CN112018787A - 分布式电源的三相不平衡时序仿真方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配电网分析技术领域，公开了一种分布式电源的三相不平衡时序仿真方法。对电网系统中各分布式电源进行建模，获取各分布式电源的系统模型。根据各分布式电源的系统模型判断在潮流计算中的等值模型。使用基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算，对所述电网系统中各节点上各相的电压幅值和电压相角进行修正；反复迭代，直至所有节点的电压幅值和相角满足收敛条件。本发明可以高效灵活地对含有各种类型分布式电源的配电网进行时序仿真计算。同时，充分考虑了分布式电源出力的波动性和随机性，可以根据实际气象条件，模拟配电网日仿真和年仿真工况，以便及时对威胁配电网安全稳定运行的不利因素采取措施。

Description

分布式电源的三相不平衡时序仿真方法

技术领域

本发明涉及配电网分析技术领域，特别是涉及一种分布式电源的三相不平衡时序仿真方法。

背景技术

随着智能电网的不断发展和深入改革，配电网的安全运行成为当前电网运行的重要部分。分布式电源的大量并网在提高配电网供电可靠性、降低网损、节省投资的同时，也给系统分析增加了困难。一方面，分布式电源改变了传统配电网的潮流分布，使线路潮流出现逆流，同时系统由单电源模式变成多电源模式。另一方面，诸如风力发电、光伏系统等分布式电源具有波动性和随机性等特点，需要针对不同分布式电源的出力情况，进行日仿真、月仿真等长期仿真。同时，由于配电网具有支路参数不对称、负荷分配不平衡的特点，通常需要进行三相不对称潮流仿真，分布式电源接入电网形式也更加灵活，有单相接入的也有两相、三相形式接入的。因此，需要综合考虑配电网三相不平衡的特点和分布式电源出力波动性的特点，对配电网进行时序仿真研究。

发明内容

基于此，有必要针对如何综合考虑配电网三相不平衡的特点和分布式电源出力波动性的特点，对配电网进行时序仿真研究的问题，提供一种分布式电源的三相不平衡时序仿真方法。

一种分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，对电网系统中各分布式电源进行建模，获取各分布式电源的系统模型；根据各分布式电源的系统模型判断在潮流计算中的等值模型；基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算，对所述电网系统中各节点上各相的电压幅值和电压相角进行修正；反复迭代，直至所有节点的电压幅值和相角满足收敛条件。

上述分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，针对电网系统中各分布式电源的特点分别进行建模，获取各分布式电源的系统模型。根据所述系统模型判断各分布式电源在潮流计算中的等值模型。使用基于功率补偿算法的三相牛顿功率注入法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算。在潮流迭代中，对所述电网系统中各节点上各相的电压幅值和电压相角进行修正，反复迭代直至所有节点的电压幅值和相角满足收敛条件，即完成了对所述电网系统的三相潮流仿真。利用所述分布式电源的三相不平衡时序仿真方法可以高效灵活地处理含有各种类型分布式电源的所述电网系统的时序仿真计算，对含环网的配电网也具有很强的收敛性。同时，充分考虑了分布式电源出力的波动性和随机性，可以根据实际气象条件，模拟配电网日仿真和年仿真工况，以便及时对威胁配电网安全稳定运行的不利因素采取措施，可应用于电网调度部门、能量管理系统，有助于推进含分布式电源配电网的规划和优化研究。

在其中一个实施例中，所述等值模型包括PQ节点类型、PV节点类型、PQ(V)节点类型和PI节点类型。

在其中一个实施例中，所述分布式电源包括光伏系统和风电系统，所述对电网系统中各分布式电源进行建模包括获取所述光伏系统中各电池组件的光照强度信息，根据光电输出功率与所述光照强度信息的关系，建立所述光伏系统的模型；获取所述风电系统中各风机的风速信息，根据风电输出功率与所述风速信息的关系，建立所述风电系统的模型。

