交直流混合微电网连续潮流计算研究

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交直流混合微电网是指同时包含交流和直流母线,交、直流子系统功率通过互连变换器互为备用,能够直接满足交流负荷和直流负荷用电需求的微电网。连续潮流(Continuous Power Flow,CPF)可以很好地解决非线性方程组奇异问题,是定性分析电力系统静态电压稳定性强有力的工具。交直流混合微电网运行方式灵活多样,且互连变换器在工作状态下交直流功率存在耦合关系,使得不同运行方式下的CPF计算不同于单一供电形式的微电网。本文研究交直流混合微电网的连续潮流计算,主要工作如下:1)分析交直流混合微电网的运行方式,提出基于带非单调线性搜索加速LM算法(Accelerated LM Algorithm With Non-monotone Linear Search,ALMNL)的连续潮流算法。分析交直流混合微电网的4种基本运行方式,结合分布式电源(Distributed Generator,DG)装置和微电网整体控制方法,形成并分析交直流混合微电网不同运行方式下的6种类型运行系统。给出CPF的数学模型及其主要计算环节,针对校正环节方程组的求解,提出ALMNL算法以减少计算量及提高收敛速度。对无平衡节点交、直流微电网系统进行CPF计算仿真分析。2)变化负荷在单侧下,提出一种基于单向预测校正的交直流混合微电网连续潮流计算方法,同时计及间歇性DG出力不确定性的影响。建立交直流混合微电网的CPF模型,采用基于Wasserstein距离的最优场景生成方法构建离散风光出力联合最优场景。针对变化负荷所在区域的不同提出基于单向预测校正的CPF方法:只需对变化负荷所在的子系统进行预测和校正计算,而不含变化负荷的子系统求解为常规潮流计算,并将初始点和校正计算的关键归结为确定潮流方程组的求解。对下垂协调控制的交直流混合微电网算例系统进行CPF计算,证实提出方法的正确性和有效性。3)交、直流侧均有变化负荷下,提出一种双向预测校正的交直流混合微电网连续潮流计算方法。分析双侧负荷变化下交直流混合微电网系统的CPF,研究符合实际运行的负荷静态特性,进而形成不同运行方式下交直流混合微电网的统一连续潮流计算模型。对交直流侧都有变化负荷下的交直流混合微电网进行CPF计算,验证所提方法的正确性和有效性。4)提出一种基于Chord法的微电网CPF计算方法。针对CPF计算量大和电压稳定临界点奇异问题,提出改进Chord法的微电网CPF计算,并分析该方法在奇异点附近的算法收敛速度。针对负荷增长过程中微电网系统约束条件的限制,分析不同节点类型的限值约束条件及其相应的节点类型转换方法,考虑节点类型转换对CPF计算的影响。采用改进的连续潮流算法对微电网系统进行分析计算,以证实其正确性和有效性。
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