基于分布式计算的输配电网一体化电压稳定评估方法_2

文档序号:9329615阅读:来源:国知局
进行潮流计算来保证与输电网负荷增长的同步性,建立第i个配 电网独立潮流计算的数学模型为:
[0040]
[0041] 上式为不含PCC点的配电网参数化方程,式中,.为第i个配电网中除公共连接 点外的节点状态变量向量,AP li,和为第i个配电网预定义的有功和无功负荷增长向 量,与λ由输电网连续潮流计算后传送给配电网,%,为第i个配电网有 功潮流方程,为第i个配电网无功潮流方程。
[0042] 步骤B、由输电网采用切线预测方法进行连续潮流预测,计算输电网各节点状态变 量、各公共连接点状态变量和负荷参数的预测值;判断P-V曲线前后两点的切线斜率符号 是否相反,若符号相反表明穿过稳定临界点,则采用缩减步长方法计算稳定临界点,否则进 行步骤C。
[0043] 优选,步骤B具体包括以下步骤:
[0044] 步骤B1、进行输电网连续潮流预测,本发明输电网连续潮流采用切线预测法:
[0045] 计算预测切向量[dxnnn dxT d λ ]τ:
[0046]
[0047] 式中,
3输电网连续潮流方程对状态变量和负荷参数的求导, ek表示第k个元素等于1但其它元素都等于零的行向量," ± 1"中的正负号取决于切向量 [dxp。。dxT cU]T中第k个分量的正负,若第k个分量符号为正,则取"+1",若第k个分量符 号为负,则取
[0048] 解出切向量后,由下式计算预测解:
[0049]
[0050] 式中,,X〗与λ°为当前潮流解,,:ir与|为预测解,σ为步长;
[0051] 步骤Β2、对于P-V曲线前后两点(xk,Ak)与( xk+1,Ak+1):
[0052] 若满足:
[0053]
[0054] 贝瞭明已穿过稳定临界点,采用缩减步长方法计算稳定临界点,#(/,)为潮流 OX' 解(xk,λ·〇处的切线斜率,^(χ?+1)为潮流解(Xk+1,A k+1)处的切线斜率;
[0055] 否则,进入步骤C。
[0056] 步骤C、利用输电网和各配电网潮流的分布式交替迭代完成连续潮流校正环节计 算;判断潮流是否满足分布式计算的收敛条件,如果满足则转步骤B,否则继续步骤C。
[0057] 优选,步骤C具体包括以下步骤:
[0058] 步骤CU对于输电网,以步骤Bl中的预测解^,ir,?为初值,采用牛顿法求 解步骤Α2中连续潮流的扩展方程组,可得修正方程式为:
[0059]
[0060] 式中,Δ fT为输电网功率不平衡向量,Δ X 与Δ X τ为状态变量修正量,Δ λ为负 荷参数修正量,解得状态变量和负荷参数λ后,将其传递给下级各配电网;
[0061] 对于输电网潮流计算中发电机无功输出QTig(xT,X pJ的上下限不等式约束条件 处少r,V成*,采用现有的PV-PQ节点类型双向转换逻辑进行处理,比如采用文 献三《潮流计算中PV-PQ节点转换逻辑的研究》(中国电机工程学报,2005年第25卷第1期 第53页)所述的PV-PQ节点类型双向转换逻辑进行处理。
[0062] 步骤C2、各配电网收到输电网传递的信息后,对于第i个配电网(i = 1,2,…,η), 为根节点状态变量,采用牛顿法求解步骤A3中的潮流方程,可得修正方程式简写 为:
[0063] JdAxd= ASd
[0064] 式中,Jd为配电网潮流的雅可比矩阵,Λ Xd为配电网状态变量修正量向量,ASd为 配电网功率不平衡量向量。
[0065] 第i个配电网中各节点的状态变量xA,进而可计算公共连接点的等值负荷功率 ^3D,.pcc Qdi.pcc *
[006?