在其中一个实施例中，所述光伏系统包括M个电池组件，M个电池组件组成太阳能电池方阵，所述光电输出功率与所述光照强度信息的关系式为：

P_M＝rAη；

其中，P_M为所述光电输出功率，r为试验时间段内的光照强度信息，A为所述太阳能方阵的总面积，η为所述太阳能方阵的总的光电转换效率。

在其中一个实施例中，所述太阳能方阵的总面积为：

所述太阳能方阵的总的光电转换效率为：

其中，A_m为第m个电池组件的面积，η_m为第m个电池组件的光电转换效率。

在其中一个实施例中，所述风电输出功率与所述风速信息的关系式为：

其中，P为风电输出功率，u为风机轮毂高度处的风速信息，u_ci为切入风速，u_co为切出风速，u_R为额定风速，P_R为额定输出功率。

在其中一个实施例中，基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算包括根据所述等值模型获取所述电网系统的注入功率；根据所述电网系统的配电网注入功率方程式，获取所述电网系统的修正方程，并根据所述修正方程获取雅可比矩阵；将所述注入功率带入所述雅可比矩阵中，以各节点上各相的电压相角修正量和电压幅值修正量。

在其中一个实施例中，所述配电网注入功率方程式为：

其中，P_i ^P为i节点P相的有功功率，

为i节点P相的无功功率，

为i节点m相的电压幅值，

为j节点m相的电压幅值，

为i节点m_i相和j节点m_j相的相角差，

为i节点m_i相和j节点m_j相之间的电导，

为i节点m_i相和j节点m_j相之间的电纳；其中，i＝1,2,3...n，j＝1,2,3...n，m＝a,b,c，k>0。

在其中一个实施例中，所述电网系统的修正方程为：

式中，ΔP₁ ^a为1母线a相的有功功率偏差，

为1母线a相的无功功率偏差，

为n母线c相的有功功率偏差，

为n母线c相的无功功率偏差，

均为所述电网系统的雅可比矩阵元素，Δδ₁ ^a为1母线a相的电压相角修正量，

为1母线a相的电压幅值修正量，Δδ_n ^c为n母线c相的电压相角修正量，

为n母线c相的电压幅值修正量。

在其中一个实施例中，所述雅可比矩阵为：

式中，

为所述电网系统的雅可比矩阵元素。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明其中一实施例中分布式电源的三相不平衡时序仿真方法的方法流程图；

图2为本发明其中一实施例的对各分布式电源进行建模的方法流程图；

图3为本发明其中一实施例的风电输出功率与风速信息的关系曲线；

图4为本发明其中一实施例的异步风机发电机的简化等值电路图；

图5为本发明其中一实施例的基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算的方法流程图；

图6为本发明其中一实施例的IEEE13系统对母线测试的算例拓扑图；

图7为本发明其中一实施例的第一台风机出力变化因子的折线图；

图8为本发明其中一实施例的第二台风机出力变化因子的折线图；

图9为本发明其中一实施例的第三台风机出力变化因子的折线图；

图10为本发明其中一实施例的第四台风机出力变化因子的折线图；

图11为本发明其中一实施例的利用仿真方法求得母线的三相电压日仿真情况折线图；

图12为本发明其中一实施例的母线A相电压日仿真结果与OpenDSS软件仿真结果比较折线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

现有的三相不平衡潮流计算方法多采用前推回代法，通过迭代求解母线电压和支路电流求得系统的潮流分布。在处理分布式电源时，通常认为分布式电源发出恒定的有功功率和无功功率，然后将其视为PQ节点类型，直接进行潮流计算。然而前推回代法无法处理各种不同类型的分布式电源，特别是在处理含PV节点类型的分布式电源和环网时，存在潮流不收敛的问题，同时，如果不考虑分布式电源的波动性和随机性，潮流计算的结果必定与实际情况不符合。本发明提出一种分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，通过所述方法可以高效快速的对配电网进行三相潮流仿真，同时，针对分布式电源出力间歇性和随机性的特点，本方法可以较好的进行长期的时序仿真。

图1为本发明其中一实施例中分布式电源的三相不平衡时序仿真方法的方法流程图，在其中一个实施例中，所述分布式电源的三相不平衡时序仿真方法包括如下步骤S100至S400。

S100：对电网系统中各分布式电源进行建模，获取各分布式电源的系统模型。

S200：根据各分布式电源的系统模型判断在潮流计算中的等值模型。

S300：基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算，对所述电网系统中各节点上各相的电压幅值和电压相角进行修正。

