。ZigBee采取了IEEE 802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部优点。对于ZigBee网络来说，其常见的有两种拓扑结构，即星型拓扑和点对点拓扑，每个ZigBee网络至少需要一个全功能设备实现网络协调功能，终端设备可以是精简功能设备用来降低系统成本。ZigBee采用自组织(ad-hoc)方式组网，该架构被称为无基础构架的无线局域网(AdHocirelessLAN)，这种架构对网络内部的设备数量不加限制，并可随时建起无线通信链路。由于其具有操作简单、自组网等一系列特点，本发明采用此无线信息传输设备。

(三)数据处理单元

51单片机MCU模块3将从ZigBee无线接收模块接收到的数据收集到单片机片内的RAM中，采用本发明中的提到的轻型高压直流输电系统交替潮流计算方法，对数据进行实时的处理，并将最后得到的结果，通过RS-232串口，发送给上位机，供操作人员参考使用。

RS-232接口单元的硬件连接如图11所示。51单片机的串行数据输出端口TXD连接到MAX232第一组收发器的输入端口T1IN，用于向PC发送数据。串行数据输入端口RXD连接到MAX232第一组收发器的输出端口P1OUT，用于接收PC串行输入的数据。PC的串行数据输入端口RXIN连接到MAX232第一组收发器的输出端口T1OUT，用于接收单片机发送的串行数据，PC的串行数据输出端口TXOUT连接到MAX232第一组收发器的数据输入端口R1IN，用于相单片机发送串行数据。

以某地轻型高压直流输电系统为例，验证轻型高压直流输电系统潮流计算模型的正确性以及交替求解方法的有效性。系统母线B2与B3之间采用一条轻型高压直流输电线路，网络拓扑结构如图12所示。

直流子系统参数：直流线路电阻R_d＝0.0375p.u.、换流电抗器电阻R_c1＝R_c2＝0.005p.u.、电抗X_c1＝X_c2＝0.2p.u.。

交流子系统参数如表1和表2所示。其中变压器变比均为1。

表1交流子系统节点输入数据

表2交流子系统线路输入数据

VSC1采用定直流电压和定无功功率控制，VSC2采用定有功功率和无功功率控制。控制参数如表3所示。

表3VSC控制参数

其中，u_d表示VSC1侧的直流电压；Q_s表示VSC1侧的无功功率；P_s表示VSC2侧的有功功率；Q_s表示VSC2侧的无功功率。

利用本发明中交替潮流计算方法，流程如图13所示，具体按如下步骤进行：

本发明的交替潮流计算方法包括以下步骤：

步骤1：输入输电系统的给定数据，包括：PQ节点的初始有功和无功或PV节点的初始有功和电压、整个电力系统的网络拓扑结构和各个线路的阻抗值；

步骤2：生成输电系统的节点导纳矩阵；

步骤3：确定交流子系统的节点类型，从换流开始，交流母线节点的类型由控制方式确定：直流电压控制、交流无功功率控制和交流有功功率控制、交流无功功率控制为PQ节点；直流电压控制、交流母线电压控制和交流有功功率控制、交流母线电压控制为PV节点；

