CN116760039B - 节点类型扩展的交直流潮流计算方法、系统、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种节点类型扩展的交直流潮流计算方法、系统、设备及介质，涉及电力系统工程技术领域，包括：获取交直流系统中各节点的电力参数，并根据预设的分类规则，对交流节点和直流节点进行分类；以交流电压幅值、相角和直流电压电压幅值为状态变量，构建包括直流节点功率平衡方程和交流节点功率平衡方程的潮流计算模型，对潮流计算模型的雅可比矩阵经零矩阵近似和潮流方程系数矩阵常数化，以进行交流有功潮流、交流无功潮流和直流潮流的解耦计算，提高电力系统调度控制和分析的快速性和准确性。

Description

节点类型扩展的交直流潮流计算方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明涉及电力系统工程技术领域，特别是涉及一种节点类型扩展的交直流潮流计算方法、系统、设备及介质。
背景技术
电压源换流器（voltage source converter,VSC）是将大量可再生能源整合到交流电网中的最佳解决方案之一，例如海上风力发电。此外，直流电力传输正朝着基于VSC的多端直流系统（VSC based multiterminal direct current, VSC-MTDC）的方向发展，以进一步提高系统的可靠性，VSC通过对有功功率和无功功率的快速独立控制，提高系统的操作灵活性。VSC-MTDC有望成为新型电力系统的组成部分，用于互连不同区域的交流电力系统以及为弱或无源交流电网供电。
电力系统潮流计算目的是为评估电力系统运行的安全性、经济性及供电质量提供依据。现有的含VSC-MTDC系统的交直流潮流计算方法有：统一迭代法、交替迭代法和对统一迭代法或交替迭代法的改进方法。有研究人员分析了VSC的稳态功率模型和MTDC系统的潮流模型，通过对交流节点和直流节点分类，提出一种含多种VSC-MTDC控制策略且兼具统一迭代法和交替迭代法优点的交直流潮流计算方法。有研究人员以最小的状态变量集合（交流节点电压幅值、相角和直流节点电压幅值），保持修正方程的雅可比矩阵的稀疏特性，用交流潮流算法的稀疏技术，进一步提高了统一迭代法求解交直流潮流的速度。有研究人员分析了传统交直流迭代算法需要多次交替迭代的原因，调整交、直流系统的边界和VSC有功控制量，进而减小了交直流潮流的交替迭代计算量。
然而，在含VSC-MTDC系统的交直流潮流模型的建模上，上述研究均简化了VSC的稳态功率模型，例如忽略滤波器对潮流的影响、将VSC损耗简化为电阻模型，导致计算结果精度较低。若以目前大多数学者所研究的VSC稳态功率模型为基础，构建含VSC-MTDC系统的交直流系统，这会造成交直流的界限模糊、产生新的节点类型和增加新的节点，进而导致交直流潮流计算复杂化。
随着多端VSC-MTDC的广泛应用，VSC多样的控制策略导致某些节点的类型异于传统节点，故有必要在潮流计算中引入新的节点类型。有研究人员基于传统节点类型分类的标准，将节点类型扩展到了16种，提出了基于快速分解法的节点类型扩展潮流的求解方法，并给出了直观的潮流可解性判据。在节点类型扩展潮流的基础上，有研究人员在计算远程电压控制模式下系统的电压稳负荷裕度、含统一潮流控制器的潮流、电网电压调节的应用中，均引用了新的节点类型。在含VSC-MTDC系统的交直流系统中，VSC损耗导致节点的某些电气量在潮流计算前是变化的，节点分类标准也会发生变化。
上述有关交直流潮流的模型、算法的研究和节点类型扩展潮流的研究均丰富了电力系统潮流计算，为进一步研究含VSC-MTD系统的交直流潮流模型和算法提供参考。但是，目前大多数学者研究的VSC稳态功率模型均考虑了滤波器的影响以及精确的VSC损耗，故潮流精度有进一步提升空间；部分研究学者在潮流计算中仅考虑了VSC-MTDC的主从控制策略，潮流模型缺乏普适性；在保证潮流模型精度和一般性的前提下，含VSC-MTD系统的交直流潮流模型中新增了节点类型和节点，增加了潮流计算量，需进一步提高计算速度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种节点类型扩展的交直流潮流计算方法、系统、设备及介质，以交流电压幅值、相角和直流电压电压幅值为状态变量，构建包括直流节点功率平衡方程和交流节点功率平衡方程的潮流计算模型，提出交流有功潮流、交流无功潮流和直流潮流解耦计算的快速算法，提高电力系统调度控制和分析的快速性和准确性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种节点类型扩展的交直流潮流计算方法，包括：
获取交直流系统中各节点的电力参数，并根据预设的分类规则，对交流节点和直流节点进行分类；
以直流电压幅值为状态变量，根据直流节点的类型，以及有功控制方式下注入直流节点的有功功率、直流节点处的发电机功率和负荷功率，构建直流节点功率平衡方程；