S400：反复迭代，直至所有节点的电压幅值和相角满足收敛条件。

根据所述电网系统中各种分布式电源的特点分别进行建模，以获取各分布式电源的系统模型。根据所述系统模型可以判断各分布式电源在潮流计算中的等值模型。使用基于功率补偿算法的三相牛顿功率注入法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算。在潮流迭代中，对所述电网系统中各节点上各相的电压幅值和电压相角进行修正，反复迭代直至所有节点的电压幅值和相角满足收敛条件，即完成了对所述电网系统的三相潮流仿真。利用所述分布式电源的三相不平衡时序仿真方法可以高效灵活地处理含有各种类型分布式电源的所述电网系统的时序仿真计算，对含环网的配电网也具有很强的收敛性。同时，充分考虑了分布式电源出力的波动性和随机性，可以根据实际气象条件，模拟配电网日仿真和年仿真工况，以便及时对威胁配电网安全稳定运行的不利因素采取措施，可应用于电网调度部门、能量管理系统，有助于推进含分布式电源配电网的规划和优化研究。

在其中一个实施例中，所述等值模型包括PQ节点类型、PV节点类型、PQ(V)节点类型和PI节点类型。在三相不平衡潮流计算中，大部分的分布式电源可以划分为以下四类：PQ、PV、PQ(V)、PI。

(1)PQ节点类型

当所述分布式电源中的输出有功功率P和输出无功功率Q基本不变时，可以在三相不平衡潮流计算中可看做作PQ节点。对PQ节点类型的分布式电源进行处理时，可以处理为负的负荷：

其中，P为输出有功功率，Q为输出无功功率，P_DG为分布式电源发出的恒定有功功率，Q_DG为分布式电源发出恒定无功功率。

(2)PV节点类型

当所述分布式电源中的输出有功功率P和节点电压V基本不变时，可以在三相不平衡潮流计算中可看做作PV节点。由于在三相牛顿功率注入法中可以对PV节点类型进行较好的处理，因此无需进行其他处理。

其中，P为输出有功功率，Q为输出无功功率，P_DG为分布式电源发出的恒定有功功率，V_DG为分布式电源的恒定机端电压。

(3)PQ(V)节点类型

在对PQ(V)节点类型的分布式电源进行处理时，需要在每一次三相不平衡潮流计算的迭代后，利用节点电压V和无功功率Q的关系式算出节点注入无功功率Q，然后转换成PQ节点类型进行下一次迭代。

其中，P为输出有功功率，Q为输出无功功率，P_DG为为分布式电源发出的恒定有功功率，f(V)为PQ(V)类型的分布式电源中机端电压V与无功功率Q的关系式。

(4)PI节点类型

在对PI节点类型的分布式电源进行处理时，需要在每一次三相不平衡潮流计算的迭代后，利用节点电流I、机端电压V和无功功率Q的关系式算出节点注入无功功率Q，然后转换成PQ节点类型进行下一次迭代。

其中，P为输出有功功率，Q为输出无功功率，P_DG为为分布式电源发出的恒定有功功率，f(V,I_DG)为PI类型的分布式电源中的机端电压V、注入电流I_DG与无功功率Q关系式。

图2为本发明其中一实施例的对各分布式电源进行建模的方法流程图，在其中一个实施例中，所述分布式电源包括光伏系统和风电系统，所述对电网系统中各分布式电源进行建模包括如下步骤S110至S120。

S110：获取所述光伏系统中各电池组件的光照强度信息，根据光电输出功率与所述光照强度信息的关系，建立所述光伏系统的模型。

S120：获取所述风电系统中各风机的风速信息，根据风电输出功率与所述风速信息的关系，建立所述风电系统的模型。

在本实施例中，所述电网系统中的分布式电源包括光伏系统和风电系统。其中，太阳能电池是光伏系统的基础和核心，它的输出功率与光照强度信息密切相关，因此，所述光伏系统的光电输出功率也与光照强度信息相关。同样地，风机是风电系统的核心，它的输出功率与风速信息密切相关，因此，所述风电系统的风电输出功率与风速信息相关。对所述光伏系统中各电池组件的光照强度信息进行获取，并根据光电输出功率与所述光照强度信息的关系，建立所述光伏系统的模型；对所述风电系统中各风机的风速信息进行获取，并根据风电输出功率与所述风速信息的关系，建立所述风电系统的模型。

在其中一个实施例中，假设给定一太阳能电池方阵，所述太阳能方阵中具有M个电池组件，且每个组件的面积和光电转换效率分别为A_m和η_m，那么此时所述光电输出功率与所述光照强度信息的关系式为：

