基于区域划分的交直流混联配电网潮流计算方法

基于前推回代法的配电网潮流计算

哈尔滨理工大学毕业设计（论文）任务书 学生姓名：孙聪学号：0903010909 学院：电气与电子工程学院专业：电气工程及其自动化 任务起止时间：2013 年2月25 日至2013年 6 月20 日 毕业设计（论文）题目： 基于前推回代法的配电网潮流计算 毕业设计工作内容： 1、查阅国内外相关参考文献，要求阅读20篇以上文献，了解当今电力 系统的发展状况，及目前研究的热点问题； 2、复习并熟练掌握电力系统潮流计算步骤及计算过程； 3、自学前推回代法潮流计算的基本原理及过程； 4、熟悉C语言，编写配电网潮流计算程序； 5、通过实际算例验证所编写程序的可靠性和准确性； 6、撰写论文，准备答辩。 资料： 1、王守相，王成山．现代配电系统分析[M]．北京：高等教育出版社， 2007． 2、刘健，毕鹏翔，董海鹏．复杂配电网简化分析与优化[M]．北京：中 国电力出版社，2002． 3、何仰赞，温增银．电力系统分析(上册)(第三版)[M] ．武汉：华中科 技大学出版社，2002． 4、李光琦．电力系统暂态分析[M]．北京：中国电力出版社，1998． 指导教师意见： 签名： 年月日系主任意见： 签名： 年月日 教务处制表

基于前推回带法的配电网潮流计算的研究 摘要 电力系统的潮流计算在电力系统稳态分析和电力系统设计中有很重要的作用，潮流计算也是电力系统暂态分析的基础。潮流计算是根据给定的系统运行条件来计算系统各个部分的运行状况，主要包括电压和功率的计算。 配电网潮流计算是配电管理系统高级应用软件功能组成之一。本课题在分析配电网元件模型的基础上，建立了配电网潮流计算的数学模型。由于配电网的结构和参数与输电网有很大的区别，因此配电网的潮流计算必须采用相适应的算法。配电网的结构特点呈辐射状，在正常运行时是开环的；配电网的另一个特点是配电线路的总长度较输电线路要长且分支比较多，配电线路的线径比输电网细导致配电网的R/X较大，且线路的充电电容可以忽略。配电网的潮流计算采用的方法是前推回代法，文中对前推回代法的基本原理、收敛性及计算速度等进行了理论分析比较。经过C语言编程，运行算例表明，前推回代法具有编程简单、计算速度快、收敛性好的特点，此方法是配电网潮流计算的有效算法，具有很强的实用性。 关键词：电力系统；配电网；潮流计算；前推回代法