以交流电压幅值和交流电压相角为状态变量，根据交流节点的类型，以及有功控制方式和无功控制下交流节点的注入、发电机和负荷的有功功率和无功功率，构建交流节点功率平衡方程；
根据直流节点功率平衡方程和交流节点功率平衡方程构建潮流计算模型，对潮流计算模型的雅可比矩阵经零矩阵近似和潮流方程系数矩阵常数化，以进行交流有功潮流、交流无功潮流和直流潮流的解耦计算，从而得到交直流系统中各节点的交流电压幅值、交流电压相角、直流电压幅值、各支路功率和发电机输出功率。
作为可选择的实施方式，所述分类规则为：根据节点电压幅值和节点电压相角是否已知，节点的有功功率平衡方程和无功功率平衡方程是否参与潮流计算，对节点进行分类。
作为可选择的实施方式，所述直流节点功率平衡方程为：
其中，ΔP dc,i为直流节点i的有功功率不平衡量；U dc,i为直流节点i的电压幅值；P dcL,i和P dcg,i分别为直流节点i处的发电机功率和负荷功率；表示节点i是否为直流侧节点；P cdc,i为注入直流节点i的有功功率；n d为直流节点个数；U dc,j为直流节点j的电压幅值；Y dc,ij为直流电网的节点导纳矩阵Y dc中第i行，第j列的元素。
作为可选择的实施方式，所述交流节点功率平衡方程为：
其中，ΔP i和ΔQ i分别为交流节点i的有功功率和无功功率不平衡量；G ij+jB ij为交流节点导纳矩阵中第i行，第j列的元素；表示节点i是否为VSC交流侧节点；n a为交流节点个数；U i和U j分别为交流节点i和交流节点j处的电压幅值；为交流节点电压相角；P c,i和Q c,i分别为交流节点i注入VSC的有功功率和无功功率；P L,i和Q L,i分别为交流节点i处的发电机有功功率和无功功率；P g,i和Q g,i分别为交流节点i处的负荷有功功率和无功功率。
作为可选择的实施方式，所述零矩阵近似的过程为：分析潮流计算模型的雅可比矩阵后，将雅克比矩阵中的导数子矩阵近似为零矩阵。
作为可选择的实施方式，所述潮流方程系数矩阵常数化的过程为：根据零矩阵近似后的雅克比矩阵，将交流有功潮流方程、交流无功潮流方程和直流潮流方程的系数矩阵转换为常数系数矩阵。
作为可选择的实施方式，所述交流有功潮流方程的系数矩阵的常数化为：；
所述交流无功潮流方程的系数矩阵的常数化为：；
所述直流潮流方程的系数矩阵的常数化为：；
其中：ΔD P为求解交流有功潮流所需的有功功率不平衡量向量；为交流节点电压幅值；B"为阶数为n a-1的有功迭代的常数系数矩阵；B'为阶数是n a-n PV-n PQV-1的有功迭代的常数系数矩阵，n a为交流节点个数，n PV为PV节点个数，n PQV为PQV节点个数；为交流节点的相角修正量向量；无功功率不平衡量向量；为交流节点电压幅值的修正量向量；直流节点的有功功率不平衡量向量；Y'为直流潮流计算的常数系数矩阵；为直流节点电压幅值的修正向量；为直流节点电压幅值。
第二方面，本发明提供一种节点类型扩展的交直流潮流计算系统，包括：
分类模块，被配置为获取交直流系统中各节点的电力参数，并根据预设的分类规则，对交流节点和直流节点进行分类；
直流节点功率平衡方程确定模块，被配置为以直流电压幅值为状态变量，根据直流节点的类型，以及有功控制方式下注入直流节点的有功功率、直流节点处的发电机功率和负荷功率，构建直流节点功率平衡方程；
交流节点功率平衡方程确定模块，被配置为以交流电压幅值和交流电压相角为状态变量，根据交流节点的类型，以及有功控制方式和无功控制下交流节点的注入、发电机和负荷的有功功率和无功功率，构建交流节点功率平衡方程；
潮流计算模块，被配置为根据直流节点功率平衡方程和交流节点功率平衡方程构建潮流计算模型，对潮流计算模型的雅可比矩阵经零矩阵近似和潮流方程系数矩阵常数化，以进行交流有功潮流、交流无功潮流和直流潮流的解耦计算，从而得到交直流系统中各节点的交流电压幅值、交流电压相角、直流电压幅值、各支路功率和发电机输出功率。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
由于在潮流计算前，VSC损耗是未知的，导致换流站内注入节点的有功功率和无功功率是变化量，由此节点分类的标准也会发生变化。为了解决该问题，本发明分析了现有对节点类型分类标准的研究，在满足潮流有解的条件下，提出一种广义的节点分类标准，扩展节点类型，为含VSC-MTDC系统的交直流潮流计算模型的构建提供理论基础，保证含VSC-MTDC系统的交直流潮流计算模型与传统交流潮流计算模型结构的一致性。
本发明计及滤波器影响、精确的VSC损耗模型和多种控制策略，以交流电压幅值、相角和直流电压电压幅值作为交直流系统的状态变量，搭建了含VSC-MTDC系统的节点类型扩展交直流潮流计算模型，改善了交直流潮流计算结果，使得模型具有一般性。
本发明提出一种交流有功潮流、交流无功潮流和直流潮流解耦计算的快速算法，对潮流计算模型的雅可比矩阵进行零矩阵近似，将潮流方程的系数矩阵转变为稀疏对称的常数系数矩阵，相较于牛顿迭代法，在保证精度一致的前提下，提高了电力系统调度控制和分析的快速性和准确性。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1提供的节点类型扩展的交直流潮流计算方法流程示意图；