[0067
[0068] 式中,和队,。:分别为基态下第i个配电网节点j的有功和无功负荷 值;与为第i个配电网的有功和无功网损,下级各配电网计算4 ^与 U =丨'2,…"0后将其返回上级输电网;
[0069] 对于含分布式电源(DG)的配电网,在潮流计算中还需考虑DG无功输出的上下限 不等式约束条件^ ),沉<01),沉(\)<\.沉〇 = ],2,__',《),((^.加(\)为第1个配电网中 分布式电源的无功输出),并采用节点类型转换技术进行处理,比如,文献四《含分布式电源 的三相不平衡配电网连续潮流计算》(电力系统自动化,2015年第39卷第9期第48页)所 述的节点类型转换技术进行处理
[0070] 步骤C3、输电网收到各公共连接点的等值负荷功率信息后,重复步骤Cl与C2进行 分布式交替迭代计算,直至满足如下收敛条件:
[0071]
[0072] 式中,ε为收敛精度,为公共连接点的电压幅值。最终通过校正环节中输、 配电网间PCC点处电气量的交换实现全电网负荷裕度的分布式计算。
[0073] 对于给定的负荷增长方式,配电网可能先于输电网发生电压崩溃,由于配电网进 行普通潮流计算,当接近崩溃点时,其潮流收敛速度变慢甚至发散。如遇到这种情形,可 转换输配电网的参数化方法进行连续潮流计算,由输电网采用自然参数化方法进行潮流计 算:
[0074]
[0075] 配电网采用局部几何参数化方法进行连续潮流计算:
[0076]
[0077] 式中,为输电网的潮流方程,^rg为为输电网发电复功率增长向量, 为第i个配电网中节点m的电压幅值,为第i个配电网的潮流方程, 为第i个配电网的负荷复功率增长向量,β为几何参数,(,,<,")为在λ-V平面上选择的 参考点。
[0078] 若切换参数化方法后潮流仍无法收敛,则采用最优乘子技术处理潮流临近病态或 病态的情况。当潮流良态时,乘子最终稳定在1. 〇附近;当潮流病态时,乘子最后趋近于零, 此时可将步长减半,返回之前的预测步中重新计算,直至逼近电压稳定临界点。
[0079] 与本申请人2011年09月30日提交的申请号为201110294628. 3的发明专利(一 种基于分布式计算的互联电网中子网电压稳定评估方法)相比:
[0080] -、之前专利的研究对象为互联电网(即大型输电网);本专利的研究对象为输配 全局电网。
[0081] 二、之前专利只适用于互联电网中主子网负荷及发电增长模式下的电压稳定评 估,不考虑其他从子网的负荷及发电增长;而本专利中输、配电网均可定义负荷及发电增 长。
[0082] 三、在连续潮流校正环节的分布式计算中,之前专利需要建立各子网的外网等值 模型,具体步骤包括交换各子网间边界节点阻抗矩阵对角元、形成电压修正系数、联络线在 各子网重复建模等;而本专利无需建立外网等值模型,只需简单交换边界连接节点处的电 气信息即可。
[0083] 为了测试本发明所提方法的有效性,采用IEEE30节点系统和IEEE33节点三相不 平衡配电系统构造全局系统算例,将IEEE33节点三相不平衡配电系统作为IEEE30节点输 电网中26号负荷节点(PCC点)下属的配电网,将输电网中其他负荷节点下属的配电系统 等值为负荷功率。
[0084] 令配电网各节点负荷与输电网除PCC点外其他节点负荷恒功率因数增长,其中输 电网以初始负荷为增长基数,对于不同的配电网负荷增量定义了三种负荷增长方式,如表1 所示。为了测试配电网率先电压崩溃的情形,令方式2和方式3中配电网负荷增量分别为 方式1的2倍和4倍,全网负荷增量由输电网各发电机按当前出力比例分担。
[0085] 表1三种方式中负荷增量
[0086]
[0087] 在三种;式下采用^发明方法进行分布'连续潮流计算,将负?裕度计算值与全 网统一连续潮流计算得到的准确值进行对比,结果如表2所示。
[0088] 表2三种方式下负荷裕度计算结果
[0089]
[0090] 对于方式1,由于配电网负荷增量相对较小,在分布式连续潮流计算中未遇到配电 网潮流发散的情况,采用常规参数化策略得到了较为准确的负荷裕度,表明本专利方法具 有良好的计算鲁棒性。
[0091] 对于方式2,若采用常规参数化策略,在第50次校正步中出现了配电网潮流发散 的情况,采用参数化方法转换策略后,
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1