CN108347057A - 一种含lcc-mmc混合直流电网的交直流电力系统潮流计算方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种含LCC‑MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算方法，其特征在于，所述方法包括：获取各换流站的工作信息；根据所述工作信息，确定换流站母线的节点类型；根据所述节点类型，设定所述换流站母线节点相关变量的初值；获取各换流站的损耗功率；根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值；根据所述直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值；根据所述单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值；根据前后两次所述单次迭代潮流值，判断所述交流系统是否收敛。本申请所提供的计算方法能够有效解决现有计算方法可操作性差、计算准确度低的问题。

Description

一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算 方法

技术领域

本申请涉及高压直流输电技术领域，尤其涉及一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算方法。

背景技术

直流电网是由三个或三个以上的换流站，通过直流线路以串联、并联或混联的方式连接起来的输电系统。根据换流器所采用开关器件的不同，直流电网又可以分为基于电网换相换流器(Line Commutated Converter，LCC)的传统直流电网和基于电压源换流器(Voltage Source Converter，VSC)的柔性直流电网，以及同时含有LCC和VSC的混合直流电网。模块化多电平换流器(Modular Multi-level Converter,MMC)是VSC中最热门的拓扑之一，其应用范围也最广。目前世界上在运的多端直流输电系统均为LCC型传统直流输电系统或者MMC型柔性直流输电系统，尚未有同时含LCC和MMC的混合直流输电系统。南方电网公司计划于2020年建成乌东德三端混合直流送出工程，其中规划方案之一是云南送端换流站采用LCC，广东和广西受端换流站采用MMC，外送规模初期500万千瓦，远期800万～1000万千瓦，以保障乌东德电力的消纳并提高云电外送的灵活性。因此，从工程实际的角度来看，研究LCC-MMC混合直流电网对电力系统分析计算的影响具有重大的意义。

电力系统潮流计算对电力系统的运行和规划起到至关重要的作用，其任务是根据给定的发电运行方式及系统接线方式对系统的稳态运行状况进行求解。含混合直流电网的交直流电力系统潮流计算的求解方法分为两大类，分别是统一迭代法和交替迭代法。由于统一迭代法需要建立交流系统和直流系统的统一数学模型，从而将交流系统方程和直流系统方程同时联立求解，因此统一迭代法无法充分利用现有电力系统仿真软件来进行潮流计算。而交替迭代法在迭代计算过程中，需要将交流系统和直流系统分别进行求解，即可以利用成熟电力系统软件的潮流算法来对交流系统进行求解，人们只需要专注于直流系统及换流站相关变量的求解即可，因此交替迭代法特别适合于大规模交直流电力系统的潮流计算。然而，现有关于混合直流电网潮流计算的研究中并没有考虑LCC换流站触发角的约束条件，准确性得不到保障，因此有关LCC-MMC混合直流电网的潮流计算方法还有点研究和改进。

发明内容

本申请提供了一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算方法，以解决现有计算方法可操作性差、计算准确度低的问题。

本申请一方面提供了一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算方法，所述方法包括：

S100、获取各换流站的工作信息，所述工作信息至少包括：全部控制方式、与所述全部控制方式相对应的控制指令值和换流站额定容量；

S200、根据所述工作信息，确定换流站母线的节点类型；

S300、根据所述节点类型，设定所述换流站母线节点相关变量的初值，所述相关变量的初值至少包括：换流站有功功率指令值和定直流电压控制站的直流电压指令值；

S400、获取各换流站的损耗功率；

S500、根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值；

S600、根据所述直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值；

S700、根据所述单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值，所述内部变量值包括：延迟触发角、换相重叠角和无功功率；

S800、根据前后两次所述单次迭代潮流值，判断所述交流系统是否收敛；若收敛，则完成计算；若不收敛，则重复S600-S800。

可选地，所述根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值的具体步骤包括：

根据直流电网潮流值计算公式计算直流电网潮流值，

P_dc＝P_ref-P_loss

其中，P_dc为直流功率，P_ref为所述换流站有功功率指令值，P_loss为所述换流站的损耗功率，U_dc为直流电压，Y_dc为直流电网的电导矩阵。

可选地，所述根据直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值的具体步骤包括：

S601、根据所述直流电网潮流值，更新定直流电压控制换流站的有功功率；

S602、根据更新后的所述直流电压控制换流站的有功功率和所述节点类型，计算交流系统的单次迭代潮流值。

可选地，所述根据单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值的具体步骤包括：

根据下述公式计算所述延迟触发角、所述换相重叠角和所述无功功率，

其中，α为延迟触发角，U_dc为直流电压，N_b为每一极直流所含六脉动桥的个数，X_tr为换流变压器漏抗，k为换流变压器变比，U_s为换流站母线电压，I_dc为直流电流；μ为换相重叠角，Q_s为无功功率。