图2为本发明实施例1提供的VSC换流站结构示意图；
图3（a）-图3（b）为本发明实施例1提供的直流电压下垂控制特性示意图；
图4为本发明实施例1提供的含5端VSC的交直流系统拓扑结构图；
图5为本发明实施例1提供的不同控制下的潮流模型收敛曲线。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种节点类型扩展的交直流潮流计算方法，包括：
获取交直流系统中各节点的电力参数，并根据预设的分类规则，对交流节点和直流节点进行分类；
以直流电压幅值为状态变量，根据直流节点的类型，以及有功控制方式下注入直流节点的有功功率、直流节点处的发电机功率和负荷功率，构建直流节点功率平衡方程；
以交流电压幅值和交流电压相角为状态变量，根据交流节点的类型，以及有功控制方式和无功控制下交流节点的注入、发电机和负荷的有功功率和无功功率，构建交流节点功率平衡方程；
根据直流节点功率平衡方程和交流节点功率平衡方程构建潮流计算模型，对潮流计算模型的雅可比矩阵经零矩阵近似和潮流方程系数矩阵常数化，以进行交流有功潮流、交流无功潮流和直流潮流的解耦计算，从而得到交直流系统中各节点的交流电压幅值、交流电压相角、直流电压幅值、各支路功率和发电机输出功率。
目前，已有的柔性直流输电系统所运用的VSC主要有三种：两电平换流器、二极管钳位型三电平换流器和模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）。VSC换流站的结构如图2所示，主要包括换流变压器、高频滤波器、换流电抗器和电压源型换流器等；其中，VSC换流站含有公共耦合点(point of common coupling,PCC)s、滤波节点f、VSC交流侧节点c和VSC直流侧节点dc；U s 、U f 、U c 、δ s 、δ f 、δ c和U dc分别为公共耦合点的交流电压、滤波节点的交流电压、VSC交流侧节点的交流电压、公共耦合点的相角、滤波节点的相角、VSC交流侧节点的相角和VSC直流侧节点电压；S s=P s+jQ s为PCC注入换流站的功率；S sf=P sf+jQ sf为支路sf的末端功率；S fc=P fc+jQ fc为支路fc的首端功率；Q f为滤波器吸收的无功功率；S c=P c+jQ c为VSC交流侧注入VSC的功率；P cdc为VSC注入直流节点的有功功率；Z t=R t+jX t为换流变压器阻抗；B f为换流站的滤波器电纳；Z c=R z+jX z为换流电抗器阻抗。
VSC换流站的稳态功率模型表达式如式（1）-式（6）：
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
式中：P s和Q s分别为PCC注入换流站的有功功率和无功功率；G t和B t分别为换流变压器的电纳实部和虚部；δ sf=δ s-δ f，为公共耦合点的相角与滤波节点的相角的差；P sf和Q sf分别为支路sf末端的有功功率和无功功率；I t为变压器电流；R t和X t分别为换流变压器的电阻和电抗；Q f为滤波器吸收的无功功率；P fc和Q fc分别为支路fc首端的有功功率和无功功率；P c和Q c分别为VSC交流侧注入VSC的有功功率和无功功率；I c为换流电抗器电流；P loss为换流器有功损耗，具体分为非线性损耗、线性损耗和固定损耗。
其中，变压器电流I t、换流电抗器电流I c和换流器有功损耗P loss，分别如式（7）-式（9）：
（7）
（8）
（9）
式中：G c和B c分别为电抗器的电纳实部和虚部；a、b和c均为换流器的损耗系数。
柔性直流输电的控制原理可以概括地理解为根据系统既定的运行要求，对换流器阀的电力电子开关进行控制，从而获得期望的电压和潮流等运行指标。从控制量性质来分类，VSC控制方式主要有功功率控制类和无功功率控制类。
本实施例采用编号#1~#6来表示不同的控制方式，有功控制方式包括：交流有功功率控制（#1，定，为换流站交流有功功率控制量）、直流电压控制（#2，定，为换流站直流电压控制量）和直流电压下垂控制；其中，变量上标“ref”的含义为定值，直流电压下垂控制包括电压-功率（V-P）下垂控制（#3）和电压-电流（V-I）下垂控制（#4），两者相应的控制特性如图3（a）-图3（b），控制方程如式(10)-式(11)：
（10）
（11）
式中：I cdc为VSC注入直流节点的直流电流；k P和k I分别为下垂控制的电压-功率下垂系数和电流-功率下垂系数；上标*代表参考值；
将式(11)乘以直流电压得到V-I下垂控制的另一表达式，如式(12)：
（12）
无功控制方式包括：无功功率控制（#5，定，为换流站无功功率控制量）和交流电压控制（#6，定，为换流站交流电压控制量），其中，变量上标“ref”的含义为定值。
