中壓微網系統的并網方法
【專利摘要】中壓微網系統的并網方法，包括以下步驟：搭建中壓微網系統模型，作為研究并網后全局潮流計算方法的仿真模型；設計改進型同倫計算方法，實現對微網系統潮流的求解；設計基于改進型同倫計算方法的中壓微網系統全局潮流計算方法，實現對并網后中壓微網系統潮流的求解。
【專利說明】中壓微網系統的并網方法

【技術領域】
[0001] 本發明項目涉及一種中壓微網系統的并網方法。

【背景技術】
[0002] 近些年，分布式發電及其系統集成技術日益發展成熟，其環保高效節能的特點，可 W作為集中式發電的有效補充。而分布式發電又主要采用微網的形式接入中壓系統，與中 壓系統互為支撐，該樣不僅能緩解能源壓力，而且有效地提高了供電的可靠性，具有巨大的 社會與經濟意義。
[0003] 但目前，微網的并網運行一直是微網建設的重大難題。如果大量微網系統并入中 壓系統，必然會使得全局潮流的分析精度和控制質量受到嚴重的影響，進而造成電能質量、 電網安全性和穩定性等諸多的問題。目前，主要的潮流計算方法仍采用統一的牛頓類方法， 中壓系統潮流和微網系統潮流計算相對獨立，該樣因中壓系統和微網系統的數據來源不 同，而導致的邊界節點上的功率與電壓失配，會使得全局控制決策顧此失彼。其次，由于微 網系統線路r/x較大，目前應用較為廣泛的P-Q分解法并不適用。而全局潮流計算方法W 中壓微網系統作為研究對象，對中壓系統和多個微網系統輪流進行潮流計算，并通過子邊 界系統交換數據，能快速準確地計算出全局系統的運行狀態。此外，同倫方法作為一種新發 展起來的用于求解非線性方程組的數值解法，其對迭代初值要求不高，方法整體收斂性強 的特點，能夠滿足微網系統在線潮流計算的要求。與此同時，在同倫方法中結合了化Ier預 估-Newton校正法和可變步長調整策略，提高了同倫方法的計算精度。而目前，對于結合了 同倫方法的全局潮流計算方法尚未出現。


【發明內容】

[0004] 本發明要解決現有中壓系統并入微網后，在進行全局潮流計算時計算量鹿大、對 迭代初值要求高W及收斂性不強等問題，提出了一種中壓微網系統的并網方法。
[0005] 中壓微網系統的并網方法，包括W下步驟：
[0006] 1)搭建中壓微網系統模型，作為研究并網后全局潮流計算方法的仿真模型；
[0007] 11)由中壓系統MV和多個微網系統MGi共同構成中壓微網系統的模型，其中子邊 界系統Bi表示連接中壓系統和第i個微網的系統，如圖1所示；
[0008] 12)對中壓微網系統的節點集進行統一劃分，明確各系統所包含的節點類型；
[0009] 121) B =巧1，i = 1，2,…，N}表示由各子邊界系統組成的邊界系統集合；
[0010] 122) CM={?|n^MV 表示在MV系統中去掉所有子邊界系統Bi后所包含的 節點集合，元素個數為Nm ;
[0011] 12扣對于 V/G-表示 Bi 所包含的節點集合， Cs產帥?GMG,.縣HgB,'凍示在MGi系統中去除子邊界系統Bi后所包含的節點集合，集合Cm 和Csi中元素個數分別為Nbi和Nsi ;
[001引蝴構造中壓微網系統的潮流方程，如公式（1)，（2)和（3)所示。
[0013]

