一种考虑分布式发电与重力储能影响的潮流计算方法技术

一种考虑分布式发电与重力储能影响的潮流计算方法，涉及一种配电网潮流计算方法，为了解决现有的潮流算法没有考虑不同变量之间的相关性，造成计算结果偏大的问题。本发明专利技术采集配电网的分布式发电系统的参数并建立分布式发电系统模型；将步骤一风电系统模型处理为PQ节点，将光伏系统模型处理为PI节点；采集重力储能系统的参数并建立重力储能系统模型；并将其处理为PV

【技术实现步骤摘要】
一种考虑分布式发电与重力储能影响的潮流计算方法


[0001]本专利技术涉及一种配电网潮流计算方法。

技术介绍

[0002]随着煤炭，石油等化石能源的日益消耗和对环境的不断污染，全球的能源供应危机持续增长，合理开发利用新能源是必然趋势。以新能源为基础的分布式发电因其具有污染少、可靠性高、能源利用效率高、安装地点灵活等多方面优点成为了电力系统发展中新的热点。新能源具有不可预测性和波动性，需要依靠储能系统来对其输出功率进行平滑，因此以分布式发电和储能共同形成的联合发电系统成为新型电力系统中一项重要的研究课题。在已知的各种储能技术中，相较于其他储能形式，重力储能具有较长的使用寿命、较高的环境友好性和较低的单位储能成本，将可能成为未来极具发展潜力的一项储能技术，尤其是在温度苛刻的高寒地区，更具实用前景。
[0003]配电网系统是电力系统中重要的组成部分，是电力系统面向终端用户的最后环节，其稳定运行直接关系着电力用户的电能质量和用电可靠性。随着电力系统的不断升级，如今的配电网不仅承担着向负荷供电的任务，也扮演着接纳分布式能源和储能系统发电上网的新角色。在配电网朝着自动化、智能化的方向发展的同时，及时准确的潮流分析计算是提高配电系统的自动化管理水平和保障系统的安全经济运行的前提和基础。现代配电网络中由于各种不对称的大型负荷以及非全相的配电线路等因素的存在，导致配电网络的参数不对称问题日趋严重。加之分布式发电的不确定性，现有的直接计算系统电压、电流和功率精确值的确定性潮流算法已不再适用，由于其没有考虑不同变量之间的相关性，造成计算结果偏大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有的潮流算法没有考虑不同变量之间的相关性，造成计算结果偏大的问题，提出了一种考虑分布式发电与重力储能影响的潮流计算方法。
[0005]本专利技术所述的一种考虑分布式发电与重力储能影响的潮流计算方法，该潮流计算方法包括以下步骤：
[0006]步骤一、采集配电网的分布式发电系统的参数并建立分布式发电系统模型，该分布式发电系统模型包括风电系统模型和光伏系统模型；
[0007]步骤二、将步骤一建立的风电系统模型处理为PQ节点，将步骤一建立的光伏系统模型处理为PI节点；
[0008]步骤三、采集重力储能系统的参数并建立重力储能系统模型；
[0009]步骤四、将步骤三建立的重力储能系统模型处理为PV
‑
PQ节点；
[0010]步骤五、利用前推回带法对步骤二获取的PQ节点和PI节点以及对步骤四获取的PV
‑
PQ节点进行分别解析，得出配电网系统所有节点的三相电压幅值，完成对配电网系统的潮流计算。
[0011]进一步的，步骤二中将建立的风电系统模型处理为PQ节点的具体方法为：
[0012]在异步风力发电机的机械功率与有功功率相等时，利用公式(1)计算风电场从配电网吸收的无功功率；
[0013][0014]其中，Q
风
为风电场从电网吸收的无功功率；U为风电场并网点电压有效值；P
风
为风电机组发出的有功功率；X1为异步风力发电机的定子漏抗；X2为异步风力发电机的转子漏抗；X
m
为异步风力发电机的激磁电抗。
[0015]进一步的，利用节点的有功功率与无功功率之间的关系确定出节点视在功率，再利用节点视在功率计算出该节点的注入电流；
[0016]所述节点视在功率的计算公式为：
[0017][0018]其中，S为节点视在功率；
[0019]所述该节点注入电流的计算公式为：
[0020]I
n
＝(S
n
/U
n
)
*
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0021]其中，I
n
为节点注入电流；U
n
为并网的节点电压。
[0022]进一步的，步骤二中将建立的光伏系统模型处理为PI节点的具体方法为：
[0023]步骤二一、获取光伏电池阵列输出的额定工作电压U
DC
；
[0024]步骤二二、利用最大功率跟踪单元对步骤二一获取的额定工作电压U
DC
进行跟踪处理，确定出光伏电池阵列最大功率点的工作电压
[0025]步骤二三、结合步骤二一获取的额定工作电压U
DC
与步骤二二确定出的最大功率点的工作电压并利用电压调节控制单元对光伏电池阵列输出的并网电流进行调节，获得并网电流给定幅值
[0026]步骤二四、通过步骤二三获得的并网电流给定幅值与三相电网的同步信号相乘，获得三相交流给定值；
