、iq是微分量也是分布式电源的注入电 流，K是变比，δ是逆变器输出电压超前网侧电压相角。
[0107] 记控制器中第i个PI环节的输入和积分器输出变量为PIi_x、PIi_y，其对应微分方 程为式(4)，则一个分布式电源元件存在的状态量有电路模型中的id、i q以及4个PI的积分环 节输出 PIi_y(i = l，2,3,4)，总 6 个。
[0109]三相潮流计算结束以后，可以得到分布式电源节点的三相电压、三相注入电流(对 称的），求取出网侧电压正序分量、电压正序分量a相电压相角以及电流a相相角，利用park 变换对正序电压UgabcJ和三相对称电流iabc进行变换，得到UgdQ(UgqQ = O)、idQ、iqO。
?
[0112]状态量初值求解根据稳态时状态量是稳定值，从而有状态量的微分为0、ΡΙ环节的 输入PIi_x = 0(否者PIi_y不是稳定值），带入微分方程求解。由式(3)有：
[0118]以上是电路方程中的状态量、代数量求解，关于控制器中的代数量、状态量求解， 这里仅给出PI2环节的处理方法，其他PI环节类似处理：
[0122] 步骤5)中，设置扰动参数，恒阻抗负荷利用潮流电压和负荷功率转化为节点接地 导纳，将各负荷、分布式电源中能够并入网络的恒阻抗部分并入网络，修改导纳矩阵和相关 代数方程，选择步长和仿真时间，继而在初值和新网络基础上不断求解各时步的代数方程 和微分方程;遇到故障和操作时，进行网络修改或变量增减处理，并进行一步代数量跃变计 算，仿真一直到给定时间界限结束。
[0123] 其中，状态量的求解如下：
[0124] 状态量存在于微分方程，需要采用数值分析的微分方程积分方法求解，本文采用 显式的改进欧拉法，包括预测环节和校正环节，以下以状态量id和i q的第n+1步求解为例说 明，其余动态元件的状态量类似求解。
[0125] 记式⑴id、iq的微分方程为：
[0127] 其中：xdq表示id、iq、Ugd、Ugd、Ud、Uq变量组，当已知第η步状态量、代数量时，也即已 矢口 idn、iqn、Ugdn、Ugqn、Udn、Uqn〇
[0128] 预测环节：
[0130] 其中：hn是第η步求解第n+1步时的步长。
[0131]预测环节结束后根据预测得到的所有状态量，进行全网代数量求解，得到Xdqn+1,〇， 再进行校正环节：
[0133] 代数量的求解如下：
[0134] 代数量的求解主要指网络方程的求解，也是式(17)的求解：
[0136] 假设已知第η步，求氕+i、￡/丨+1 ,按4.2.2节的接口处理方法，求解动态元件和 平衡节点的注入电流L1,再按式（17)求解出f>"+1，部分接口电路在求时，需要用到该 节点的&, +1，先用代替，再迭代消除电压误差，需要说明的是分布式电源节点的注入电 流存在着派克变换与反变换问题，下具体分析。
[0137] 分布式电源PQ控制策略模型成立的前提是变换阵Dm始终要与网侧对称的电压相 位一致，一则配电网中可以包含多个分布式电源，二则在时域仿真各时步中网侧电压相位 是不断变化的而且不对称，不对称的问题前已解决:采用对称分量法求取正序电压分量，以 正序电压分量代替实际网侧电压值。
[0138] Dm变换阵为：
f
[0140]第η时步各个分布式电源的Dm选取的相位为该分布式电源网侧正序电压分量a相 相位(记为αη)，而且要注意到除去网侧电压外，逆变器输出电压(Udq)和分布式电源注入电 流（idq)变换阵都是该Dm(记为Dm_an)，当完成状态量求解时，需要求解分布式电源注入电流 iab。来进行网络方程求解，必须利用Dm_an进行反变换得到1^。，故各时步包括各时步预测和 校正环节中的各分布式电源网侧正序电压相位α η都需要保存，各时步进行的0"变换和反变 换相位是该时步的αη。
[0141]当采用改进欧拉法求解出第η+1步的状态量idn+1、iqn+1，需要进行反0?变换得到η+1 步λ、λ、λ,则有：
[0143] 其中：Ιη+1为η+1步输出电流的有效值，δ?+1为η+1步电流相位超前第η步D m的相位 角，故第η+1步电流有效值为In+i、a相相位角为an+5 i+1，以此幅值和相角构造出对称的二相 电流，即为分布式电源的三相注入电流。