步骤4：根据输电系统换流器的控制参数设定换流器交流母线节点的参数；

步骤5：设置交替迭代次数k＝0；

步骤6：交流子系统迭代潮流计算；

步骤7：直流子系统迭代潮流计算；

步骤8：检验是否收敛，收敛指标为

和

若收敛，转至步骤13，否则，转至步骤9；

步骤9：由直流子系统潮流计算结果修正交流子系统参数；

步骤10：交替迭代次数k＝k+1；

步骤11：判断条件k＞k_max是否成立，如成立，则转至，否则，转至步骤6；

步骤12：不收敛结束；

步骤13：计算各节点功率和线路功率；

步骤14：输出潮流计算结果，包括：系统中所有节点电压的幅值与相角、各换流器的运行控制参数、直流电压和直流电流。

交流子系统迭代潮流计算流程如图14所示，步骤如下：

步骤1：节点电压赋初值；

步骤2：计算功率误差；

步骤3：检验是否收敛，收敛指标为|ΔU|≤ε₃和|Δδ|≤ε₄，若不收敛，转至步骤4，若收敛，转至步骤7；

步骤4：计算雅克比矩阵各元素；

步骤5：解修正方程式，求得修正系数ΔU^(k1)、Δδ^(k1)；

步骤6：修正节点电压，并转至步骤2；

步骤7：计算节点功率；

步骤8：输出换流器母线节点电压U_si、有功功率P_si和无功功率Q_si。

直流子系统迭代潮流计算流程如图15所示，步骤如下：

步骤1：估计直流变量初值；

直流变量的迭代初值由交流潮流结果：换流站交流母线电压U_si和注入功率P_si、Q_si进行估计，令R_i＝0，即α_i＝90°将式(9)、(10)进行简化，可得直流变量的迭代初值为

步骤2：计算误差 $\mathrm{\Δ}{d}_{i1}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δd}}_{i2}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δd}}_{i3}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δd}}_{i4}^{\left(k2\right)};$

步骤3：计算误差均方根 $\mathrm{\Δd}=\sqrt{\frac{{{\mathrm{\Δd}}_{i1}}^2+{{\mathrm{\Δd}}_{i2}}^2+{{\mathrm{\Δd}}_{i3}}^2+{\mathrm{\Δ}{d}_{i4}}^2}{4}};$

步骤4：检验是否收敛，收敛指标是Δd≤ε₅，若成立，则收敛，转至步骤8，否则，转至步骤5；

步骤5：计算雅克比矩阵各元素；

步骤6：解修正方程式，求得修正系数 $\mathrm{\Δ}{u}_{\mathrm{di}}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{di}}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δ\δ}}_i^{\left(k2\right)},{\mathrm{\ΔM}}_i^{\left(k2\right)};$

步骤7：修正直流变量，转至步骤2；

步骤8：计算换流器节点有功功率P′_si和无功功率Q′_si。

得到直流子系统潮流计算结果见表4，交流子系统潮流计算结果见表5。

表4直流子系统潮流计算结果

其中，u_d表示VSC换流电抗器直流侧电压值，i_d表示VSC换流电抗器直流侧电流值，δ表示移相角度，M表示PWM的脉宽调制比，k表示迭代次数。

表5交流子系统潮流计算结果

以上结果误差小于0.001p.u.，验证了本发明提供的交替潮流计算数学模型的正确性和交替潮流计算方法有效性。

Claims (5)

1.一种轻型高压直流输电系统交替潮流计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：输入输电系统的给定数据，包括：PQ节点的初始有功功率和无功功率或PV节点的初始有功功率和初始电压、整个电力系统的网络拓扑结构和各个线路的阻抗值；

步骤2：生成输电系统的节点导纳矩阵；

步骤3：确定交流子系统的节点类型，从换流开始，交流母线节点的类型由控制方式确定：直流电压控制、交流无功功率控制和交流有功功率控制、交流无功功率控制为PQ节点；直流电压控制、交流母线电压控制和交流有功功率控制、交流母线电压控制为PV节点；