含分布式电源的多电压等级交直流混合配用电测试系统

第38卷第2期2019年2月 电工电能新技术 Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy Vol.38,No.2 Feb.2019 收稿日期:2018-06-21 基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFB0903300)二国家电网公司科技项目 交直流柔性互联配电网络构建及协调 控制关键技术 作者简介:程 林(1973-),男,湖南籍,副教授,博士,研究方向为电力系统可靠性理论二主动配电网规划; 田立亭(1983-),女,山西籍,高级工程师,博士研究生,研究方向为主动配电网规划二能源互联网规划三含分布式电源的多电压等级交直流混合 配用电测试系统 程 林1,田立亭1,葛贤军1,刘满君1 ,黄仁乐2 (1.电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室,清华大学电机系,北京100084; 2.国家电网北京市电力公司,北京100031) 摘要:交直流混合的配电网络为分布式电源及新型负荷的广泛接入提供条件,是未来配电网形态的重要发展方向三本文考虑分布式光伏二风电二电化学储能二交直流负荷的接入,考虑电力电子变压器二直流变压器二故障电流限制器等电力电子设备的应用,建立交直流混合的配用电测试系统,并依据设备的控制模式,给出系统典型的运行方式三所建立的测试系统具有一定适用性,可为交直流混合的配用电系统的稳态计算和相关研究提供基础三 关键词:交直流混合配用电系统;电力电子变压器;直流变压器;分布式电源 DOI :10.12067/ATEEE1806056 文章编号:1003-3076(2019)02-0060-12 中图分类号:TM72 1 引言 随着分布式光伏二风电二储能等分布式电源 (Distributed Energy Resource,DER)以及电动汽车 等新型负荷接入比例的不断提高,传统配电网在供电能力二运行控制等方面面临极大挑战三现有配电网单向的辐射状拓扑结构无法适应高比例DER 的接入需求,通过柔性互联设备将传统的辐射状配网发展为环形网络[1],是应对DER 大量接入的重要方式三同时,由于分布式电源二储能和负荷中存在大量 直流设备,直流配电网在供电能力二可控性二可扩展性等方面具有一定优势,可降低电力电子设备的总体成本,减少电能损耗,充分发挥DER 的效益[2,3]三未来配电网将由传统的单一交流配电网络逐步发展成交直流混合的配电网络,多个交直流电压等级构成多层次环网状结构将成为未来配电网的主要结构 [1] 三未来配电网形成交流和直流系统的优势互 补,显著提高系统的灵活性和可靠性三在多电压等级交直流混联环状网络结构下,实现DER 灵活接入,同时具备分层分区运行控制方式,实现可再生能 源在本地和大范围内的消纳三 未来配电网将在高压二中压以及低压形成基于环形母线的多层级交直流混联结构,形成包含区域综合配电系统二局域综合配电系统二综合微网和直流信息纳电网的四层网络结构[4]三目前,交直流混合配电网的结构二运行控制技术等仍处于研究阶段,实 际工程通常局限于单个电压等级和网络形式,缺乏具有一定普适性的参考算例三 本文梳理交直流混合系统的结构和电压等级,依据分布式光伏二风电二电化学储能等DER 的接入方式,考虑电力电子变压器二直流变压器二故障电流限制器等柔性设备的典型结构和控制方式,建立系统稳态模型,提出交直流混合的配用电测试系统,并给出系统典型的运行方式,为交直流混合配用电系统的研究提供基础三 2 交直流混合配用系统的电压等级和典型 结构 参照GB /T 156 [5] 和GB /T 35727[6],按照电压等 级,交直流混合配电系统可分为高压交直流二中压交 万方数据

交直流混合微电网关键技术研究

交直流混合微电网关键技术研究 本文是中新国际合作项目“含分布式电源的微电网运行与优化控制的合作研究”(2010DFB63200)的主要研究内容之一,它针对当今中国日益加剧的环境污染、日趋匮乏的一次能源及低效的可再生资源利用率而提出的。交直流混合微电网(Hybrid Micro-grid)为解决大电网的很多问题带来了巨大便利和契机,同时也 为各种分布式电源的高效利用提供新的思路。 近几年国内外学者对交直流混合微电网相关课题进行了大量研究,很多方面已取得一定成果。然而,交直流混合微电网是极其复杂的配电网形式,整个系统的协调控制、系统的经济性、系统的可靠性及优化配置等方面均存在很多问题,技术尚不成熟。 因此,对交直流混合微电网上述存在问题等关键技术的研究具有重要的理论价值和现实意义。针对交直流混合微电网存在的上述问题,本文采用理论分析、结构建模、仿真及实验相结合的方法,从控制策略,经济性、效率及优化配置等方面对交直流混合微电网进行了深入研究。 主要研究内容如下:搭建交流、直流及交直流混合微电网的模型结构,并详细分析三种微电网的工作原理。分析比较混合微电网常用的P/Q控制、V/f控制和Droop控制三种控制方式,指出了其使用场合,描绘了各自的下垂曲线并详细分 析研究了它们的控制原理,以仿真对其原理进行验证。 针对传统下垂控制按微电源额定功率比例分配功率的问题,在建立发电单元成本函数的基础上,提出了改进的最大成本线性下垂控制函数,即最大发电成本 与最小频率及最大发电成本与电压的关系。搭建实验电路,对于各个微源,验证发电功率与成本的反比关系;对于微电网,验证频率波动小、运行稳定及发电成本小。