[0144] 在负荷、分布式电源节点三相注入电流计算得到后，求解平衡节点注入电流及各 节点电压，利用得到的节点电压重新求解注入电流，进行迭代计算，当前后两次计算得到的 所有节点电压误差小于收敛精度时，本时步代数量求解完毕。
[0145] 以上虽然根据附图对本发明的实施例进行了详细说明，但不仅限于此具体实施方 式，本领域的技术人员根据此具体技术方案进行的各种等同、变形处理，也在本发明的保护 范围之内。
【主权项】
1. 一种含分布式电源的配电网机电暂态仿真算法，其特征在于:步骤包括： 1) 对分布式电源进行建模，构建含分布式电源的配电网三相系统模型； 2) 对配电网模型中的节点和支路进行编号，将各节点的三相负荷参数和各支路的三相 阻抗参数标幺化； 3) 构建单相系统，采用前推回代进行潮流计算，作为三相牛顿拉夫逊潮流计算的初值； 4) 对配电网进行三相牛顿拉夫逊潮流计算，用于求解时域仿真的初值； 5) 将分布式电源中的恒阻抗部分并入网络，选择步长与时间，对新网络进行时域仿真 计算。2. 根据权利要求1所述的含分布式电源的配电网机电暂态仿真算法，其特征在于:在步 骤1)中，将所述分布式电源源侧视为直流电压源，分布式电源电路拓扑中主要由直流电压 源、逆变器和滤波器构成;分布式电源并网采用PQ控制策略；由于逆变器的控制是在dq轴解 耦进行的，可采用正交park变换得到dq轴下电路模型，变换阵相角采用和网侧电压相位一 致;将配电网上级变电站出口母线视为无穷大电源，并在潮流计算中作为平衡节点，等值为 电压幅值和相角为恒定已知量，并假定三相电压对称;馈线上所有负荷等效为支路末节点 集中负荷，且为恒功率PQ负荷，考虑功率不对称;馈线支路采用集中参数模型，考虑三相之 间的耦合电抗。3. 根据权利要求1所述的含分布式电源的配电网机电暂态仿真算法，其特征在于:在步 骤2)中，平衡节点编号为0,并作为根节点，采用树的广度或深度搜索对配网其他节点进行 编号;选取上级变电站母线电压作为基准电压、上级变电站容量为基准功率，将配网中所有 线路阻抗、负荷进行标幺化。4. 根据权利要求1所述的含分布式电源的配电网机电暂态仿真算法，其特征在于:在步 骤3)中，将配网中的合环在支路处解环，使配网呈辐射状;将各支路的三相阻抗和各节点的 三相功率分别求和除以3作为单相系统的支路阻抗和节点负荷，各节点电压初值选lpu、相 角选〇，并利用前推回代法进行潮流计算。5. 根据权利要求1所述的含分布式电源的配电网机电暂态仿真算法，其特征在于:在步 骤4)中，将前推回代求得的单相系统各节点电压幅值、相角作为三相牛顿拉夫逊法中对应 节点的a相电压幅值和相角的初值，当迭代后所有节点的a、b、c各相有功、无功功率偏差都 满足给定精度时，潮流计算结束。6. 根据权利要求1所述的含分布式电源的配电网机电暂态仿真算法，其特征在于:在步 骤5)中，设置扰动参数，恒阻抗负荷利用潮流电压和负荷功率转化为节点接地导纳，将各负 荷、分布式电源中能够并入网络的恒阻抗部分并入网络，修改导纳矩阵和相关代数方程，选 择步长和仿真时间，继而在初值和新网络基础上不断求解各时步的代数方程和微分方程； 遇到故障和操作时，进行网络修改或变量增减处理，并进行一步代数量跃变计算，仿真一直 到给定时间界限结束。
【专利摘要】本发明公开了一种含分布式电源的配电网机电暂态仿真算法，该方法首先对分布式电源进行建模，构建了含分布式电源的配电网三相简化系统模型；对配电网模型中的节点和支路进行编号，将各节点的三相负荷参数和各支路的三相阻抗参数标幺化；对配电网进行三相潮流计算，用于求解时域仿真的初值；将各负荷、分布式电源中能够并入网络的恒阻抗部分并入网络，继而在初值和新网络基础上不断求解各时步的代数方程和微分方程，一直到给定时间界限结束。仿真中遇到故障和操作时，作网络修改或变量增减处理，并进行一步代数量跃变计算。本发明充分考虑了分布式电源的并网特性，提出了一种含分布式电源的配电网机电暂态仿真算法。
【IPC分类】G06F17/50, H02J3/00
【公开号】CN105470946
【申请号】CN201510817092
【发明人】张乐, 丁一帆, 陈国华, 徐青山, 胥鸣, 徐晓轶, 袁健华, 张敏, 袁松, 钱霜秋, 贲树俊, 叶颖杰, 曹锦晖, 白阳
【申请人】江苏省电力公司南通供电公司, 国家电网公司, 东南大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月23日