分布式电源的三相不平衡时序仿真方法技术

本发明专利技术涉及配电网分析技术领域，公开了一种分布式电源的三相不平衡时序仿真方法。对电网系统中各分布式电源进行建模，获取各分布式电源的系统模型。根据各分布式电源的系统模型判断在潮流计算中的等值模型。使用基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算，对所述电网系统中各节点上各相的电压幅值和电压相角进行修正；反复迭代，直至所有节点的电压幅值和相角满足收敛条件。本发明专利技术可以高效灵活地对含有各种类型分布式电源的配电网进行时序仿真计算。同时，充分考虑了分布式电源出力的波动性和随机性，可以根据实际气象条件，模拟配电网日仿真和年仿真工况，以便及时对威胁配电网安全稳定运行的不利因素采取措施。

【技术实现步骤摘要】
分布式电源的三相不平衡时序仿真方法
本专利技术涉及配电网分析
，特别是涉及一种分布式电源的三相不平衡时序仿真方法。
技术介绍
随着智能电网的不断发展和深入改革，配电网的安全运行成为当前电网运行的重要部分。分布式电源的大量并网在提高配电网供电可靠性、降低网损、节省投资的同时，也给系统分析增加了困难。一方面，分布式电源改变了传统配电网的潮流分布，使线路潮流出现逆流，同时系统由单电源模式变成多电源模式。另一方面，诸如风力发电、光伏系统等分布式电源具有波动性和随机性等特点，需要针对不同分布式电源的出力情况，进行日仿真、月仿真等长期仿真。同时，由于配电网具有支路参数不对称、负荷分配不平衡的特点，通常需要进行三相不对称潮流仿真，分布式电源接入电网形式也更加灵活，有单相接入的也有两相、三相形式接入的。因此，需要综合考虑配电网三相不平衡的特点和分布式电源出力波动性的特点，对配电网进行时序仿真研究。
技术实现思路
基于此，有必要针对如何综合考虑配电网三相不平衡的特点和分布式电源出力波动性的特点，对配电网进行时序仿真研究的问题，提供一种分布式电源的三相不平衡时序仿真方法。一种分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，对电网系统中各分布式电源进行建模，获取各分布式电源的系统模型；根据各分布式电源的系统模型判断在潮流计算中的等值模型；基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算，对所述电网系统中各节点上各相的电压幅值和电压相角进行修正；反复迭代，直至所有节点的电压幅值和相角满足收敛条件。上述分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，针对电网系统中各分布式电源的特点分别进行建模，获取各分布式电源的系统模型。根据所述系统模型判断各分布式电源在潮流计算中的等值模型。使用基于功率补偿算法的三相牛顿功率注入法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算。在潮流迭代中，对所述电网系统中各节点上各相的电压幅值和电压相角进行修正，反复迭代直至所有节点的电压幅值和相角满足收敛条件，即完成了对所述电网系统的三相潮流仿真。利用所述分布式电源的三相不平衡时序仿真方法可以高效灵活地处理含有各种类型分布式电源的所述电网系统的时序仿真计算，对含环网的配电网也具有很强的收敛性。同时，充分考虑了分布式电源出力的波动性和随机性，可以根据实际气象条件，模拟配电网日仿真和年仿真工况，以便及时对威胁配电网安全稳定运行的不利因素采取措施，可应用于电网调度部门、能量管理系统，有助于推进含分布式电源配电网的规划和优化研究。在其中一个实施例中，所述等值模型包括PQ节点类型、PV节点类型、PQ(V)节点类型和PI节点类型。在其中一个实施例中，所述分布式电源包括光伏系统和风电系统，所述对电网系统中各分布式电源进行建模包括获取所述光伏系统中各电池组件的光照强度信息，根据光电输出功率与所述光照强度信息的关系，建立所述光伏系统的模型；获取所述风电系统中各风机的风速信息，根据风电输出功率与所述风速信息的关系，建立所述风电系统的模型。在其中一个实施例中，所述光伏系统包括M个电池组件，M个电池组件组成太阳能电池方阵，所述光电输出功率与所述光照强度信息的关系式为：PM＝rAη；其中，PM为所述光电输出功率，r为试验时间段内的光照强度信息，A为所述太阳能方阵的总面积，η为所述太阳能方阵的总的光电转换效率。在其中一个实施例中，所述太阳能方阵的总面积为：所述太阳能方阵的总的光电转换效率为：其中，Am为第m个电池组件的面积，ηm为第m个电池组件的光电转换效率。在其中一个实施例中，所述风电输出功率与所述风速信息的关系式为：其中，P为风电输出功率，u为风机轮毂高度处的风速信息，uci为切入风速，uco为切出风速，uR为额定风速，PR为额定输出功率。在其中一个实施例中，基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算包括根据所述等值模型获取所述电网系统的注入功率；根据所述电网系统的配电网注入功率方程式，获取所述电网系统的修正方程，并根据所述修正方程获取雅可比矩阵；将所述注入功率带入所述雅可比矩阵中，以各节点上各相的电压相角修正量和电压幅值修正量。在其中一个实施例中，所述配电网注入功率方程式为：其中，PiP为i节点P相的有功功率，为i节点P相的无功功率，为i节点m相的电压幅值，为j节点m相的电压幅值，为i节点mi相和j节点mj相的相角差，为i节点mi相和j节点mj相之间的电导，为i节点mi相和j节点mj相之间的电纳；其中，i＝1,2,3...n，j＝1,2,3...n，m＝a,b,c，k>0。在其中一个实施例中，所述电网系统的修正方程为：式中，ΔP1a为1母线a相的有功功率偏差，为1母线a相的无功功率偏差，为n母线c相的有功功率偏差，为n母线c相的无功功率偏差，均为所述电网系统的雅可比矩阵元素，Δδ1a为1母线a相的电压相角修正量，为1母线a相的电压幅值修正量，Δδnc为n母线c相的电压相角修正量，为n母线c相的电压幅值修正量。在其中一个实施例中，所述雅可比矩阵为：式中，为所述电网系统的雅可比矩阵元素。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术其中一实施例中分布式电源的三相不平衡时序仿真方法的方法流程图；图2为本专利技术其中一实施例的对各分布式电源进行建模的方法流程图；图3为本专利技术其中一实施例的风电输出功率与风速信息的关系曲线；图4为本专利技术其中一实施例的异步风机发电机的简化等值电路图；图5为本专利技术其中一实施例的基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算的方法流程图；图6为本专利技术其中一实施例的IEEE13系统对母线测试的算例拓扑图；图7为本专利技术其中一实施例的第一台风机出力变化因子的折线图；图8为本专利技术其中一实施例的第二台风机出力变化因子的折线图；图9为本专利技术其中一实施例的第三台风机出力变化因子的折线图；图10为本专利技术其中一实施例的第四台风机出力变化因子的折线图；图11为本专利技术其中一实施例的利用仿真方法求得母线的三相电压日仿真情况折线图；图12为本专利技术其中一实施例的母线A相电压日仿真结果与OpenDSS软件仿真结果比较折线图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的优选实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本专利技术的公开内容理解得更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，包括：/n对电网系统中各分布式电源进行建模，获取各分布式电源的系统模型；/n根据各分布式电源的系统模型判断在潮流计算中的等值模型；/n基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算，对所述电网系统中各节点上各相的电压幅值和电压相角进行修正；/n反复迭代，直至所有节点的电压幅值和相角满足收敛条件。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，包括：
对电网系统中各分布式电源进行建模，获取各分布式电源的系统模型；
根据各分布式电源的系统模型判断在潮流计算中的等值模型；
基于功率补偿算法对所述等值模型进行三相不平衡潮流计算，对所述电网系统中各节点上各相的电压幅值和电压相角进行修正；
反复迭代，直至所有节点的电压幅值和相角满足收敛条件。