从电网层面分类，目前现有的柔性直流输电控制方式主要有主从控制(master-salve control)和直流电压下垂控制(DC voltage droop control)。主从控制只有一个控制方式为#2的主换流站，其余从换流站的控制方式为#1；下垂控制可有多个控制方式为#3或#4的换流站，这些换流站起到平衡功率和调节电压的作用，除了上述的有功功率类控制，每个换流站还有#5和#6两种无功功率类控制方式的选择。
在本实施例中，所述电力网络数据至少包括线路参数、负荷参数、发电机出力、VSC换流站参数和VSC-MTDC控制参数等。为保持潮流方程与传统潮流方程相同的格式和减小计算规模，对交流节点和直流节点进行分类，本实施例参考交流节点的分类标准，在直流潮流中，每个节点有注入节点功率P和节点电压幅值U的2种相关电气量。根据每个节点的电气量是否已知，可将直流节点分为4类，即P（表示节点注入功率已知，节点电压幅值未知）、U（表示节点注入功率未知，节点电压幅值已知）、PU（表示节点注入功率和节点电压幅值均已知）和0（表示节点注入功率和节点电压幅值均未知）。
在本实施例研究的交直流系统中，各直流节点的节点注入功率P可由不同控制方式下的P cdc、该直流节点的发电机功率和负荷功率求出，节点注入功率P是变化的，若以传统的标准来确定节点注入功率变化的节点类型，那么此直流节点并不属于上述4种类型，对已知节点注入有功功率P和无功功率Q的节点定义为P型和Q型节点，本质上是表示需要用此节点的有功功率平衡方程和无功功率平衡方程参与潮流迭代运算。
因此，本实施例提出一种广义的节点分类标准，根据节点电压幅值U和节点电压相角δ这2个电气量是否已知，节点的有功功率平衡方程和无功功率平衡方程是否参与潮流迭代运算，将节点分为16种类型。根据所提出的广义的节点分类标准，在直流系统中，除了主从控制的主站节点为U型节点，其余节点均为P型节点。
多端柔性直流输电系统含有3个及以上的换流站，其拓扑结构包括串联、混联、放射式并联和环网式并联等，根据节点电压法得到系统方程为：
（13）
式中：I dc,i为直流节点i的注入电流；Y dc为直流电网的节点导纳矩阵，Y dc,ij为直流电网的节点导纳矩阵中第i行，第j列的元素；n d为直流节点个数；U dc,j为直流节点j的电压幅值。
在直流电网中，潮流计算的实质是电路的计算问题，利用节点导纳列出节点电压方程式，再求解出节点直流电压，但是运行条件往往不是节点注入的电流，而是负荷和发电机的功率，所以需要转化为功率方程，将式（13）转化为直流节点i的注入功率方程为：
（14）(14)
在直流节点i处的功率平衡方程为：
（15）
式中：ΔP dc,i为直流节点i的有功功率不平衡量；U dc,i为直流节点i的电压幅值；P dcL,i和P dcg,i分别为直流节点i处的发电机功率和负荷功率；表示节点i是否为VSC直流侧节点（1表示是，0表示否）；P cdc,i为VSC注入直流节点i的有功功率；
其中，根据VSC换流站的功率方程和VSC的控制方程，可推导不同控制方式下的P cdc,i，如：
控制方式#1：；
控制方式#2：；
控制方式#3：；
控制方式#4：；
其中，为直流节点i对应换流站的交流有功功率控制量；R t为直流节点i对应换流站的换流变压器电阻；R c为直流节点i对应换流站的电抗器电阻；I t,i为直流节点i对应换流站的流经换流变压器电流；I c,i为直流节点i对应换流站的流经电抗器电流；P loss,i为直流节点i对应换流站的换流器有功损耗；为直流节点i对应的换流站的直流电压控制量；U dc,i为直流节点i的电压幅值；P dcL,i和P dcg,i分别为直流节点i处的发电机功率和负荷功率；Y dc为直流电网的节点导纳矩阵，Y dc,ij为直流电网的节点导纳矩阵中第i行，第j列的元素；n d为直流节点个数；U dc,j为直流节点j的电压幅值；为直流节点i对应换流站中的VSC注入直流节点i的有功功率的参考值；k P,i为直流节点i对应换流站的下垂控制的电压-功率下垂系数；为直流节点i对应的换流站的直流电压参考值；为VSC注入直流节点i的直流电流参考值；k I,i为直流节点i对应换流站的下垂控制的电流-功率下垂系数。
交流节点包括交流电网节点和换流站的节点s、f和c；交流节点功率平衡方程为：
（16）
（17）
式中：和分别为交流节点i的有功功率和无功功率不平衡量；G ij+jB ij为交流节点导纳矩阵中第i行，第j列的元素；表示节点i是否为VSC交流侧节点（1表示是，0表示否）；n a为交流节点个数；U i和U j分别为交流节点i和交流节点j处的电压幅值；和分别为交流节点i和交流节点j的电压相角；为电压相角差，P c,i和Q c,i分别为交流节点i注入VSC的有功功率和无功功率；P L,i和Q L,i分别为交流节点i处的发电机有功功率和无功功率；P g,i和Q g,i分别为交流节点i处的负荷有功功率和无功功率。
当交流节点i为换流站VSC交流侧节点（图2中c节点）时，P c,i和Q c,i与换流站VSC有功控制方式和无功控制方式有关，根据VSC换流站的功率方程、VSC的控制方程和式（15），可推导不同控制方式下的P c,i和Q c,i为：
