[发明专利]分布式潮流控制器单相等效仿真方法

摘要

分布式潮流控制器单相等效仿真方法，包括步骤：建立一个单相的分布式潮流控制器仿真系统，将分布式潮流控制器的并联侧等效为一个电流源，注入到单相线路中，首端和末端分别是两个电压等级和频率相同，相角不同的等效电压源；考虑到三相线路的对称性，只需对一相线路进行仿真，同时从单相串联变流器的角度入手，串入多个变流器，根据单相线路功率需求建立模型，确定分布式串联变流器的数量；串入多组变流器进行建模仿真，对比单相分布式潮流控制器在多组投切方案下得到的注入线路电压和线路有功功率的仿真结果，确定最优投切方式。本发明可以大幅减少仿真时间，方便观察线路的潮流调节效果，也对研究多组单相串联变流器的交互影响效果明显。

主权项

1.分布式潮流控制器单相等效仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、建立一个单相分布式潮流控制器仿真系统，将分布式潮流控制器的并联侧等效为一个额定容量的电流源，注入到单相线路中，首端和末端分别是两个电压等级和频率相同，相角不同的等效电压源，首端电源电压为Vs，末端电源电压为Vr，线路电感为X_L，线路电阻为R_L，等效阻抗为Z_L，单个变流器注入线路中电压为V_se；步骤二、利用分布式潮流控制器的系统设计容量，确定分布式潮流控制器并联侧向线路中注入的三次谐波有功功率P_sh3，其中系统所能承受的调控潮流范围是一定的，分配到线路中串联侧每个变流器注入线路中的有功功率P_se也是固定的；考虑到三相线路的对称性，只对一相线路进行仿真，变流器未投入到线路中，线路有功功率P_L为：n个串联侧变流器投入到线路后，线路有功功率P'_L为：n个串联侧变流器投入到线路后，线路有功功率的增量ΔP为：n个变流器注入线路中基波有功功率之和等于线路有功功率的增量ΔP，则有：其中，分布式潮流控制器并联侧向线路中注入的三次谐波有功功率P_sh3等于n个变流器吸收的三次谐波有功功率不考虑串联侧装置的损耗，n个变流器吸收的三次谐波有功功率等于n个变流器注入到线路中基波有功功率之和则有：由公式(3)、(4)、(5)、(6)联立得到：步骤三、已知分布式潮流控制器并联侧注入到线路的三次谐波功率P_sh3恒定，又考虑并联侧模块等效为一个额定容量的电流源，则注入线路中等效电流源容量S＝P_sh3；步骤四、假设系统最大调节有功功率为P_S，从一个变流器对系统线路有功功率调节效果来分析投入系统变流器的个数N，将简化等效后的单相分布式潮流控制器仿真系统，串入一个变流器，给入最小电压调节指令即最小有功功率调节指令P_semin，观察线路中有功功率的增量ΔP，计算出P_S和一个变流器注入线路中的有功功率P_semin的大小比值n₁，取整后为N₁；给入最大电压调节指令即最大有功功率调节指令P_semax计算出串联侧最少串入线路中变流器单元的个数N₂，则N₂的取值范围为：N₂≤N≤N₁，其中，N为串入变流器的数量；步骤五、根据步骤四的结果，参考系统设计容量以及多组变流器交互影响最小，快速、有效、稳定的调节线路潮流指标，确定串入变流器的数量N的最优解N_S的大小，求出最优电压调控指令对应得到最优有功功率调节效果；步骤六、确定串入变流器的数量N的最优解N_S后，针对N_S个变流器进行协调控制的验证，观察单相线路潮流调节的效果，从如下三种投切方案进行验证：方案一，相邻变流器之间的电气距离固定且等间距，N_S个变流器给定同一目标参数，在t₁时同时投切到系统线路；方案二，相邻变流器之间的电气距离固定且等间距，N_S个变流器给定同一目标参数，N_S个变流器依次在t_i＝t₁+(i‑1)Δt时投切到系统线路；方案三，改变相邻变流器之间的电气距离，观察线路潮流的变化以及相邻变流器之间的交互影响，之后，N_S个变流器给定同一目标参数，在t₁时同时投切到系统线路；上述三种投切方案中同一目标参数包括直流电容电压给定值U_dcref和变流器输出电压给定值U_seref；最后，对比方案一、方案二、方案三下串入N_S个变流器得到的注入线路电压和线路有功功率的仿真结果，分析变流器之间的交互影响，确定最优的一种投切方式。