2.根据权利要求1所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述等值模型包括PQ节点类型、PV节点类型、PQ(V)节点类型和PI节点类型。


3.根据权利要求1所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述分布式电源包括光伏系统和风电系统，所述对电网系统中各分布式电源进行建模包括：
获取所述光伏系统中各电池组件的光照强度信息，根据光电输出功率与所述光照强度信息的关系，建立所述光伏系统的模型；
获取所述风电系统中各风机的风速信息，根据风电输出功率与所述风速信息的关系，建立所述风电系统的模型。


4.根据权利要求3所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述光伏系统包括M个电池组件，M个电池组件组成太阳能电池方阵，所述光电输出功率与所述光照强度信息的关系式为：
PM＝rAη；
其中，PM为所述光电输出功率，r为试验时间段内的光照强度信息，A为所述太阳能方阵的总面积，η为所述太阳能方阵的总的光电转换效率。


5.根据权利要求4所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述太阳能方阵的总面积为：



所述太阳能方阵的总的光电转换效率为：



其中，Am为第m个电池组件的面积，ηm为第m个电池组件的光电转换效率。


6.根据权利要求4所述的分布式电源的三相不平衡时序仿真方法，其特征在于，所述风电...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱璐，陈莎莎，陈国炎，王勇，李光茂，杨森，邓剑平，乔胜亚，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44