P_M＝rAh；

其中，P_M为所述光电输出功率，r为试验时间段内的光照强度信息，A为所述太阳能方阵的总面积，η为所述太阳能方阵的总的光电转换效率。根据上式可知，所述光电输出功率还与所述太阳能方阵的总面积A和所述太阳能方阵的总的光电转换效率η相关，但所述太阳能方阵的总面积A和所述太阳能方阵的总的光电转换效率η的值都是固定的，因此在所述光伏系统的模型中试验时间段内的光照强度信息r是关键变量。

在其中一个实施例中，所述光伏系统的模型中的所述太阳能方阵的总面积A和所述太阳能方阵的总的光电转换效率η都可以根据计算公式和设备信息进行计算获取。所述太阳能方阵的总面积A的计算公式为：

所述太阳能方阵的总的光电转换效率的计算公式为：

其中，A_m为第m个电池组件的面积，η_m为第m个电池组件的光电转换效率。

所述光伏系统由电容器组可以保证其功率因数基本为一常数，因此，所述光伏系统发出的有功功率P及无功功率Q可以保持不变，因此在所述三相不平衡潮流计算中可以将所述光伏系统看做作PQ节点类型。通过PQ节点类型的等值模型来对所述光伏系统进行三相不平衡潮流计算。

在其中一个实施例中，风机的功率输出主要取决于风机轮毂高度处的风速，二者的关系可以近似用如图3所示的关系曲线来进行表示，图3为本发明其中一实施例的风电输出功率与风速信息的关系曲线，将图3的关系曲线用分段函数来进行描述时，所述风电输出功率与所述风速信息的关系式为：

其中，P为风电输出功率，u为风机轮毂高度处的风速信息，u_ci为切入风速，u_co为切出风速，u_R为额定风速，P_R为额定输出功率。

在处理计算中，可以对风机进行简化处理，转换处理后的简化等值模型如图4所示，图4为本发明其中一实施例的异步风机发电机的简化等值电路图。图中x_m为激磁电抗，x₁为定子漏抗，x₂为转子漏抗，r₂为转子电阻，s为转差，在本实施例中，忽略了定子电阻。由图4可以推出在所述风电系统中机端电压V与风电输出功率P的关系式如下：

其中，V为机端电压，P为输出有功功率，x为定子漏抗x₁与转子漏抗x₂之和。

其中，Q为输出无功功率，P为输出有功功率，x_m为激磁电抗，x为定子漏抗x₁与转子漏抗x₂之和，r₂为转子电阻，s为转差。

其中，Z为风机等值阻抗，x_m为激磁电抗，r₂为转子电阻，s为转差x为定子漏抗x₁与转子漏抗x₂之和，j表示为虚部。

由于所述风电系统的有功出力由风速确定，同时，无功功率Q为有功功率P的函数，因此，可以在潮流迭代中处理为PQ节点。

图5为本发明其中一实施例的基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算的方法流程图，在其中一个实施例中，所述基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算包括如下步骤S310至S330。

S310：根据所述等值模型获取所述电网系统的注入功率。

S320：根据所述电网系统的配电网注入功率方程式，获取所述电网系统的修正方程，并根据所述修正方程获取雅可比矩阵。

S330：将所述注入功率带入所述雅可比矩阵中，以各节点上各相的电压相角修正量和电压幅值修正量。

电力系统潮流的计算和分析是电力系统运行和规划工作的基础。运行中的电力系统，可以通过潮流计算预知各种电源和负荷的变化以及网络结构的改变，以判断所有母线的电压是否能保持在运行范围内，各种元件是否会出现过符合而危及系统的安全，从而进一步研究和制定相应的安全措施。根据已知的电力网络中的结构和参数，已知的各负荷点、电源点吸取或发出的有功功率和无功功率，给定电压控制点的电压幅值和有功功率，对指定的一个平衡节点给定其电压幅值和相位角，即可求解全网各节点处电压幅值和相位角，并进一步计算出各支路的功率分布和网络损耗。