可选地，所述根据单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值的具体步骤还包括：

S701、若所述延迟触发角小于预设延迟触发角约束范围，则根据下述公式调整所述换流变压器变比，

k＝k(1-T_tap)；

S702、若所述延迟触发角大于预设延迟触发角约束范围，则根据下述公式调整所述换流变压器变比，

k＝k(1+T_tap)，

其中，k为换流变压器变比，T_tap为换流变压器分接头步长。

另一方面，本申请提供了一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算系统，其特征在于，所述系统包括：

信息获取单元，用于获取各换流站的工作信息，所述工作信息至少包括：全部控制方式、与所述全部控制方式相对应的控制指令值和换流站额定容量；

节点类型确定单元，用于根据所述工作信息，确定换流站母线的节点类型；

初值设定单元，用于根据所述节点类型，设定所述换流站母线节点相关变量的初值，所述相关变量的初值至少包括：换流站有功功率指令值和定直流电压控制站的直流电压指令值；

损耗获取单元，用于获取各换流站的损耗功率；

直流电网潮流值计算单元，用于根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值；

交流系统潮流值迭代计算单元，用于根据所述直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值；

内部变量计算单元，用于根据所述单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值，所述内部变量值包括：延迟触发角、换相重叠角和无功功率；

判断单元，用于根据前后两次所述单次迭代潮流值，判断所述交流系统是否收敛；若收敛，则完成计算；若不收敛，则重复S600-S800。

可选地，所述根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值的具体步骤包括：

根据直流电网潮流值计算公式计算直流电网潮流值，

P_dc＝P_ref-P_loss

其中，P_dc为直流功率，P_ref为所述换流站有功功率指令值，P_loss为所述换流站的损耗功率，U_dc为直流电压，Y_dc为直流电网的电导矩阵。

可选地，所述交流系统潮流值迭代计算单元包括：

更新单元，用于根据所述直流电网潮流值，更新定直流电压控制换流站的有功功率；

计算单元，用于根据更新后的所述直流电压控制换流站的有功功率和所述节点类型，计算交流系统的单次迭代潮流值。

可选地，所述内部变量计算单元包括：延迟触发角计算单元、换相重叠角计算单元和无功功率计算单元；

根据下述公式计算所述延迟触发角、所述换相重叠角和所述无功功率，

其中，α为延迟触发角，U_dc为直流电压，N_b为每一极直流所含六脉动桥的个数，X_tr为换流变压器漏抗，k为换流变压器变比，U_s为换流站母线电压，I_dc为直流电流；μ为换相重叠角，Q_s为无功功率。

可选地，所述延迟触发角计算单元还包括：

第一变比调整单元，用于若所述延迟触发角小于预设延迟触发角约束范围，则根据下述公式调整所述换流变压器变比，

k＝k(1-T_tap)；

第二变比调整单元，用于若所述延迟触发角大于预设延迟触发角约束范围，则根据下述公式调整所述换流变压器变比，

k＝k(1+T_tap)，

其中，k为换流变压器变比，T_tap为换流变压器分接头步长。

由以上技术可知，本申请提供了一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算方法，其特征在于，所述方法包括：S100、获取各换流站的工作信息，所述工作信息至少包括：全部控制方式、与所述全部控制方式相对应的控制指令值和换流站额定容量；S200、根据所述工作信息，确定换流站母线的节点类型；S300、根据所述节点类型，设定所述换流站母线节点相关变量的初值，所述相关变量的初值至少包括：换流站有功功率指令值和定直流电压控制站的直流电压指令值；S400、获取各换流站的损耗功率；S500、根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值；S600、根据所述直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值；S700、根据所述单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值，所述内部变量值包括：延迟触发角、换相重叠角和无功功率；S800、根据前后两次所述单次迭代潮流值，判断所述交流系统是否收敛；若收敛，则完成计算；若不收敛，则重复S600-S800。使用时，信息获取单元获取各换流站的工作信息；节点类型确定单元根据所述工作信息，确定换流站母线的节点类型，初值设定单元根据所述节点类型，设定所述换流站母线节点相关变量的初值，通过损耗获取单元获取各换流站的损耗功率。根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，对直流电网潮流值进行计算。交流系统潮流值迭代计算单元根据所述直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值；内部变量值计算单元根据所述单次迭代潮流值，计算各换流站的内部变量值。判断单元根据前后两次所述单次迭代潮流值，判断所述交流系统是否收敛；若收敛，则完成计算；若不收敛，则重复S600-S800的步骤。本申请提供的计算方法，可操作性强，简单实用，并且收敛特性好，准确度高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算方法的流程图；