控制方式#1：；
控制方式#2：；
控制方式#3：；
控制方式#4：；
控制方式#5：；
控制方式#6：；
其中：为交流节点i（图2中c节点，下同）对应换流站的交流有功功率控制量；I t,i为交流节点i对应换流站的流经换流变压器电流；I c,i为交流节点i对应换流站的流经电抗器电流；R t,i为交流节点i对应换流站的换流变压器电阻；R c,i为交流节点i对应换流站的电抗器电阻。为交流节点i对应换流站中的直流节点i'的直流电压控制量；n d为直流节点个数；为交流节点i对应换流站中的直流节点j'的电压；为直流电网的节点导纳矩阵中第i'行，第j'列的元素；和分别为直流节点i'处的发电机注入功率和负荷功率；P loss,i为交流节点i对应换流站的换流器有功损耗。为交流节点i对应换流站中的VSC注入直流节点i'的有功功率的参考值；k P,i为交流节点i对应换流站的下垂控制的电压-功率下垂系数；为直流节点i'对应的换流站的直流电压参考值。为交流节点i对应换流站中的VSC注入直流节点i'的直流电流参考值；k I,i为直流节点i对应换流站的下垂控制的电流-功率下垂系数。为交流节点i对应换流站的交流无功功率控制量；X t,i为交流节点i对应换流站的换流变压器电抗；X c,i为交流节点i对应换流站的电抗器电抗；Q f,i为交流节点i对应换流站的滤波器吸收无功功率。为交流节点i对应换流站的交流无功功率控制量；为交流节点i对应换流站的交流无功功率控制量。，为交流节点i对应换流站的交流电压控制量，G t和B t分别为换流变压器的电纳实部和虚部，δ sf=δ s-δ f，U f,i为交流节点i对应换流站的滤波节点电压。
在本实施例中，各交流节点注入的有功功率P和无功功率Q根据不同的控制方式、该节点的发电机和负荷功率求出，两者是变化的。在无功控制方式#6的换流站中，VSC起到静止同步补偿器的作用，可以动态补偿交流系统的无功功率，稳定交流母线s电压，故此换流站的节点c注入无功功率Q未知。
根据广义的节点分类标准，不同控制方式下换流站内交流节点s和c的节点类型具体为：换流站控制方式为(#1,#5)、(#2,#5)、(#3,#5)或(#4,#5)时，交流节点s为PQ节点，交流节点c为PQ节点；换流站控制方式为(#1,#6)、(#2,#6)、(#3,#6)或(#4,#6)时，交流节点s为PQV节点，交流节点c为P节点；其中，节点f均为PQ节点，(#1,#5)表示VSC的有功控制为#1，无功控制为#5，其余控制方式同理。
在本实施例中，联立直流节点功率平衡方程和交流节点功率平衡方程，得到含VSC-MTDC系统的节点类型扩展的潮流计算模型。通过对交流节点的分类，交流电网的潮流方程基本与传统交流潮流方程相同，仅在已有的成熟交流潮流程序中添加P c和Q c以及其相关量的计算即可。
在实际大电网中，节点和支路数庞大，导致潮流计算模型的雅可比矩阵维数很大，若采用牛顿法求解潮流计算模型时，需要多次更新大维数矩阵中的元素和求解大维数矩阵的逆矩阵，容易导致模型计算量增大；牛顿法如下：
潮流计算模型的修正方程被简化表示为：
（18）
式中：；为不平衡量向量；为交流节点的有功功率不平衡量向量，无功功率不平衡量向量，直流节点的有功功率不平衡量向量；；为修正向量；为交流节点的相角修正量向量，为交流节点电压幅值修正量向量，为直流节点电压幅值的修正向量；J为雅可比矩阵；
则潮流计算模型的修正方程式(18)表示为：
（19）
在本实施例中，采用快速算法迭代求解潮流计算模型，得到交直流系统各节点的交流电压幅值、交流电压相角、直流电压幅值、各支路功率和发电机输出功率，在保证精度的情况下进行快速计算方法。
快速计算方法的思路是：①将、、和合理近似为零矩阵，实现交、直流有功潮流和无功潮流的解耦计算；②将和合理近似为零矩阵，实现交流有功潮流和直流潮流的解耦计算；③在解耦计算的基础上，将潮流方程的系数矩阵常数化，进一步提高计算速度。
具体地：（1）交、直流有功潮流和无功潮流的解耦计算；
由PQ分解法的特点可知，在高压交流电网中，有功功率分布主要受节点电压相角的影响，无功功率分布主要受节点电压幅值的影响。在直流电网中，有功功率分布受直流节点电压幅值的影响。VSC换流站实现了交直流系统的有功功率交换且能独立控制交换的有功，因此，在含柔性直流电网的交直流系统中，有功功率分布主要受交流电压相角和直流节点电压幅值影响，无功功率分布主要受节点电压幅值的影响，则可将交流有功功率平衡方程对交流电压幅值偏导数矩阵、交流无功功率平衡方程对交流电压相角偏导数矩阵、交流无功功率平衡方程对直流电压幅值偏导数矩阵和直流功率平衡方程对交流电压幅值偏导数近似为零矩阵。可将、、和近似为零矩阵。
（2）交流有功潮流和直流潮流的解耦计算；
是换流站内损耗（为换流站中的换流变压器损耗、为换流站中的电抗器损耗、为换流站中的换流器损耗，下同）对相角δ的偏导数子矩阵；两电平和三电平VSC的单站损耗在2%左右，MMC的单站损耗可以低于1.5%，其中有功损耗因子的a、b、c、R t和R c的数值很小。因此，相对于的元素数值不大，可将近似为零矩阵。
