一种多端柔性直流并网海上风电系统的潮流计算方法技术方案

本发明专利技术公布了一种多端柔性直流并网海上风电系统的潮流计算方法。该方法考虑了VSC的损耗影响，同时通过采用非线性热平衡方程，有效计及了可利用的气息数据；首先，输入参数并初始化；然后，计算系统不平衡量并判断是否满足精度要求；若不收敛，则利用

【技术实现步骤摘要】
一种多端柔性直流并网海上风电系统的潮流计算方法
本专利技术属于电力系统分析与计算领域，具体涉及一种多端柔性直流并网海上风电系统的潮流计算方法。
技术介绍
风能是清洁、绿色可再生能源，素来享有“蓝天白煤”的美誉。风力发电(以下简称风电)是目前新能源发电中技术最成熟和最具商业化发展前景的发电方式之一。相比陆上风电，海上风电开发的资源条件较为优越。同时，我国海岸线漫长，东部沿海风能丰富，由于我国东部沿海地区经济较发达，用电负荷集中，能源需求量大，网架也相对坚强，因此，在东部沿海地区发展海上风电，不仅能有效缓解该地区能源匮乏、电源结构单一等矛盾，且风电便于就地消纳，可大大降低风电并网的难度。目前，海上风电已成为各国风能和海洋资源开发的一个前沿热点课题。由于HVDC自身结构和运行复杂、大量换流站无功消耗等问题，影响了其进一步的发展应用。对此，凭借自身独特的技术优势，基于电压源换流器的高压直流输电VSC-HVDC(VoltageSourceConverterbasedHVDC)系统获得了普遍关注，而含VSC-HVDC的交直流系统潮流计算是其中一个重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多端柔性直流并网海上风电系统的潮流计算方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤1：获得电力系统参数，包括：母线编号及名称、负荷有功功率、负荷无功功率、补偿电容、输电线路的支路号、首端节点和末端节点的编号、串联电阻、串联电抗、并联电导、并联电纳、变压器变比和阻抗；/n步骤2：程序初始化，包括：网络参数初值设定、VSC-HVDC的换流器VSC的控制方式设定、节点次序设定、形成节点导纳矩阵，设置误差精度ε；设置迭代计数器的迭代次数K＝0，K为自然数；/n定义直流节点为换流变压器的一次侧所连接的节点，纯交流节点为与换流变压器不相连的节点；设系统的节点总数为n，其中直流节点数为n

【技术特征摘要】
1.一种多端柔性直流并网海上风电系统的潮流计算方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：获得电力系统参数，包括：母线编号及名称、负荷有功功率、负荷无功功率、补偿电容、输电线路的支路号、首端节点和末端节点的编号、串联电阻、串联电抗、并联电导、并联电纳、变压器变比和阻抗；
步骤2：程序初始化，包括：网络参数初值设定、VSC-HVDC的换流器VSC的控制方式设定、节点次序设定、形成节点导纳矩阵，设置误差精度ε；设置迭代计数器的迭代次数K＝0，K为自然数；
定义直流节点为换流变压器的一次侧所连接的节点，纯交流节点为与换流变压器不相连的节点；设系统的节点总数为n，其中直流节点数为nVSC，纯交流节点数为nac＝n-nVSC；1～nac节点为纯交流节点，其中有一个平衡节点；nac+1～n节点为直流节点；用于接入海上风电系统的多端柔性直流换流站有q个，其与交流系统相连的节点为p(p≤q)，海上风电系统的功率经由p节点注入交流系统；
直流系统中各变量的迭代初值由下式得出：



其中，k表示接入直流网络的第k个VSC，k∈CV表示第k个换流器为定直流电压控制，表示第k个换流器不属于定直流电压控制，k＝1，2，...，nVSC；上标0表示第k个VSC的迭代初值，上标ref表示为设定值，上标N表示为额定值，下标d表示VSC的直流侧；下标t表示此节点为直流节点，t＝1，2，...，nVSC；下标p表示此节点为VSC的多端拓扑节点，p＝1，2，...，q；为交流系统连接处的电压相量，Utk和θtk分别表示电压幅值和电压相角；Udk为第k个VSC直流侧的电压，Idk为第k个VSC直流侧的电流；Ptk和Qtk分别为交流系统流入换流变压器的有功功率和无功功率；Ppk为海上风电系统的有功功率；Ploss为换流器VSC的功率损耗；XLk为换流变压器的电抗，Xfk为交流滤波器的电抗；Mk为第k个VSC的调制度；δk＝θtk-θck，θck为第k个VSC输出基波电压的相角；
Ploss由下式确定：
Ploss＝x1+y1I+z1I2
其中，x1表示VSC不承担负荷时的功率损耗，y1和z1分别表示VSC功率损耗与换流器电流幅值I之间的线性、二次的关系常数；
步骤3：利用下式计算功率不平衡量Δf；
Δf＝-JΔx
其中，J为雅克比矩阵；






fdc＝[Δd11，Δd12，Δd13，Δd14，…，Δdk1，Δdk2，Δdk3，Δdk4]T，
fH＝[Δqcij，Δqrij，Δqsij]T；上标T表示转置；表示纯交流节点的功率增量，表示直流节点的功率增量；表示海上风电系统的有功功率增量；Δdk1，Δdk2，Δdk3，Δdk4表示直流系统换流器VSC的基本潮流计算方程；Δqcij，Δqrij，Δqsij分别表示节点i和j之间的导线的对流热损失率增量、导线在太阳辐射下的热损失率增量、导线的太阳辐射率增量；

Δxac＝ΔU1，Δθ1，…，ΔUn，ΔθnT，






ΔTc表示导线温度的增量；ΔUn，Δθn表...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦延方，王浩，曾志辉，鹿顺航，杨明，李乾坤，王晓卫，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41