图2为本申请提供的一种计算交流系统的单次迭代潮流值方法的流程图；

图3为本申请提供的一种计算各LCC换流站的内部变量值方法的流程图；

图4为本申请提供的一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算系统的结构示意图；

图5为本申请提供的一种交流系统潮流迭代计算单元的内部结构示意图；

图6为本申请提供的一种内部变量计算单元的具体结构示意图；

图7为本申请提供的一种延迟触发角计算单元的内部具体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算方法的流程图。

本申请实施例提供了一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算方法，其特征在于，所述方法包括：

S100、获取各换流站的工作信息，所述工作信息至少包括：全部控制方式、与所述全部控制方式相对应的控制指令值和换流站额定容量；

S200、根据所述工作信息，确定换流站母线的节点类型；

S300、根据所述节点类型，设定所述换流站母线节点相关变量的初值，所述相关变量的初值至少包括：换流站有功功率指令值和定直流电压控制站的直流电压指令值；

S400、获取各换流站的损耗功率；

S500、根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值；

S600、根据所述直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值；

S700、根据所述单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值，所述内部变量值包括：延迟触发角、换相重叠角和无功功率；

S800、根据前后两次所述单次迭代潮流值，判断所述交流系统是否收敛；若收敛，则完成计算；若不收敛，则重复S600-S800。

对应的，参见图4，一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算系统的结构示意图。

本实施例提供了一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算系统，其特征在于，所述系统包括：

信息获取单元1，用于获取各换流站的工作信息，所述工作信息至少包括：全部控制方式、与所述全部控制方式相对应的控制指令值和换流站额定容量；

节点类型确定单元2，用于根据所述工作信息，确定换流站母线的节点类型；

初值设定单元3，用于根据所述节点类型，设定所述换流站母线节点相关变量的初值，所述相关变量的初值至少包括：换流站有功功率指令值和定直流电压控制站的直流电压指令值；

损耗获取单元4，用于获取各换流站的损耗功率；

直流电网潮流值计算单元5，用于根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值；

交流系统潮流值迭代计算单元6，用于根据所述直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值；

内部变量计算单元7，用于根据所述单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值，所述内部变量值包括：延迟触发角、换相重叠角和无功功率；

判断单元8，用于根据前后两次所述单次迭代潮流值，判断所述交流系统是否收敛；若收敛，则完成计算；若不收敛，则重复S600-S800。

使用时，信息获取单元1获取各换流站的工作信息；节点类型确定单元2根据所述工作信息，确定换流站母线的节点类型，初值设定单元3根据所述节点类型，设定所述换流站母线节点相关变量的初值，通过损耗获取单元4获取各换流站的损耗功率。根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，对直流电网潮流值进行计算。交流系统潮流值迭代计算单元6根据所述直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值；内部变量值计算单元7根据所述单次迭代潮流值，计算各换流站的内部变量值。判断单元8根据前后两次所述单次迭代潮流值，判断所述交流系统是否收敛；若收敛，则完成计算；若不收敛，则重复S600-S800的步骤。

具体地，针对根据换流站的工作信息确定节点类型，并确定母线节点相关变量的初值可分为下述几种情况：

对于LCC换流站，其控制方式为定有功功率控制，因此换流站母线节点类型为PQ节点，该节点的有功功率指令值P的初值设定为P_ref，无功功率指令值Q的初值设定为有功功率指令值P_ref的一半；

对于MMC换流站，若其控制方式为d轴定有功功率控制，q轴定无功功率控制，则换流站母线节点类型为PQ节点，该节点的有功功率指定值P的初值设定为P_ref，无功功率指定值Q的初值设定为Q_ref；

