交直流混合配电网潮流算法研究

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随着电压源换流器(Voltage Sourced Converter,VSC)和直流配电网逐渐发展成熟,未来会形成交直流混合配电网协同发展的新格局,为光伏发电、储能等直流电源和电动汽车、制氢系统等直流负荷接入电网创造了良好的条件。分布式电源中,风力发电功率出力与光伏发电功率出力随机性较强,在短时间内功率波动较大,负荷功率同样存在波动性,这些皆会威胁到交直流混合配电网的安全运行。因此,为获取系统的潮流分布,为调度人员提供有效的参考信息,及时采取预防措施避免危险事故的发生,需要对交直流混合配电网进行潮流计算。交直流混合配电网潮流计算包括确定性潮流计算与不确定性潮流计算。首先,在交直流混合配电网中采用增广直角坐标模型,考虑电压源换流器的多种控制方式,建立了基于增广直角坐标的电压源换流器修正方程,提出了增广直角坐标下的交直流解耦潮流模型,既提高了计算效率又减小了矩阵规模。此外,基于制氢系统负荷的端口特性,提出了增广直角坐标下考虑制氢系统负荷功率模型的直流配电网潮流计算方法。其次,为降低风光荷功率波动对电网的冲击性影响,需要对风光荷功率进行预测,准确获取其变化趋势。为提高预测精确度,同时考虑了风光功率出力与负荷功率时间序列间的同期相依性与短期相依性,基于局部相关系数对时间序列进行聚类,采用长短期记忆神经网络对风光功率出力以及负荷功率进行预测,并计算功率预测误差,分析预测误差分布特性,根据置信区间,得到预测误差区间值,结合风光荷功率预测值与误差区间,将风光功率出力与负荷功率预测值采用区间表示,进行区间潮流计算。最后,针对风光荷功率波动接入交直流混合配电网引起的潮流波动问题,提出了基于区间泰勒展开法的交直流混合配电网区间潮流算法,获取潮流区间上下限值,观察波动性功率对电网潮流的影响。该算法考虑了主从控制策略与对等控制策略下直流配电网节点电压与功率的波动对交流配电网与电压源换流器中潮流和调制比的影响。采用区间泰勒展开法避免了区间迭代,同时区间潮流模型中基于增广直角坐标的雅可比矩阵与海森矩阵稀疏度极高,提高了计算效率。
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