[发明专利]一种具有五阶收敛速率的柔性系统潮流计算方法

说明书

本发明公布了一种具有五阶收敛速率的柔性系统潮流计算方法，该方法具有五阶的收敛速度。首先，输入参数并初始化，并判断系统为并网或孤岛运行状态，进一步确定计及频率f影响的雅克比矩阵J的形式；然后，计算系统不平衡量Δf并判断是否满足精度要求，若不收敛，则令迭代次数K＝1，利用五阶收敛的预估校正法计算预估值和校正值x^(K+1)，以修正系统的雅克比矩阵。本发明将具有五阶收敛速度的牛顿法应用于含VSC‑HVDC的交直流系统潮流计算中，相较于经典牛顿法而言，本发明方法的迭代次数更少、计算效率更高，尤其适用于系统频率发生波动情况下的潮流计算问题。

技术领域

本发明属于电力系统分析与计算领域，具体涉及一种具有五阶收敛速率的柔性系统潮流计算方法。

背景技术

目前，直流输电技术在世界范围内正处于高速发展阶段，我国南方电网和华东电网已形成交直流混联的大规模电力系统。伴随着能源紧缺、环境问题和可再生资源的持续开发，将进一步促使我国发展形成世界上结构最为复杂的交直流大电网。因而，开展交直流系统运行问题的相关研究具有重要意义。

由于HVDC自身结构和运行复杂、大量换流站无功消耗等问题，影响了其进一步的发展应用。对此，凭借自身独特的技术优势，基于电压源换流器的高压直流输电VSC-HVDC(Voltage Source Converter based HVDC)系统获得了普遍关注。目前，国内外已有数十项VSC-HVDC实际工程，关于VSC-HVDC的模型和仿真技术也逐渐成为相关研究的重点。含VSC-HVDC的交直流系统潮流计算是系统稳态和暂态特性分析的前提，也是研究其相应控制运行方式及保护必不可少的环节。

大规模电力系统的频率一般维持在既定的水平下，但孤岛运行或单独微网运行模式下的小型系统的频率变化对系统具有一定的影响，此种情形下的潮流问题分析明显具有不同于传统潮流的特点。为此，需要一种新的潮流算法以解决上述问题。本发明提出的五阶收敛速率的牛顿法不仅能够有效计及频率变化对系统产生的影响，且可有效提高潮流计算的收敛速度。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供了一种具有五阶收敛速率的柔性系统潮流计算方法，其改进之处在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：获得电力系统的网络参数，包括：母线编号及名称、负荷有功功率、负荷无功功率、补偿电容、输电线路的支路号、首端节点和末端节点的编号、串联电阻、串联电抗、并联电导、并联电纳、变压器变比和阻抗；

步骤2：程序初始化，包括：网络参数初值设定、VSC-HVDC的换流器VSC的控制方式设定、节点次序设定、形成节点导纳矩阵，设置误差精度ε；设置迭代计数器的迭代次数K＝0，K为自然数；

定义直流节点为换流变压器的一次侧所连接的节点，纯交流节点为与换流变压器不相连的节点；设系统的节点总数为n，其中直流节点数为n_VSC，纯交流节点数为n_ac＝n-n_VSC；1～n_ac节点为纯交流节点，其中有一个平衡节点；n_ac+1～n节点为直流节点；直流系统中各变量的迭代初值由下式得出：