对于MMC换流站，若其控制方式为d轴定有功功率控制，q轴定交流电压控制，则换流站母线节点类型为PV节点，该节点的有功功率指令值P的初值设定为P_ref，交流电压V的初值设定为交流电压指令值V_ref；

对于MMC换流站，若其控制方式为d轴定直流电压控制，q轴定无功功率控制，则换流站母线节点类型为PQ节点，该节点的有功功率指令值P的初值设定为零，无功功率指令值Q的初值设定为Q_ref；

对于MMC换流站，若其控制方式为d轴定直流电压控制，q轴定交流电压控制，则换流站母线节点类型为PV节点，该节点的有功功率指令值P的初值设定为零，交流电压V的初值设定为交流电压指令值V_ref。

通常通过损耗获取单元能够获取各换流站的损耗占比R_loss，换流站的工作信息中包含各换流站的额定容量S_n，则根据公式P_loss＝S_N×R_loss能够获得换流站的损耗功率。

在进行交流系统单次迭代计算时，能够利用现有的电力系统仿真软件，无需重新建立统一的数学模型，简单快捷，可操作性强，仅需在现有成熟的电力系统分析软件对交流系统进行计算的基础上，额外编写直流电网潮流计算程序，大大减少了工作量，特别适用于大规模交直流电力系统的稳态运行特性分析和规划研究。

判断结果收敛的过程中，将第i次迭代的潮流值与第i+1次迭代的潮流值进行比较，若两者误差落于预设的误差范围内，则认为收敛，即可停止计算过程；反之，则重复S600-S800的步骤，直至结果收敛。

本申请所提供的计算方法中，综合考虑了MMC换流站的多种控制方式，以及LCC换流站正常运行下的约束条件，能够保障本计算方法的准确性和收敛性。

可选地，所述根据损耗占比和相关变量的初值，计算直流电网潮流值的具体步骤包括：

根据直流电网潮流值计算公式计算直流电网潮流值，

P_dc＝P_ref-P_loss

其中，P_dc为直流功率，P_ref为所述换流站有功功率指令值，P_loss为所述MMC换流站的损耗功率，U_dc为直流电压，Y_dc为直流电网的电导矩阵。

对应的，所述直流电网潮流值计算单元根据上述直流电网潮流值计算公式计算直流电网潮流值。

本实施例提供了一种具体的直流电网潮流值的计算公式，具体地，P_ref、P_dc、U_dc和Y_dc均可通过换流站的工作信息中获取部分或全部信息。其中，P_ref为n×1维的列向量，n为直流电网的节点数，且除了定直流电压控制站对应的元素外，P_ref中的所有元素均为已知量。换流站的损耗容量P_loss为n×1维的列向量。直流功率P_dc为n×1维的列向量，直流电压U_dc为n×1维的列向量，且除了定直流电压控制站对应的元素外，U_dc中的所有元素均为未知量，直流电网的电导矩阵Y_dc为n×n维的方阵。上述方程为n阶非线性代数方程，应用牛顿拉夫逊法可以求解其中的未知量，为后续步骤做基础。

参见图2，一种计算交流系统的单次迭代潮流值方法的流程图。

所述根据直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值的具体步骤包括：

S601、根据所述直流电网潮流值，更新定直流电压控制换流站的有功功率；

S602、根据更新后的所述直流电压控制换流站的有功功率和所述节点类型，计算交流系统的单次迭代潮流值。

对应的，参见图5，一种交流系统潮流值迭代计算单元的内部结构示意图。

所述交流系统潮流值迭代计算单元6包括：

更新单元61，用于根据所述直流电网潮流值，更新所述定直流电压控制换流站的有功功率；

计算单元62，用于根据更新后的所述直流电压控制换流站的有功功率和所述节点类型，计算交流系统的单次迭代潮流值。

本实施例提供的含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算方法，只需在进入交流系统潮流值迭代计算之前，更新一次有功功率即可。本申请提供的计算方法在考虑换流站内部变量的约束条件上，提高交流系统的单次迭代潮流值计算结果的准确性，进而提高整体计算结果的准确性。

可选地，所述根据单次迭代潮流值，计算各换流站的内部变量值的具体步骤包括：

根据下述公式计算所述延迟触发角、所述换相重叠角和所述无功功率，

其中，α为延迟触发角，U_dc为直流电压，N_b为每一极直流所含六脉动桥的个数，X_tr为换流变压器漏抗，k为换流变压器变比，U_s为换流站母线电压，I_dc为直流电流；μ为换相重叠角，Q_s为无功功率。

