中压微网系统的并网方法

中压微网系统的并网方法
【专利摘要】中压微网系统的并网方法，包括以下步骤：搭建中压微网系统模型，作为研究并网后全局潮流计算方法的仿真模型；设计改进型同伦计算方法，实现对微网系统潮流的求解；设计基于改进型同伦计算方法的中压微网系统全局潮流计算方法，实现对并网后中压微网系统潮流的求解。
【专利说明】中压微网系统的并网方法

【技术领域】
[0001] 本发明项目涉及一种中压微网系统的并网方法。

【背景技术】
[0002] 近些年，分布式发电及其系统集成技术日益发展成熟，其环保高效节能的特点，可 W作为集中式发电的有效补充。而分布式发电又主要采用微网的形式接入中压系统，与中 压系统互为支撑，该样不仅能缓解能源压力，而且有效地提高了供电的可靠性，具有巨大的 社会与经济意义。
[0003] 但目前，微网的并网运行一直是微网建设的重大难题。如果大量微网系统并入中 压系统，必然会使得全局潮流的分析精度和控制质量受到严重的影响，进而造成电能质量、 电网安全性和稳定性等诸多的问题。目前，主要的潮流计算方法仍采用统一的牛顿类方法， 中压系统潮流和微网系统潮流计算相对独立，该样因中压系统和微网系统的数据来源不 同，而导致的边界节点上的功率与电压失配，会使得全局控制决策顾此失彼。其次，由于微 网系统线路r/x较大，目前应用较为广泛的P-Q分解法并不适用。而全局潮流计算方法W 中压微网系统作为研究对象，对中压系统和多个微网系统轮流进行潮流计算，并通过子边 界系统交换数据，能快速准确地计算出全局系统的运行状态。此外，同伦方法作为一种新发 展起来的用于求解非线性方程组的数值解法，其对迭代初值要求不高，方法整体收敛性强 的特点，能够满足微网系统在线潮流计算的要求。与此同时，在同伦方法中结合了化Ier预 估-Newton校正法和可变步长调整策略，提高了同伦方法的计算精度。而目前，对于结合了 同伦方法的全局潮流计算方法尚未出现。


【发明内容】

[0004] 本发明要解决现有中压系统并入微网后，在进行全局潮流计算时计算量鹿大、对 迭代初值要求高W及收敛性不强等问题，提出了一种中压微网系统的并网方法。
[0005] 中压微网系统的并网方法，包括W下步骤：
[0006] 1)搭建中压微网系统模型，作为研究并网后全局潮流计算方法的仿真模型；
[0007] 11)由中压系统MV和多个微网系统MGi共同构成中压微网系统的模型，其中子边 界系统Bi表示连接中压系统和第i个微网的系统，如图1所示；
[0008] 12)对中压微网系统的节点集进行统一划分，明确各系统所包含的节点类型；
[0009] 121) B =巧1，i = 1，2,…，N}表示由各子边界系统组成的边界系统集合；
[0010] 122) CM={?|n^MV 表示在MV系统中去掉所有子边界系统Bi后所包含的 节点集合，元素个数为Nm ;
[0011] 12扣对于 V/G-表示 Bi 所包含的节点集合， Cs产帥?GMG,.县HgB,'凍示在MGi系统中去除子边界系统Bi后所包含的节点集合，集合Cm 和Csi中元素个数分别为Nbi和Nsi ;
[001引蝴构造中压微网系统的潮流方程，如公式（1)，（2)和（3)所示。
[0013]