（3）系数矩阵常数化；
在含高压交流电网的交直流系统中，根据上述对雅克比矩阵中导数子矩阵的近似，最终将雅可比矩阵简化为：
（20）
（3-1）直流潮流系数矩阵常数化；
在潮流计算过程中，，，，；正常运行情况下，类似于交流节点，直流节点i电压为U dc,i时，其他直流节点并不等于零，且与U dc,i相差不大，故此时与节点i相连的各支路电流之和必远小于除节点i外其他节点都接地时的电流之和，即式（21）：
（21）
由此，可得不同控制方式下的近似表达式为：
控制方式#1：；
控制方式#3：；
控制方式#4：。
根据式(20)，直流潮流修正方程为：
（22）
将展开为：
（23）
代入(22)得：
（24）
如果交直流系统中有下垂控制的换流站，则需将换成或者。在实际计算中，Y'为直流潮流计算的常数系数矩阵，阶数是n d-n dv，n dv为控制方式#2中的VSC个数。
（3-2）交流有功潮流系数矩阵常数化；
交直流潮流与纯交流潮流不同的是：在交直流潮流中，由于控制方式#2、#3和#4的换流站起到直流电网功率平衡的作用；在交流有功潮流计算前无法确定其数值，不能将这些换流站对应的P c（变化量）完全近似为定量，这导致了交流有功潮流系数矩阵不能完全常数化。对此，本实施例将控制方式#2、#3和#4的换流站的P c拆分成交流电气量（P loss）和直流电气量（P c-P loss），并令损耗P loss和为零矩阵，等同于令损耗P loss和对相角的偏导数矩阵为零矩阵，便可将交流有功潮流系数矩阵常数化。
根据式(20)和上述的系数矩阵常数化，交流有功潮流的修正方程为：
（25）
式中：为求解交流有功潮流所需的有功功率不平衡量向量，；B'为有功迭代的系数矩阵，其阶数是n a-1。
（3-3）交流无功潮流系数矩阵常数化；
节点c的ΔQ对应的雅可比矩阵元素为：
在控制方式#5下：；
；
在控制方式#6下：；；
其中，其余节点雅可比矩阵元素与传统交流潮流的一致，本实施例不再给出；下标“==”为、的表达式；若能将、近似为零矩阵，便可将交流无功潮流系数矩阵常数化。（Q c为换流站中的节点c注入VSC的无功功率向量）
在高压交流电网中，有U≈1、1-cosδ ij≈0、δ ij ≈-P ij/B ij、G ij<<B ij和G ijsinδ ij<<B ij；在换流站内，由于线路传输功率P ij远小于线路B ij，则δ ij→0，δ ij与sinδ ij等价无穷小（即δ ij ≈sinδ ij ≈-P ij/B ij），1-cosδ ij是δ ij的二阶无穷小，故有：
（26）
根据式（26）和可知，换流站中的节点c注入VSC的无功功率向量对交流电压幅值偏导数矩阵相对于交流无功功率平衡方程去掉Q c后对交流电压幅值偏导数矩阵的数值很小，可将近似为零矩阵。
从另一个角度分析，由于无功损耗（为换流站的换流变压器的无功损耗、为换流站的电抗器的无功损耗）数值不大，将忽略而使控制方式#6换流站内的节点c注入无功功率是定量，为零矩阵。
交流无功潮流的修正方程为：
（27）
式中：B"为有功迭代的系数矩阵，其阶数是n a-n PV-n PQV-1，n PV为PV节点个数，n PQV为PQV节点个数。
在含高压交流电网的交直流系统中，含VSC-MTDC系统的节点类型扩展的潮流计算模型实现了交流有功修正方程、交流无功修正方程、直流潮流修正方程的解耦计算，本实施例将大部分大维度修正方程的系数矩阵转化成对称、稀疏的小维度常数矩阵，相较于牛顿法，快速计算法可以显著地提高含VSC-MTDC系统的节点类型扩展交直流潮流计算的效率。
为了验证本实施例的技术构思，下面给出了具体的算例分析。
本实施例以IEEE14节点交流系统为基础，改造成一个含5端VSC的交直流系统，拓扑结构如图4，相关参数如表1，P dcL,5=0.4 p.u.，P dcg,5=0.2 p.u.。为了验证交直流系统解耦算法的有效性和通用性，对改造后的IEEE14节点测试系统运用Matlab 2020a进行潮流计算分析，收敛精度为ε=1×10-6，交直流系统的基准容量为100MVA。
表1 线路参数
VSC换流站的参数如表2。VSC-MTDC采用的策略是主从控制和下垂控制，主从控制和下垂控制的控制参数分别见表3和表4。
表2 VSC换流站的参数
表3 主从控制的控制参数
表4 下垂控制的控制参数
本实施例使用牛顿法和提出的快速计算方法进行潮流分析，交流相角δ初始值都设置为0 rad，交流电压U c初始值设置为1.01 p.u.，其余交流电压初始值设置为1 p.u.，直流电压初始值都设置为1 p.u.。由于两种算法求解的潮流方程一致，故两种算法求解的结果是一致的。本实施例仅给出快速计算法的求解结果，主从控制策略下和下垂控制策略下的潮流计算结果分别见表5和表6。
表5 主从控制策略下的潮流计算结果
表6 下垂控制策略下的潮流计算结果