在进行潮流迭代对所述电压幅值和所述电压相角进行修正时，对电压赋初值，根据已知的参数信息和所述电网系统的配电网注入功率方程式获取所述电网系统的修正方程。对所述电网系统的修正方程进行求导，以获取所述修正方程的雅可比矩阵。在向量微积分中，雅可比矩阵是一阶偏导数以一定方式排列成的矩阵，其行列式称为雅可比行列式。雅可比矩阵可以体现一个可微方程与给出点的最优线性逼近，因此通过所述雅可比矩阵和所述注入功率对所述电网系统的修正方程进行求解，以获取各节点上各相的电压幅值修正值和电压相角修正值。根据所述电压幅值和所述电压相角的修正方程和所述电压幅值修正值和电压相角修正值，计算获得各节点上各相的修正电压幅值和修正电压相角。

在对所述电网系统的潮流计算中，每完成一次对各节点上各相电压幅值和电压相角的修正即完成了一次潮流迭代。同时，在每进行后一次的迭代时，都将根据前一次迭代获取的修正电压幅值和修正电压相角代入所述分布式电源的等值模型中，补偿获取后一次迭代时的注入功率。通过将补偿算法与三相功率注入潮流计算方法相结合的方法，可以保证在潮流收敛时，经过多次潮流迭代后计算获取的分布式电源的功率与指定功率一致。

在其中一个实施例中，所述配电网注入功率方程式为：

其中，P_i ^P为i节点P相的有功功率，

为i节点P相的无功功率，

为i节点m相的电压幅值，

为j节点m相的电压幅值，

为i节点m_i相和j节点m_j相的相角差，

为i节点m_i相和j节点m_j相之间的电导，

为i节点m_i相和j节点m_j相之间的电纳；其中，i＝1,2,3...n，j＝1,2,3...n，m＝a,b,c，k>0。

由于所述电网系统中各分布式电源在初始状态时的系统结构和参数信息是已知的，且根据上述方法的步骤可以计算获取各负荷点、电源点吸取或发出的有功功率和无功功率，因此对潮流迭代中所述电网系统的功率偏差方程赋予初值，根据已知的参数信息和所述电网系统的配电网注入功率方程式即可获取所述电网系统的修正方程。对所述电网系统的修正方程进行求导，即可获取所述修正方程的雅可比矩阵。

在其中一个实施例中，将所述电网系统的n个节点的所述功率偏差方程联立，且按泰勒级数展开并略去高次项，得到以矩阵形式表示的所述电网系统的修正方程如下：

式中，ΔP₁ ^a为1母线a相的有功功率偏差，

为1母线a相的无功功率偏差，

为n母线c相的有功功率偏差，

为n母线c相的无功功率偏差，

均为所述电网系统的雅可比矩阵元素，Δδ₁ ^a为1母线a相的电压相角修正量，

为1母线a相的电压幅值修正量，Δδ_n ^c为n母线c相的电压相角修正量，

为n母线c相的电压幅值修正量。

在其中一个实施例中，所述雅可比矩阵为：

式中，

为所述电网系统的雅可比矩阵元素。将上式的所述电网系统的修正方程写成简化形式，即为：

其中，ΔP为有功功率偏差，ΔQ为无功功率偏差，H、N、J、L均为所述雅可比矩阵中的元素，Δδ为电压相角修正量，ΔU/U为电压修正量。

将所述注入功率代入所述雅可比矩阵中，以求解所述雅可比矩阵中的各元素。根据求解获取的所述雅可比矩阵中的各元素，即可对所述电网系统的修正方程进行求解，以获取各节点上各相的电压幅值修正值和电压相角修正值。

在使用本发明提供的所述分布式电源的三相不平衡时序仿真方法对所述配电网进行时序仿真时，首先通过测量获取风速、光照等气象数据，以获取风机、光伏等分布式电源的日仿真、周仿真或年仿真输入数据。通过这些输入数据获得所述分布式电源的日仿真、周仿真或年仿真出力数据，将这些出力数据带入三相不平衡功率注入算法中，可以获得含分布式电源配电网日仿真、周仿真或年仿真的潮流分布状态。根据仿真结果可以进一步计算出各支路的功率分布和网络损耗。当根据仿真结果判断现实配电网中存在电压越限、网损过大、“低电压问题”等会影响系统的安全稳定运行的状态时，可以提前采取措施进行解决。