【权利要求】
1.中压微网系统的并网方法，包括以下步骤： 1) 搭建中压微网系统模型，作为研究并网后全局潮流计算方法的仿真模型； 11) 由中压系统MV和多个微网系统MGi共同构成中压微网系统的模型，其中子边界系 统Bi表示连接中压系统和第i个微网的系统； 12) 对中压微网系统的节点集进行统一划分，明确各系统所包含的节点类型； 121. B = (Bi, i = 1，2,…，N}表示由各子边界系统组成的边界系统集合； 122. Cm = {n I n G MV且成B }表示在MV系统中去掉所有子边界系统Bi后所包含的节 点集合，元素个数为Nm ; 123) 对于 V/G{l，2，...,iV], CBi = {n|n G 表示 Bi 所包含的节点集合，Cs,_={?|n eMG且/WB,}表示在MGi系统中去除子边界系统Bi后所包含的节点集合，集合CBi和C si中 元素个数分别为Nm和Nsi ; 13) 构造中压微网系统的潮流方程，如公式（1)，（2)和（3)所示。
式中左M、知,?和t分别表示CM、CBi和Csi中考虑负荷后的节点注入功率；^ M、 和分别表不中压系统、子边界系统Bi和微网系统MGi的支路损耗；和.分 别表示由中压系统流入子边界系统Bi以及由子边界系统Bi流入微网系统MGi的功率； ..夕BiV]7表示由集合B中各节点电压构成的电压向量，表示由集合Cm中各 节点电压构成的电压向量，Pb,和Ps,_分别表示由集合CBi和集合C si中各节点电压构成的电 压向量。 2) 设计改进型同伦计算方法，实现对微网系统潮流的求解； 21)在微网系统潮流方程F(X) = O中引入同伦参数t，构造同伦方程H(x，t)，如公式 (6)所示； 在F(x)中引入一个参数t，构造一簇同伦映射： //(x,〇:Dx[〇,l]c /f"nl -^R1" (4) 其中 F(x) = G Rm，X = (X11X2,...^)1 G Rm，A(X)= (X1, x2, ...，xm)T G Rm，i = 1，2, ...，m，使得 H(x,0) = F(x)-F(x°),H(x, I) =F(x) (5) 其中H(x, 0) = O的解x(0) = x°为已知的初始值，方程H(x, I) = O的解x(l)就是方 程组F (X) = 0的解X' 若J(X) = F' (X)连续且非奇异，则可对F(X)构造同伦方程： H(x, t) = F (x) - (1-t) F (x°) =0 (6) 22) 通过对同伦参数t的求导，将同伦方程转化为微分方程的初值问题；对参数t进行 求导，得
23) 利用Euler预估-Newton校正法跟踪同伦曲线，得到微网系统的潮流解f ; 231) 给定同伦方程初始值x°和参数t的增量h°，并令t° = 0,则迭代起点（x(1)，t(1))等 于（x°，t°)，迭代步长h(1)等于h°; 232) 从起点（x(1)，t(1))开始跟踪同伦曲线，用Euler法预估出同伦曲线上的下一近似 点（IJ);
233) 用牛顿校正法对该近似点进行校正，得到同伦曲线上的修正点，并记录当前的迭 代次数；
234) 通过牛顿校正的迭代次数，调整下一轮预估-校正的迭代步长h(2); 若迭代次数小于2次，表明此段同伦曲线斜率变化不大，则应加快跟踪速度，令h(2)= 1.25h(1);反之，表明曲线斜率变化较大，跟踪已接近曲线的峰谷点，则应减慢跟踪速度，保 证跟踪精度，令h(2) = 0. 75h(1)。 235) 判断此时同伦参数t是否等于1。若是，则跳到236);反之，则令起点（x(1)，t(1)) 等于'(fG)，返回232)进行下一轮的预估-校正。 236) 迭代结束，得到微网系统潮流方程的精确解X' 3)设计基于改进型同伦计算方法的中压微网系统全局潮流计算方法，实现对并网后中 压微网系统潮流的求解： 31) 输入各子边界系统的电压初值匕，,置迭代计数k = 0 ; 32) 利用全局潮流计算方法求解中压微网系统潮流，得到中压微网系统的全局运行状 态，具体计算步骤如下： 321) 将各子边界系统电压代入对应的微网系统MGi中，利用改进型同伦计算方法 同时求解每个微网系统潮流，得到系统运行状态，以及各微网系统与其对应的子边界系统 Bi的交换功率 322) 利用功率^益广带回各子边界系统中，得到各子边界系统与中压微网系统的交换 功率 323) 将功率代入中压系统，利用PQ分解法求解中压系统潮流，得到系统电压向量 [Vuik+l) ,ha+Y； 324) 判断max|PB(A^-PBw I是否小于给定的收敛指标e 3。如果收敛，则输出系统运行 状态；反之，则转到321)继续计算，并记录迭代次数ite2。
【文档编号】G06F19/00GK104362664SQ201410362613
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】骆旭伟, 陈骏宇, 王晶, 褚衍清, 王雪锋, 王肖杰 申请人:浙江工业大学