在下垂控制的直流电网中，由直流系统的电压和线路参数可计算得P cdc,1=0.0727，I dc4=-0.0545，经验算，计算结果满足下垂控制方程式（10）-式（11），说明潮流计算结果的有效性。本实施例的交直流系统潮流模型考虑了主从控制和下垂策略，使模型更具一般性。不同控制下的潮流模型收敛曲线如图5，求解时间和迭代次数见表7。图5中，牛顿法求解模型的收敛曲线为抛物线，说明牛顿法具有二阶收敛性；快速算法求解模型的收敛曲线为斜线，说明快速算法具有一阶收敛性。
表7 不同控制下的潮流模型求解时间和迭代次数
在求解含VSC-MTDC系统的节点类型扩展交直流潮流计算模型时，运用牛顿法和快速算法求解主从控制下的潮流模型分别耗时0.001741 s和0.000665 s，迭代次数分别为5次和8次，相较于牛顿法，快速算法求解模型所用时间减少了61.8%。运用牛顿法和快速算法求解下垂控制下的潮流模型分别耗时0.001732 s和0.000642 s，迭代次数分别为5次和8次。运用解耦法求解各种情况的潮流模型平均耗时1.712s，相较于牛顿法，快速算法求解模型所用时间减少了62.9%。可见，在保证求解的精度一样的前提下，快速算法要优于牛顿法，更加适合在实际的工程运用，有利于调度人员及时做出科学合理的决策和计划。
实施例2
本实施例提供一种节点类型扩展的交直流潮流计算系统，包括：
分类模块，被配置为获取交直流系统中各节点的电力参数，并根据预设的分类规则，对交流节点和直流节点进行分类；
直流节点功率平衡方程确定模块，被配置为以直流电压幅值为状态变量，根据直流节点的类型，以及有功控制方式下注入直流节点的有功功率、直流节点处的发电机功率和负荷功率，构建直流节点功率平衡方程；
交流节点功率平衡方程确定模块，被配置为以交流电压幅值和交流电压相角为状态变量，根据交流节点的类型，以及有功控制方式和无功控制下交流节点的注入、发电机和负荷的有功功率和无功功率，构建交流节点功率平衡方程；
潮流计算模块，被配置为根据直流节点功率平衡方程和交流节点功率平衡方程构建潮流计算模型，对潮流计算模型的雅可比矩阵经零矩阵近似和潮流方程系数矩阵常数化，以进行交流有功潮流、交流无功潮流和直流潮流的解耦计算，从而得到交直流系统中各节点的交流电压幅值、交流电压相角、直流电压幅值、各支路功率和发电机输出功率。
此处需要说明的是，上述模块对应于实施例1中所述的步骤，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
在更多实施例中，还提供：
一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例1中所述的方法。为了简洁，在此不再赘述。
应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例1中所述的方法。
实施例1中的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.节点类型扩展的交直流潮流计算方法，其特征在于，包括：
获取交直流系统中各节点的电力参数，并根据预设的分类规则，对交流节点和直流节点进行分类；
以直流电压幅值为状态变量，根据直流节点的类型，以及有功控制方式下注入直流节点的有功功率、直流节点处的发电机功率和负荷功率，构建直流节点功率平衡方程；
以交流电压幅值和交流电压相角为状态变量，根据交流节点的类型，以及有功控制方式和无功控制下交流节点的注入、发电机和负荷的有功功率和无功功率，构建交流节点功率平衡方程；
根据直流节点功率平衡方程和交流节点功率平衡方程构建潮流计算模型，对潮流计算模型的雅可比矩阵经零矩阵近似和潮流方程系数矩阵常数化，以进行交流有功潮流、交流无功潮流和直流潮流的解耦计算，从而得到交直流系统中各节点的交流电压幅值、交流电压相角、直流电压幅值、各支路功率和发电机输出功率。
2.如权利要求1所述的节点类型扩展的交直流潮流计算方法，其特征在于，所述分类规则为：根据节点电压幅值和节点电压相角是否已知，节点的有功功率平衡方程和无功功率平衡方程是否参与潮流计算，对节点进行分类。
3.如权利要求1所述的节点类型扩展的交直流潮流计算方法，其特征在于，所述直流节点功率平衡方程为：
其中，ΔP dc,i为直流节点i的有功功率不平衡量；U dc,i为直流节点i的电压幅值；P dcL,i和P dcg,i分别为直流节点i处的发电机功率和负荷功率；表示节点i是否为直流侧节点；P cdc,i为注入直流节点i的有功功率；n d为直流节点个数；U dc,j为直流节点j的电压幅值；Y dc,ij为直流电网的节点导纳矩阵Y dc中第i行，第j列的元素。
4.如权利要求1所述的节点类型扩展的交直流潮流计算方法，其特征在于，所述交流节点功率平衡方程为：
其中，ΔP i和ΔQ i分别为交流节点i的有功功率和无功功率不平衡量；G ij+jB ij为交流节点导纳矩阵中第i行，第j列的元素；表示节点i是否为VSC交流侧节点；n a为交流节点个数；U i和U j分别为交流节点i和交流节点j处的电压幅值；为交流节点电压相角；P c,i和Q c,i分别为交流节点i注入VSC的有功功率和无功功率；P L,i和Q L,i分别为交流节点i处的发电机有功功率和无功功率；P g,i和Q g,i分别为交流节点i处的负荷有功功率和无功功率。