【權利要求】
1.中壓微網系統的并網方法，包括以下步驟： 1) 搭建中壓微網系統模型，作為研究并網后全局潮流計算方法的仿真模型； 11) 由中壓系統MV和多個微網系統MGi共同構成中壓微網系統的模型，其中子邊界系 統Bi表示連接中壓系統和第i個微網的系統； 12) 對中壓微網系統的節點集進行統一劃分，明確各系統所包含的節點類型； 121. B = (Bi, i = 1，2,…，N}表示由各子邊界系統組成的邊界系統集合； 122. Cm = {n I n G MV且成B }表示在MV系統中去掉所有子邊界系統Bi后所包含的節 點集合，元素個數為Nm ; 123) 對于 V/G{l，2，...,iV], CBi = {n|n G 表示 Bi 所包含的節點集合，Cs,_={?|n eMG且/WB,}表示在MGi系統中去除子邊界系統Bi后所包含的節點集合，集合CBi和C si中 元素個數分別為Nm和Nsi ; 13) 構造中壓微網系統的潮流方程，如公式（1)，（2)和（3)所示。
式中左M、知,?和t分別表示CM、CBi和Csi中考慮負荷后的節點注入功率；^ M、 和分別表不中壓系統、子邊界系統Bi和微網系統MGi的支路損耗；和.分 別表示由中壓系統流入子邊界系統Bi以及由子邊界系統Bi流入微網系統MGi的功率； ..夕BiV]7表示由集合B中各節點電壓構成的電壓向量，表示由集合Cm中各 節點電壓構成的電壓向量，Pb,和Ps,_分別表示由集合CBi和集合C si中各節點電壓構成的電 壓向量。 2) 設計改進型同倫計算方法，實現對微網系統潮流的求解； 21)在微網系統潮流方程F(X) = O中引入同倫參數t，構造同倫方程H(x，t)，如公式 (6)所示； 在F(x)中引入一個參數t，構造一簇同倫映射： //(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°為已知的初始值，方程H(x, I) = O的解x(l)就是方 程組F (X) = 0的解X' 若J(X) = F' (X)連續且非奇異，則可對F(X)構造同倫方程： H(x, t) = F (x) - (1-t) F (x°) =0 (6) 22) 通過對同倫參數t的求導，將同倫方程轉化為微分方程的初值問題；對參數t進行 求導，得
23) 利用Euler預估-Newton校正法跟蹤同倫曲線，得到微網系統的潮流解f ; 231) 給定同倫方程初始值x°和參數t的增量h°，并令t° = 0,則迭代起點（x(1)，t(1))等 于（x°，t°)，迭代步長h(1)等于h°; 232) 從起點（x(1)，t(1))開始跟蹤同倫曲線，用Euler法預估出同倫曲線上的下一近似 點（IJ);
233) 用牛頓校正法對該近似點進行校正，得到同倫曲線上的修正點，并記錄當前的迭 代次數；
234) 通過牛頓校正的迭代次數，調整下一輪預估-校正的迭代步長h(2); 若迭代次數小于2次，表明此段同倫曲線斜率變化不大，則應加快跟蹤速度，令h(2)= 1.25h(1);反之，表明曲線斜率變化較大，跟蹤已接近曲線的峰谷點，則應減慢跟蹤速度，保 證跟蹤精度，令h(2) = 0. 75h(1)。 235) 判斷此時同倫參數t是否等于1。若是，則跳到236);反之，則令起點（x(1)，t(1)) 等于'(fG)，返回232)進行下一輪的預估-校正。 236) 迭代結束，得到微網系統潮流方程的精確解X' 3)設計基于改進型同倫計算方法的中壓微網系統全局潮流計算方法，實現對并網后中 壓微網系統潮流的求解： 31) 輸入各子邊界系統的電壓初值匕，,置迭代計數k = 0 ; 32) 利用全局潮流計算方法求解中壓微網系統潮流，得到中壓微網系統的全局運行狀 態，具體計算步驟如下： 321) 將各子邊界系統電壓代入對應的微網系統MGi中，利用改進型同倫計算方法 同時求解每個微網系統潮流，得到系統運行狀態，以及各微網系統與其對應的子邊界系統 Bi的交換功率 322) 利用功率^益廣帶回各子邊界系統中，得到各子邊界系統與中壓微網系統的交換 功率 323) 將功率代入中壓系統，利用PQ分解法求解中壓系統潮流，得到系統電壓向量 [Vuik+l) ,ha+Y； 324) 判斷max|PB(A^-PBw I是否小于給定的收斂指標e 3。如果收斂，則輸出系統運行 狀態；反之，則轉到321)繼續計算，并記錄迭代次數ite2。
【文檔編號】G06F19/00GK104362664SQ201410362613
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】駱旭偉, 陳駿宇, 王晶, 褚衍清, 王雪鋒, 王肖杰 申請人:浙江工業大學