步骤4：根据输电系统换流器的控制参数设定换流器交流母线节点的参数；

步骤5：设置交替迭代次数k＝0；

步骤6：交流子系统迭代潮流计算；

步骤7：直流子系统迭代潮流计算；

步骤8：检验是否收敛，收敛指标为和

若收敛，转至步骤13，否则，转至步骤9；

步骤9：由直流子系统潮流计算结果修正交流子系统参数；

步骤10：交替迭代次数k＝k+1；

步骤11：判断条件k＞k_max是否成立，如成立，则转至步骤12，否则，转至步骤6；

步骤12：不收敛结束；

步骤13：计算各节点功率和线路功率；

步骤14：输出潮流计算结果，包括：系统中所有节点电压的幅值与相角、各换流器的运行控制参数、直流电压和直流电流。

2.根据权利要求1所述的轻型高压直流输电系统交替潮流计算方法，其特征在于：步骤6所述交流子系统迭代潮流计算步骤如下：

步骤1：节点电压赋初值；

步骤2：计算功率误差；

步骤3：检验是否收敛，收敛指标为|ΔU|≤ε₃和|Δδ|≤ε₄，若不收敛，转至步骤4，若收敛，转至步骤7；

步骤4：计算雅克比矩阵各元素；

步骤5：解修正方程式，求得修正系数ΔU^(k1)、Δδ^(k1)；

步骤6：修正节点电压，并转至步骤2；

步骤7：计算节点功率；

步骤8：输出换流器母线节点电压U_si、有功功率P_si和无功功率Q_si。

3.根据权利要求1所述的轻型高压直流输电系统交替潮流计算方法，其特征在于：步骤7所述直流子系统迭代潮流计算步骤如下：

步骤1：估计直流变量初值；

步骤2：计算误差 $\mathrm{\Δ}{d}_{i1}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δd}}_{i2}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δd}}_{i3}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δd}}_{i4}^{\left(k2\right)};$

步骤3：计算误差均方根 $\mathrm{\Δd}=\sqrt{\frac{{{\mathrm{\Δd}}_{i1}}^2+{{\mathrm{\Δd}}_{i2}}^2+{{\mathrm{\Δd}}_{i3}}^2+{\mathrm{\Δ}{d}_{i4}}^2}{4}};$

步骤4：检验是否收敛，收敛指标是Δd≤ε₅，若成立，则收敛，转至步骤8，否则，转至步骤5；

步骤5：计算雅克比矩阵各元素；

步骤6：解修正方程式，求得修正系数 $\mathrm{\Δ}{u}_{\mathrm{di}}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{di}}^{\left(k2\right)},{\mathrm{\Δ\δ}}_i^{\left(k2\right)},{\mathrm{\ΔM}}_i^{\left(k2\right)};$

步骤7：修正直流变量，转至步骤2；

步骤8：计算换流器节点有功功率P′_si和无功功率Q′_si。

4.采用权利要求1所述轻型高压直流输电系统交替潮流计算方法的计算装置，其特征在于：该装置包括：数据采集单元、数据发送单元和数据处理单元，数据采集单元包括电压电流传感器、采样电路、A/D转换电路、MCU电路、电源电路和GPS电路；数据发送单元包括双口RAM、MCU电路和ZigBee无线发送电路；数据处理单元包括MCU电路、ZigBee无线接收电路、电源电路和通讯电路，MCU电路均采用单片机；

所述采样电路包括电压跟随器、比例放大电路、加法器和限幅电路，直流信号需要先经过BUCK零电流准谐振变换器再将信号送入采样电路，电压跟随器输出端接至比例放大电路输入端，比例放大电路输出端接加法器输入端，限幅电路输入端接至加法器输出端；

所述电压电流传感器输出端接至采样电路输入端，再经A/D转换电路连至数据采集单元的MCU电路，该MCU电路外接GPS电路和电源电路，数据发送单元的MCU电路与双口RAM的右端口相连，RAM的左端口与数据采集单元的MCU电路相连，ZigBee无线发送电路连至数据发送单元MCU电路，数据经ZigBee无线发送电路发送至ZigBee无线接收电路，ZigBee无线接收电路输出端连接至数据处理单元的MCU电路，数据处理单元的MCU电路经外接的通讯电路RS-232串口将数据传至上位机。

5.根据权利要求4所述的轻型高压直流输电系统交替潮流计算装置，其特征在于：所述数据发送单元还有一套备用的双口RAM、MCU模块和ZigBee无线发送模块，读取备用数据进行校验。

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