交直流混合微网潮流计算和分析

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对于交流微网和交直流微网来说,潮流计算是微网分析最基本的计算,微网规划、运行、调度中提出的各种问题均需要调用潮流计算作为分析基础。如对微网规划,通过潮流计算可以检验所提出的方案能否满足各种运行方式的要求;对微网运行,通过潮流计算可以预知各种分布式发电波动或调度、负荷变化、网络结构变化等会不会危及系统的安全,所有节点电压是否在允许的范围内,系统中各种元件是否会出现过载。对于微网调度来说,潮流计算是最优潮流的基础,只有精确地计算潮流,才能优化网损、用电能效、发电经济性等目标。因此,微网潮流计算是一项极为重要和基础的课题。  本文针对目前交直流微网潮流计算面临的主要问题,首先提出了较为完整的交流微网潮流计算方法,解决了传统算法收敛性问题和PV节点处理问题;在此基础上,完成了变流站损耗与控制建模,提出了基于交替迭代法的交直流微网潮流计算算法;并针对电动汽车类型负荷,通过提出均衡控制策略,建立了考虑均衡控制的时序随机潮流方法,分析了交直流微网在解决电动汽车等城市新负荷方面的潜力。主要研究工作包括:  1.首先详细分析了分布式发电的各种类型和控制方式,建立了分布式发电潮流计算模型;同时分析了基于电压源型换流器(VSC)的换流站及其控制,建立了其等效计算模型;  2.针对各类潮流算法特点,选择牛顿法和注入电流法作为研究基础,针对牛顿拉夫逊法对初值非常敏感,并且由于配网呈辐射状,R/X值较高,导致网络的雅可比矩阵易出现不同程度的病态特征等问题,研究改进初值选取方法;针对注入电流法难以处理PV节点的问题,研究了解决该问题的注入电流法,并使雅可比矩阵为常数阵,提高了计算速度;  3.选择使用交替迭代法为基础,充分考虑VSC换流站损耗计算、复杂控制行为及运行限制,解决换流站多种复杂的控制策略和不同结构的换流器损耗计算,并结合交流微网潮流计算方法,建立了交直流微网潮流计算方法;  4.提出了使用交直流微电网解决集成电动汽车等新类型负荷到现有配电网的方案及均衡控制策略,提出一种自适应变下垂系数法的交直流电网潮流均衡控制方法,并研究了该控制策略下的时序潮流计算;分析了电动汽车负荷的随机性,提出了基于蒙特卡洛法的交直流随机时序潮流分析方法,对交直流微电网集成电动汽车的能力进行了分析和评估。
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