5.如权利要求1所述的节点类型扩展的交直流潮流计算方法，其特征在于，所述零矩阵近似的过程为：将潮流计算模型经简化转换为雅克比矩阵，将雅克比矩阵中的导数子矩阵近似为零矩阵。
6.如权利要求5所述的节点类型扩展的交直流潮流计算方法，其特征在于，所述潮流方程系数矩阵常数化的过程为：根据零矩阵近似后的雅克比矩阵，将交流有功潮流方程、交流无功潮流方程和直流潮流方程的系数矩阵转换为常数系数矩阵。
7.如权利要求6所述的节点类型扩展的交直流潮流计算方法，其特征在于，
所述交流有功潮流方程的系数矩阵的常数化为：；
所述交流无功潮流方程的系数矩阵的常数化为：；
所述直流潮流方程的系数矩阵的常数化为：；
其中：ΔD P为求解交流有功潮流所需的有功功率不平衡量向量；为交流节点电压幅值；B"为阶数为n a-1的有功迭代的常数系数矩阵；B'为阶数是n a-n PV-n PQV-1的有功迭代的常数系数矩阵，n a为交流节点个数，n PV为PV节点个数，n PQV为PQV节点个数；为交流节点的相角修正量向量；无功功率不平衡量向量；为交流节点电压幅值的修正量向量；直流节点的有功功率不平衡量向量；Y'为直流潮流计算的常数系数矩阵；为直流节点电压幅值的修正向量；为直流节点电压幅值。
8.节点类型扩展的交直流潮流计算系统，其特征在于，包括：
分类模块，被配置为获取交直流系统中各节点的电力参数，并根据预设的分类规则，对交流节点和直流节点进行分类；
直流节点功率平衡方程确定模块，被配置为以直流电压幅值为状态变量，根据直流节点的类型，以及有功控制方式下注入直流节点的有功功率、直流节点处的发电机功率和负荷功率，构建直流节点功率平衡方程；
交流节点功率平衡方程确定模块，被配置为以交流电压幅值和交流电压相角为状态变量，根据交流节点的类型，以及有功控制方式和无功控制下交流节点的注入、发电机和负荷的有功功率和无功功率，构建交流节点功率平衡方程；
潮流计算模块，被配置为根据直流节点功率平衡方程和交流节点功率平衡方程构建潮流计算模型，对潮流计算模型的雅可比矩阵经零矩阵近似和潮流方程系数矩阵常数化，以进行交流有功潮流、交流无功潮流和直流潮流的解耦计算，从而得到交直流系统中各节点的交流电压幅值、交流电压相角、直流电压幅值、各支路功率和发电机输出功率。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-7任一项所述的方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105322546A (zh) * 2015-10-29 2016-02-10 中国科学院电工研究所 交直流解耦混合潮流算法
CN112290553A (zh) * 2020-03-04 2021-01-29 清华大学 一种交直流混联系统快速解耦潮流计算的方法及系统
CN114566967A (zh) * 2022-01-29 2022-05-31 大连海事大学 一种适合研究目的使用的快速分解法潮流计算方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9627886B2 (en) * 2012-03-27 2017-04-18 Mitsubishi Electric Research Laboratoriies, Inc. State estimation for power system using hybrid measurements

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105322546A (zh) * 2015-10-29 2016-02-10 中国科学院电工研究所 交直流解耦混合潮流算法
CN112290553A (zh) * 2020-03-04 2021-01-29 清华大学 一种交直流混联系统快速解耦潮流计算的方法及系统
CN114566967A (zh) * 2022-01-29 2022-05-31 大连海事大学 一种适合研究目的使用的快速分解法潮流计算方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
东北电网无功电压多层协调控制研究;李剑峰;张婷婷;;东北电力技术(08);全文 *
含电压源换流器的交直流混联电网状态估计快速解耦法;张潼;王毅;翟明玉;黄煜;赵凌骏;;电力系统自动化(21);全文 *
基于扩展节点法的交直流混合电网统一潮流算法;吴素农;于金镒;田庄;张志立;杨为群;李迎军;彭莉萍;吴文传;;电力系统保护与控制(14);全文 *
考虑源荷频率特性的含风电交直流系统概率连续潮流方法;马瑞;刘振磊;贺平平;禹海峰;;电力系统自动化(06);全文 *

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