[发明专利]一种双极直流配电网潮流的线性化计算方法

说明书

本发明公开了一种双极直流配电网潮流的线性化计算方法，针对负荷节点列写正极、中线、负极三条线路上的节点电压方程，通过两两相减的线性变换，得到双极直流配电网的网络模型，利用工作点处的泰勒展开与高次项的舍去得到恒功率负荷线性化模型，综合网络模型与恒功率负荷线性化模型得到线性化端口电压求解模型，代入实际网络参数，求得网络负荷节点端口电压，再计算正极线、中线、负极线路上的节点对地电压，以此计算支路电流、支路功率，完成双极直流配电网线性潮流计算。

技术领域

本发明涉及直流配电网潮流计算领域，具体涉及一种双极直流配电网潮流计算方法。

背景技术

相比于交流配电网，直流配电网具有变换环节少、线路损耗低、供电容量大、供电可靠性高等优势。直流配电网的拓扑结构可分为单极型与双极型。不同于单极直流配电网，双极直流配电网具有多电压等级、多供电回路、接地可靠等特点，供电方式更为灵活，供电可靠性更高。

潮流计算是电网建设规划、运行控制、电能质量监测及保护配置的基础。由于双极直流配电网网络拓扑复杂、正负极耦合，其网络模型难以建立。现有双极直流配电网潮流计算方法多采用迭代算法，无法实现双极直流配电网的快速潮流计算。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明提供了一种双极直流配电网潮流的线性化计算方法，解决双极直流配电网潮流计算快速性不足的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种双极直流配电网潮流的线性化计算方法，一种双极直流配电网潮流的线性化计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

将双极直流配电网中的M个节点划分为N个负荷节点与M-N个电源节点，并且每个节点均具有正极、负极与双极电气参数；负荷节点为用于向用户配电的各个节点，并作为恒功率节点；电源节点为与交流大电网连接的换流器出口对应的节点，并作为恒电压节点；

建立负荷节点的双极直流配电网的端口电压网络模型：将所有负荷视为电流源，解耦双极直流配电网中的正极线、中线、负极线三条线路，列写负荷节点分别在正极线、中线、负极线的节点电压方程，并将所述节点电压方程两两相减，从而得到负荷节点的端口电压网络模型；

建立负荷节点的恒功率负荷线性化模型：对负荷节点的功率计算公式进行泰勒展开，并提取高次项从而得到负荷节点的恒功率负荷线性化模型；

联立所述负荷节点的的端口电压网络模型与所述负荷节点的恒功率负荷线性化模型，从而得到负荷节点的线性化端口电压求解模型；

将实际网络参数代入所述负荷节点的线性化端口电压求解模型中，求解出负荷节点的端口电压列向量，并根据所述负荷节点的端口电压列向量计算出负荷节点的节点对地电压列向量；

分别建立双极直流配电网中的正极线、中线、负极线三条线路的支路关联矩阵A_b.up、A_b.unu、A_b.un，对角化形成双极直流配电网的支路关联矩阵A_b.u＝diag(A_b.upA_b.unuA_b.un)；根据双极直流配电网的支路关联矩阵计算双极直流配电网的支路电流列向量；

从所述负荷节点的节点对地电压列向量中提取各负荷节点分别在的正极线、中线、负极线上的节点对地电压，从所述支路电流列向量中提取分别在的正极线、中线、负极线上的各支路电流，并获取电源节点的节点对地电压，从而计算出双极直流配电网中分别在的正极线、中线、负极线上的各支路的线路功率与线路损耗。

进一步的，负荷节点分别在正极线、中线、负极线上的节点电压方程如下：