对应的，参见图6，本实施例提供了一种内部变量计算单元的具体结构示意图。

所述内部变量计算单元7包括：延迟触发角计算单元71、换相重叠角计算单元72和无功功率计算单元73；并根据上述公式分别计算延迟触发角、所述换相重叠角和所述无功功率。

具体地，U_dc、N_b、X_tr、k、U_s和I_dc均可通过换流站的工作信息中获取。延迟触发角、换相重叠角和无功功率均针对于LCC换流站来说。

参见图3，一种计算各LCC换流站的内部变量值方法的流程图。

所述根据单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值的具体步骤还包括：

S701、若所述延迟触发角小于预设延迟触发角约束范围，则根据下述公式调整所述换流变压器变比，

k＝k(1-T_tap)；

S702、若所述延迟触发角大于预设延迟触发角约束范围，则根据下述公式调整所述换流变压器变比，

k＝k(1+T_tap)，

其中，k为换流变压器变比，T_tap为换流变压器分接头步长。

对应的，参见图7，一种延迟触发角计算单元的内部具体结构示意图。

所述延迟触发角计算单元71还包括：

第一变比调整单元711，用于若所述延迟触发角小于预设延迟触发角约束范围，调整所述换流变压器变比；

第二变比调整单元712，用于若所述延迟触发角大于预设延迟触发角约束范围，调整所述换流变压器变比。

通常，延迟触发角的取值范围为15°-20°，T_tap值可从换流站的工作信息中获取。本实施例提供的换流变压器变比的调整方法，能够及时将延迟触发角调整至预设范围内，进而减少计算误差，有效提高整体计算结果的准确性。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算方法，所述方法包括：S100、获取各换流站的工作信息，所述工作信息至少包括：全部控制方式、与所述全部控制方式相对应的控制指令值和换流站额定容量；S200、根据所述工作信息，确定换流站母线的节点类型；S300、根据所述节点类型，设定所述换流站母线节点相关变量的初值，所述相关变量的初值至少包括：换流站有功功率指令值和定直流电压控制站的直流电压指令值；S400、获取各换流站的损耗功率；S500、根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值；S600、根据所述直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值；S700、根据所述单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值，所述内部变量值包括：延迟触发角、换相重叠角和无功功率；S800、根据前后两次所述单次迭代潮流值，判断所述交流系统是否收敛；若收敛，则完成计算；若不收敛，则重复S600-S800。使用时，信息获取单元1获取各换流站的工作信息；节点类型确定单元2根据所述工作信息，确定换流站母线的节点类型，初值设定单元3根据所述节点类型，设定所述换流站母线节点相关变量的初值，通过损耗获取单元4获取各换流站的损耗功率。根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，对直流电网潮流值进行计算。交流系统潮流值迭代计算单元6根据所述直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值；内部变量值计算单元7根据所述单次迭代潮流值，计算各换流站的内部变量值。判断单元8根据前后两次所述单次迭代潮流值，判断所述交流系统是否收敛；若收敛，则完成计算；若不收敛，则重复S600-S800的步骤。本申请提供的计算方法，可操作性强，简单实用，并且收敛特性好，准确度高。

值得注意的是，具体实现中，本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的用户身份的服务提供方法或用户注册方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random accessmemory，简称：RAM)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算方法，其特征在于，所述方法包括：

S100、获取各换流站的工作信息，所述工作信息至少包括：全部控制方式、与所述全部控制方式相对应的控制指令值和换流站额定容量；

S200、根据所述工作信息，确定换流站母线的节点类型；

S300、根据所述节点类型，设定所述换流站母线节点相关变量的初值，所述相关变量的初值至少包括：换流站有功功率指令值和定直流电压控制站的直流电压指令值；

S400、获取各换流站的损耗功率；

S500、根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值；

S600、根据所述直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值；

S700、根据所述单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值，所述内部变量值包括：延迟触发角、换相重叠角和无功功率；

S800、根据前后两次所述单次迭代潮流值，判断所述交流系统是否收敛；若收敛，则完成计算；若不收敛，则重复S600-S800。

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值的具体步骤包括：

根据直流电网潮流值计算公式计算直流电网潮流值，

P_dc＝P_ref-P_loss

其中，P_dc为直流功率，P_ref为所述换流站有功功率指令值，P_loss为所述换流站的损耗功率，U_dc为直流电压，Y_dc为直流电网的电导矩阵。

3.根据权利要求2所述的计算方法，其特征在于，所述根据直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值的具体步骤包括：

