多端柔性直流配电系统潮流算法研究

发布时间：2020-07-19 17:41

【摘要】：电力工业是国民经济的命脉,潮流计算和最优潮流计算是电力系统规划和运行中普遍应用的分析工具。随着配电系统的不断发展,与此同时新能源发电技术和直流配电技术逐渐发展成熟,分布式发电大量接入到配电网,传统的潮流计算和最优潮流计算方法已经不能满足当代电力系统的运行要求,直流配电网因其只存在有功潮流,所以当交流配电系统与直流配电系统互联时,传统的潮流计算方法已经逐渐不能够满足交直流混联系统的分析计算要求。因此本文围绕潮流计算方法等方面展开了深入研究,文中的主要工作有以下几个方面:(1)直流配电网的接入能够提高配电网接纳分布式电源的能力,由于减少了大量的DC/AC逆变环节,因此提高了功率的传输效率。因此针对交直配电网可实现优势互补的特点,首先研究了直流配电网的几种典型拓扑结构,然后针对并网换流器并网目的的不同研究了几种典型换流器的外环控制方式,同时分析了几种典型的配电网潮流计算方法。(2)并联换流器进行协调可采用下垂控制,利用各换流器的下垂特性曲线将直流母线电压控制在同一数值上。但在对并联换流器进行稳态分析或者优化调度时,各个换流器均需按照下垂曲线方程参与潮流计算进行求解,也即在平衡节点上存在多个电压控制源且需收敛于同一电压值。因此提出了基于虚拟主从策略的多换流器并联潮流计算方法。首先探讨了交直流配电网的网络结构及控制策略,进而针对多换流器并联的情形进行了算法设计。将多换流器并联的直流母线视为平衡节点,利用该节点上的功率平衡方程以及下垂特性方程,推导出首编号换流器有功功率与其他换流器下垂曲线的关系式,实现该换流器的功率求解,从而按照下垂曲线获取直流电压值,其他编号的换流器利用该电压按照下垂曲线进行有功功率更新,解决了多换流器同时控制平衡节点电压的潮流计算难题。(3)由于传统配电网潮流方程是一组非线性方程,因此潮流可能存在多解性。直流配电系统只存在有功潮流,与交流配电系统存在较大的差别,因而研究其潮流解的存在性与唯一性,可以为其电压稳定分析提供更为直接的理论与方法。巴拿赫不动点定理是关于代数方程或者微分方程解的存在性和唯一性问题的一个重要定理。首先研究了传统电力系统潮流解多解性与存在性,然后基于巴拿赫不动点定理证明了直流配电系统潮流解的存在性和唯一性,并基于潮流可行解提出了电压稳定的分析方法。
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM721.1

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本文编号：2762742