[发明专利]一种微电网线性化潮流计算方法

说明书

一种微电网线性化潮流计算方法，包括如下步骤：获取微电网的网络参数；为各分布式电源DG成比例分配负荷功率，计算DG节点注入功率；依据微电网在不同控制策略下所要达到的平衡点，建立如下微电网线性化潮流方程：其中，ΔV为节点电压偏移相量所组成的矢量，S为各节点注入复功率矢量，V_N为微电网无负荷接入时的各节点电压矢量；依据所述线性化潮流方程计算接入负荷后节点电压的偏移量、节点电压幅值、节点电压相角以及包含线损的DG输出功率。本发明对微电网控制系统所要达到的平衡点进行建模，大幅降低方程维度，并将非线性潮流方程线性化，提升计算结果的精确度。

技术领域

本发明涉及微电网领域，尤其是一种微电网线性化潮流计算方法。

背景技术

微电网是有多种分布式电源(Distributed Generation,DG)、配电线路以及负荷构成的中低压电力系统，它的稳态模型是潮流方程。而潮流方程的计算是微电网的系统规划、经济调度、状态估计、电压控制等应用技术的基础。因此，对微电网潮流方程的建模、分析与计算，是微电网最重要的科研工作之一。

为大量消纳可再生能源，同时提高用户电能质量，大量微电网控制策略被提出，如今形成了以分层控制为标准，多控制器之间相互协调的体系。微电网内部的控制系统分为两层，一次控制是微电源控制器采用本地信息来迅速调节DG出力，保持系统电压和频率稳定，一般采用各种下垂控制策略；二次控制用来调节一次控制所产生的静差，根据通讯条件不同分为集中式、分散式和分布式三大类。现有的方法根据控制策略的不同将微电网潮流计算进行分类，并将控制策略的具体模型带入非线性潮流方程中考虑。然而，这一做法导致：

1)当逆变器数量较多时，将大幅增加方程的维数，而且需要对不同的控制策略进行单独建模，增加了问题的复杂程度。

2)非线性交流潮流方程的各状态变量高度耦合，需要依赖数值迭代方法求解。然而，迭代方法计算效率较低，而且收敛性难以保证，无法微电网的在线应用，如实时调度、静态安全分析等对计算时间的要求。

由于线性方程组具有成熟的求解方法，不存在收敛性问题，且可以求得未知量的解析表达式。因此，将非线性潮流方程线性化是一种常用方法，典型的是广泛应用于输电系统的直流潮流。然而，直流潮流假设了所有母线电压为常数、各相邻节点间的相位差很小、忽略线路电阻以及无功功率。这些假设严重不符合较高的中低压微电网工况，会导致较差。另外一个常用的潮流方程线性近似是配电网线性化支路潮流方程，即“LinDistFlow”，它假设系统中网络为辐射状拓扑，消去了电压相角，且忽略了系统线路损耗。因此，该方法对微电网的拓扑结构做出了限制，求解各节点电压相角，且在线路重载的情况下会产生较大的误差。

综上所述，现有的微电网非线性潮流计算方法难以保证计算的高效性和收敛的稳定性；而现有的线性化潮流计算方法无法保证结果的高精确性。

发明内容

本发明提供一种微电网线性化潮流计算方法，对微电网控制系统所要达到的平衡点进行建模，大幅降低方程维度，并将非线性潮流方程线性化，提升计算结果的精确度。

一种微电网线性化潮流计算方法，包括如下步骤：

获取微电网的网络参数；

为各分布式电源DG成比例分配负荷功率，计算DG节点注入功率，具体为

其中，分别为DG注入节点i的不包含线损的有功功率估计值和无功功率估计值，P_Lj、Q_Lj分别为节点j的负荷功率，m_i和n_i分别为由DG的控制参数所决定的功率分配因子，N_G、N_L分别是微电网节点集合N＝{0,1，…，n}的电源节点和负荷节点子集合；