[0027]步骤二五、利用步骤二四获得的三相交流给定值通过电流控制单元，输入至DC/AC变换器，生成给定信号值；
[0028]步骤二六、将步骤二五生成的给定信号值与步骤二四获得的三相交流给定值进行比较，生成比较值；
[0029]步骤二七、将步骤二七生成的比较值再次通过电流控制单元，输入至DC/AC变换器；DC/AC变换器对光伏电池阵列输出的并网电流进行变换，变换为与电网同步的正弦电流。
[0030]进一步的，步骤二三中获得并网电流给定幅值的具体公式为：
[0031][0032]其中，K
dp
为电压调节控制单元的比例系数；K
di
为电压调节控制单元的积分系数，s
电
为拉普拉斯算子。
[0033]进一步的，节点的无功功率通过每次迭代计算出的节点电压、恒定的电流幅值和有功功率得到；
[0034]所述节点的无功功率的具体计算公式为：
[0035][0036]Q
光k
为第k次潮流迭代中节点的无功功率；I是节点的电流幅值；U
k
‑1为第k
‑
1次潮流迭代结果中的电压值；P
光
是节点的有功功率。
[0037]进一步的，步骤三中采集重力储能系统的参数并建立重力储能系统模型的具体方法为：
[0038]确定重力储能系统所存储的能量为：
[0039]E＝mgh
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0040]其中，E为重力储能系统所存储的能量；m为重物质量；g为重力加速度；h
max
为重物所处竖直高度的上限；
[0041]确定重力储能系统可释放的能量为：
[0042]E
valid
＝mg(h
max
‑
h
min
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0043]其中，h
min
为重物所处竖直高度的下限。
[0044]进一步的，步骤五中得出配电网系统所有节点的三相电压幅值的具体方法为：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑分布式发电与重力储能影响的潮流计算方法，其特征在于，该潮流计算方法包括以下步骤：步骤一、采集配电网的分布式发电系统的参数并建立分布式发电系统模型，该分布式发电系统模型包括风电系统模型和光伏系统模型；步骤二、将步骤一建立的风电系统模型处理为PQ节点，将步骤一建立的光伏系统模型处理为PI节点；步骤三、采集重力储能系统的参数并建立重力储能系统模型；步骤四、将步骤三建立的重力储能系统模型处理为PV
‑
PQ节点；步骤五、利用前推回带法对步骤二获取的PQ节点和PI节点以及对步骤四获取的PV
‑
PQ节点进行分别解析，得出配电网系统所有节点的三相电压幅值，完成对配电网系统的潮流计算。2.根据权利要求1所述的一种考虑分布式发电与重力储能影响的潮流计算方法，其特征在于，步骤二中将建立的风电系统模型处理为PQ节点的具体方法为：在异步风力发电机的机械功率与有功功率相等时，利用公式(1)计算风电场从配电网吸收的无功功率；其中，Q
风
为风电场从电网吸收的无功功率；U为风电场并网点电压有效值；P
风
为风电机组发出的有功功率；X1为异步风力发电机的定子漏抗；X2为异步风力发电机的转子漏抗；X
m
为异步风力发电机的激磁电抗。3.根据权利要求2所述的一种考虑分布式发电与重力储能影响的潮流计算方法，其特征在于，利用节点的有功功率与无功功率之间的关系确定出节点视在功率，再利用节点视在功率计算出该节点的注入电流；所述节点视在功率的计算公式为：其中，S为节点视在功率；所述该节点注入电流的计算公式为：I
n
＝(S
n
/U
n
)
*
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，I
n
为节点注入电流；U
n
为并网的节点电压。4.根据权利要求1所述的一种考虑分布式发电与重力储能影响的潮流计算方法，其特征在于，步骤二中将建立的光伏系统模型处理为PI节点的具体方法为：步骤二一、获取光伏电池阵列输出的额定工作电压U
DC
；步骤二二、利用最大功率跟踪单元对步骤二一获取的额定工作电压U
DC
进行跟踪处理，确定出光伏电池阵列最大功率点的工作电压步骤二三、结合步骤二一获取的额定工作电压U
DC
与步骤二二确定出的最大功率点的工作电压并利用电压调节控制单元对光伏电池阵列输出的并网电流进行调节，获得并
网电流给定幅值步骤二四、通过步骤二三获得的并网电流给定幅值与三相电网的同步信号相乘，获得三相交流给定值；步骤二五、利用步骤二四获得的三相交流给定值通过电流控制单元，输入至DC/...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋杭选，刘智洋，陈晓光，关万琳，张睿，刘延龙，郭袅，牟泽欣，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：