含電力電子設(shè)備的潮流

含電力電子設(shè)備的潮流問題簡(jiǎn)介含晶閘管換流器電力電子設(shè)備的潮流計(jì)算含VSC換流器電力電子設(shè)備的潮流計(jì)算2024/3/29主要內(nèi)容含大量電力電子設(shè)備（FACTS/HVDC）已成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)的主要特征之一電力電子設(shè)備的特點(diǎn)：快速，靈活，控制范圍大主要應(yīng)用：無功補(bǔ)償，改善暫態(tài)穩(wěn)定性，消除潮流阻塞，提高功率傳輸能力……如何求解含電力電子設(shè)備的潮流？等效功率注入法（王錫凡，《現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析》）戴維南等效電路法（X.P.Zhang，《FlexibleACTransmissionSystems:ModelingandControl》）2024/3/29問題簡(jiǎn)介2024/3/29含晶閘管換流器TCSC的潮流計(jì)算（等效功率注入法）lpmlpm假設(shè)TCSC的控制目標(biāo)為令Plp恒定，其他控制目標(biāo)類似。不與TCSC直接相連的節(jié)點(diǎn)潮流方程不變節(jié)點(diǎn)p和l的潮流方程變?yōu)樵黾恿艘粋€(gè)未知數(shù)XTCSC，相應(yīng)增加了一個(gè)方程2024/3/29對(duì)潮流方程的影響lpm原潮流方程對(duì)新變量的偏導(dǎo)數(shù)（雅可比矩陣新增一列的非對(duì)角元素）新潮流方程對(duì)原變量的偏導(dǎo)數(shù)（雅可比矩陣新增一行的非對(duì)角元素）新潮流方程對(duì)新變量的偏導(dǎo)數(shù)（雅可比矩陣新增行列的對(duì)角元素）潮流方程其他元素不變，可用常規(guī)的牛頓拉夫遜法迭代求解2024/3/29對(duì)雅可比矩陣的影響用公式電壓幅值為1.0相角差為20。~30。用上式估算出XTCSC的初始值FACTS設(shè)備均可在不同的控制模式下轉(zhuǎn)換，此處等價(jià)于新增不同表達(dá)式的方程可能存在的問題：將支路移去換成等效功率注入后，原來的網(wǎng)絡(luò)可能不連通。可以在原位置增加一條大阻抗支路，但不精確，且數(shù)值計(jì)算性能仍受影響。2024/3/29初始值的選取及本方法缺點(diǎn)VSC——VoltageSourceConverterVSC特點(diǎn)用IGBT，調(diào)制頻率更高諧波更小可同時(shí)控有功和無功潮流計(jì)算中每個(gè)VSC均可等價(jià)成一個(gè)戴維南等效電路（有源）潮流計(jì)算結(jié)束后應(yīng)求出合適的2024/3/29含VSC換流器SVC的潮流計(jì)算（戴維南等效電路法）VSC換流器+-2024/3/29SVC涉及的潮流方程+-iSVC內(nèi)部交換功率時(shí)自身并不消耗有功功率，故有約束將SVC等效注入功率計(jì)入原潮流方程，方程個(gè)數(shù)未變新增了兩個(gè)變量，SVC有功功率約束只有一個(gè)，方程比變量個(gè)數(shù)少一個(gè)控制所聯(lián)母線電壓恒定控制發(fā)出無功功率恒定控制等效并聯(lián)電抗恒定其他約束：電流相位控制，遠(yuǎn)方電壓幅值控制，線路無功潮流控制……補(bǔ)充一個(gè)等式約束后，方程和變量個(gè)數(shù)相等，可解2024/3/29SVC的控制模式及對(duì)應(yīng)的等式約束2024/3/29SVC的不等式約束潮流方程：常規(guī)潮流方程，計(jì)及SVC等效功率注入及兩個(gè)相應(yīng)等式約束修正方程：2024/3/29含SVC的牛-拉法潮流計(jì)算2024/3/29推廣：含VSC換流器的多端直流系統(tǒng)的潮流計(jì)算（含任意多VSC換流器的潮流計(jì)算）設(shè)母線i為電源區(qū)域（云貴？），母線j、k為負(fù)荷區(qū)域（廣東、廣西？）。2024/3/29換流器的等效注入功率2024/3/29直流側(cè)的有功功率平衡約束其中由直流側(cè)的電網(wǎng)拓?fù)浼皡?shù)決定PQ控制（母線j、k）PV控制（母線j、k），有功約束不變，無功平衡約束換成電源側(cè)換流器母線電壓幅值恒定此處五個(gè)方程，加上有功功率平衡約