图6为本发明其中一实施例的IEEE13系统对母线测试的算例拓扑图，根据算例拓扑图在IEEE13系统上搭建仿真模型并对母线进行算例测试，同时使用本发明提供的所述分布式电源的三相不平衡时序仿真方法对所述配电网进行时序仿真。将IEEE13系统仿真结果与本发明仿真结果进行比较，以判断本发明对于含分布式电源配电网的仿真结果的准确性。采用IEEE 13系统对本专利所提算法进行测试，在该算例测试中加入4台风机，风机出力随时间进行变化，变化因子如图7至图10所示，对上述算例进行日仿真分析。图7至图10分别为四台风机出力变化因子的折线图。通过所述IEEE 13系统仿真求得的母线的三相电压日仿真情况如图11所示，图11为本发明其中一实施例的利用仿真方法求得母线的三相电压日仿真情况折线图。图11中分别使用三条粗细不同的折线来表现了A、B、C三相电压的日仿真情况。本发明对于母线的A相电压日仿真结果与OpenDSS软件仿真结果的比较如图12所示，图12为本发明其中一实施例的母线的A相电压日仿真结果与OpenDSS软件仿真结果比较折线图。根据图12可见，使用本发明提供的所述分布式电源的三相不平衡时序仿真方法对含分布式电源的配电网进行仿真后所得的仿真结果与使用OpenDSS软件进行仿真所得的仿真结果几乎完全一致，表明本发明的对于对于含分布式电源配电网的仿真结果的准确性较好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，包括：

对电网系统中各分布式电源进行建模，获取各分布式电源的系统模型；

根据各分布式电源的系统模型判断在潮流计算中的等值模型；

基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算，对所述电网系统中各节点上各相的电压幅值和电压相角进行修正；

反复迭代，直至所有节点的电压幅值和相角满足收敛条件。

2.根据权利要求1所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述等值模型包括PQ节点类型、PV节点类型、PQ(V)节点类型和PI节点类型。

3.根据权利要求1所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述分布式电源包括光伏系统和风电系统，所述对电网系统中各分布式电源进行建模包括：

获取所述光伏系统中各电池组件的光照强度信息，根据光电输出功率与所述光照强度信息的关系，建立所述光伏系统的模型；

获取所述风电系统中各风机的风速信息，根据风电输出功率与所述风速信息的关系，建立所述风电系统的模型。

4.根据权利要求3所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述光伏系统包括M个电池组件，M个电池组件组成太阳能电池方阵，所述光电输出功率与所述光照强度信息的关系式为：

P_M＝rAη；

其中，P_M为所述光电输出功率，r为试验时间段内的光照强度信息，A为所述太阳能方阵的总面积，η为所述太阳能方阵的总的光电转换效率。

5.根据权利要求4所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述太阳能方阵的总面积为：

所述太阳能方阵的总的光电转换效率为：

其中，A_m为第m个电池组件的面积，η_m为第m个电池组件的光电转换效率。

6.根据权利要求4所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述风电输出功率与所述风速信息的关系式为：

其中，P为风电输出功率，u为风机轮毂高度处的风速信息，u_ci为切入风速，u_co为切出风速，u_R为额定风速，P_R为额定输出功率。

7.根据权利要求1所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算包括：

根据所述等值模型获取所述电网系统的注入功率；

根据所述电网系统的配电网注入功率方程式，获取所述电网系统的修正方程，并根据所述修正方程获取雅可比矩阵；

将所述注入功率带入所述雅可比矩阵中，以各节点上各相的电压相角修正量和电压幅值修正量。

8.根据权利要求7所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述配电网注入功率方程式为：

其中，P_i ^P为i节点P相的有功功率，

为i节点P相的无功功率，

为i节点m相的电压幅值，

为j节点m相的电压幅值，

为i节点m_i相和j节点m_j相的相角差，

为i节点m_i相和j节点m_j相之间的电导，

为i节点m_i相和j节点m_j相之间的电纳；其中，i＝1,2,3...n，j＝1,2,3...n，m＝a,b,c，k>0。

9.根据权利要求7所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述电网系统的修正方程为：

式中，ΔP₁ ^a为1母线a相的有功功率偏差，

为1母线a相的无功功率偏差，

为n母线c相的有功功率偏差，

为n母线c相的无功功率偏差，

均为所述电网系统的雅可比矩阵元素，Δδ₁ ^a为1母线a相的电压相角修正量，

为1母线a相的电压幅值修正量，Δδ_n ^c为n母线c相的电压相角修正量，

为n母线c相的电压幅值修正量。

10.根据权利要求7所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述雅可比矩阵为：

式中，

为所述电网系统的雅可比矩阵元素。

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