[发明专利]一种计及能量路由器的混合配电网络潮流模型及求解方法

说明书

本发明涉及一种计及能量路由器的混合配电网络潮流模型及求解方法，与现有技术相比解决了难以建立计及能量路由器混合配电网络潮流模型的缺陷。本发明包括以下步骤：混合配电网络信息典型结构的建模；建立能量路由器稳态模型；混合配电网络潮流模型的建立；求解混合配电网络潮流模型。本发明基于对交直流混合配电网络拓扑结构的分析，建立了计及能量路由器的交直流混合配电网模型，提出了适应性更强的考虑修正步长‑自适应乘子优化的交替迭代法，可用于交直流混合配电网络运行状态优化分析计算，具有重要的理论意义和实际应用工程价值，且计算所需参数获取简便，实用性强。

技术领域

本发明涉及电力系统配电网运行分析技术领域，具体来说是一种计及能量路由器的混合配电网络潮流模型及求解方法。

背景技术

近些年交流配电网以规划铺设方便、工程实践成熟、运维经验丰富等优势成为目前配电领域的主要形式，但由于与配电网相关的新技术、新设备、新元素不断发展，影响着配电网建设规划的同时，也带来了经济性、稳定性等许多挑战。传统配电结构亟需更为灵活、经济、环保的配电形式来解决低压配电系统存在的这些问题。目前的研究集中在交直流混合配电网，交直流混合配电网络节点类型、数量较多，并网元素也较为丰富，因此网络间的潮流、控制都将更加复杂，需对传统的电能集中协调控制进行灵活调整，目前基于能量路由器(energy router,ER)组网的灵活配电网络能够有效的解决上述问题。

基于能量路由器组网的灵活配电网络结构，建立计及ER的交直流混合配电网络潮流计算模型，可指导交直流混合配电网的合理规划建设及设备布点工作的进行，实现混合配电网的安全、优质、经济运行。传统的混合网络求解算法在收敛性和计算速度两方面不能很好的做到完美的统一，且计及能量路由器的混合配电网络潮流模型较为复杂，如何兼顾收敛性和求解计算速度甚为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中难以建立计及能量路由器混合配电网络潮流模型的缺陷，提供一种计及能量路由器的混合配电网络潮流模型及求解方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种计及能量路由器的混合配电网络潮流模型及求解方法，包括以下步骤：

11)混合配电网络信息典型结构的建模：读取混合配电网络信息，并基于牛顿-拉夫逊法对混合配电网络典型结构进行稳态建模；

12)建立能量路由器稳态模型：基于能量路由器的分层级式电力电子结构，建立多端口接入的能量路由器稳态模型；

13)混合配电网络潮流模型的建立：建立计及能量路由器的混合配电网络潮流模型；

14)求解混合配电网络潮流模型：引入修正步长-自适应乘子优化方法，基于能量路由器参数及控制方式求解混合配电网络潮流模型。

所述建立能量路由器稳态模型包括以下步骤：

21)设定多端口接入的能量路由器稳态模型包括交流端口稳态模型和直流端口稳态模型；

22)对交流端口稳态模型建模：

基于标准化ER的电力电子架构，若节点i接在ER交流端口，其电压为U_i∠θ_i，该点对应ER新增节点h，其交流电压为U_h∠θ_h，则δ_ih＝δ_i-δ_h；

节点i与节点h间电抗为Y_ih＝G_ih+jB_ih，端口电容为B_si，则注入i的有功、无功功率如下：