S601、根据所述直流电网潮流值，更新定直流电压控制换流站的有功功率；

S602、根据更新后的所述直流电压控制换流站的有功功率和所述节点类型，计算交流系统的单次迭代潮流值。

4.根据权利要求3所述的计算方法，其特征在于，所述根据单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值的具体步骤包括：

根据下述公式计算所述延迟触发角、所述换相重叠角和所述无功功率，

其中，α为延迟触发角，U_dc为直流电压，N_b为每一极直流所含六脉动桥的个数，X_tr为换流变压器漏抗，k为换流变压器变比，U_s为换流站母线电压，I_dc为直流电流；μ为换相重叠角，Q_s为无功功率。

5.根据权利要求4所述的计算方法，其特征在于，所述根据单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值的具体步骤还包括：

S701、若所述延迟触发角小于预设延迟触发角约束范围，则根据下述公式调整所述换流变压器变比，

k＝k(1-T_tap)；

S702、若所述延迟触发角大于预设延迟触发角约束范围，则根据下述公式调整所述换流变压器变比，

k＝k(1+T_tap)，

其中，k为换流变压器变比，T_tap为换流变压器分接头步长。

6.一种含LCC-MMC混合直流电网的交直流电力系统潮流计算系统，其特征在于，所述系统包括：

信息获取单元，用于获取各换流站的工作信息，所述工作信息至少包括：全部控制方式、与所述全部控制方式相对应的控制指令值和换流站额定容量；

节点类型确定单元，用于根据所述工作信息，确定换流站母线的节点类型；

初值设定单元，用于根据所述节点类型，设定所述换流站母线节点相关变量的初值，所述相关变量的初值至少包括：换流站有功功率指令值和定直流电压控制站的直流电压指令值；

损耗获取单元，用于获取各换流站的损耗功率；

直流电网潮流值计算单元，用于根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值；

交流系统潮流值迭代计算单元，用于根据所述直流电网潮流值，计算交流系统的单次迭代潮流值；

内部变量计算单元，用于根据所述单次迭代潮流值，计算各LCC换流站的内部变量值，所述内部变量值包括：延迟触发角、换相重叠角和无功功率；

判断单元，用于根据前后两次所述单次迭代潮流值，判断所述交流系统是否收敛；若收敛，则完成计算；若不收敛，则重复S600-S800。

7.根据权利要求6所述的计算系统，其特征在于，所述根据所述损耗功率和所述相关变量的初值，计算直流电网潮流值的具体步骤包括：

根据直流电网潮流值计算公式计算直流电网潮流值，

P_dc＝P_ref-P_loss

其中，P_dc为直流功率，P_ref为所述换流站有功功率指令值，P_loss为所述换流站的损耗功率，U_dc为直流电压，Y_dc为直流电网的电导矩阵。

8.根据权利要求7所述的计算系统，其特征在于，所述交流系统潮流值迭代计算单元包括：

更新单元，用于根据所述直流电网潮流值，更新定直流电压控制换流站的有功功率；

计算单元，用于根据更新后的所述直流电压控制换流站的有功功率和所述节点类型，计算交流系统的单次迭代潮流值。

9.根据权利要求8所述的计算系统，其特征在于，所述内部变量计算单元包括：延迟触发角计算单元、换相重叠角计算单元和无功功率计算单元；

根据下述公式计算所述延迟触发角、所述换相重叠角和所述无功功率，

其中，α为延迟触发角，U_dc为直流电压，N_b为每一极直流所含六脉动桥的个数，X_tr为换流变压器漏抗，k为换流变压器变比，U_s为换流站母线电压，I_dc为直流电流；μ为换相重叠角，Q_s为无功功率。

10.根据权利要求9所述的计算方法，其特征在于，所述延迟触发角计算单元还包括：

第一变比调整单元，用于若所述延迟触发角小于预设延迟触发角约束范围，则根据下述公式调整所述换流变压器变比，

k＝k(1-T_tap)；

第二变比调整单元，用于若所述延迟触发角大于预设延迟触发角约束范围，则根据下述公式调整所述换流变压器变比，

k＝k(1+T_tap)，

其中，k为换流变压器变比，T_tap为换流变压器分接头步长。