交直流混合电力系统潮流计算

交直流电力系统潮流计算 摘要：由于我国能源分布与经济发达地区的不均衡性，今后能源大规模、远距离流动成为必然。特高压直流输电具有送电容量大、送电距离远等优点，在今后的能源流动中具有不可替代的地位。本文首先阐述了高压直流输电系统的发展及运行特点，总结已有的交直流电力系统潮流计算的一般方法，提出一种实用新型交直流电力系统潮流计算方法。同时对大规模交直流互联系统，提出了分区并行潮流算法的思路。 关键词：电力系统，交直流互联，潮流计算 1. 引言 我国地域辽阔，水能、煤炭资源较丰富，油、气资源相对贫乏，发电能源资源的分布和用电负荷的分布极不均衡。一方面，全国可开发的水电资源有近2/3 分布在西部的四川、云南、西藏三省区，煤炭保有储量的2/3分布在山西、陕西、内蒙古三省区；另一方面，东部沿海和京广铁路沿线以东地区经济发达，用电负荷约占全国的 2/3。今后我国水能和煤炭资源的开发多集中在西南、西北和晋、陕、蒙地区，并逐步西移和北移，而东部沿海和京广铁路沿线东地区国民经济持续快速发展，导致能源产地与能源消费地区之间的距离越来越远，使得我国能源配置的距离、特点和方式都发生了巨大变化，因此必然引起能源和电力的跨区域大规模流动。 直流输电一般定位于一定距离、一定规模的电力外送，在今后的电网发展中将日益受到重视。随着电力大规模流动的距离逐渐加大，现有的±500kV直流输电将无法满足要求，客观上需要采用更高一级的直流输电电压等级。根据对我国西南水电外送输电方案的多次滚动规划研究成果并结合国外的相关研究结论，±800kV 直流输电在技术上是可行的，比较适合我国的实际情况。 随着高压直流输电的应用越来越广泛，交直流混合电力系统将越来越普遍存在，其潮流算法也应当相应的有所发展，以适应实际的需求。交直流互联电力系统潮流算法主要分为联合求解法和交替求解法。联合求解法的收敛性好，但破坏了交流潮流算法中雅可比矩阵的结构，计算效率会随着直流系统的增加而降低；

交直流混合微电网结构分析与研究

交直流混合微电网结构分析与研究 微电网通过运用各种分布式可再生能源，已成为现代电网重要组成部分。而交直流混合微电网，有效解决分布式电源容量瓶颈以及间歇性接入问题，并具有一定的错峰填谷功能，使其供电可靠性及其电能质量进一步提高，符合电力发展需求。 标签：交直流混合；微电网；分布式电源；储能系统 1 概述 随着电网技术的发展，与大电网相比，交直流混合微电网结构更加灵活方便，可控性强，并且更加稳定和安全，已成为现代大电网的重要组成部分。对于近端或者重要用户，微电网可实现自行完成供电服务，从而满足用户多样化需求；而对于重要负荷，交直流混合微电网供电更加可靠和安全，可有效减少大电网供电的不稳定性，确保电能质量，可有效降低由大电网供电故障引起的经济损失，从而降低大电网的建设成本投入，故具有良好经济和社会效益。同时，微电网能够有效地调节大电网峰值，并且可以避免增加发电装机容量所引起的高额成本，可以有效改善峰谷差值。 2 交直流混合微电网电源 2.1 燃料电池 燃料电池作为一种常见的分布式电源，其能量转换方式和普通电池相似，结构主要包括电解质、电极和联接电池正负极的端部设备，反应过程能量遵循从化学能到电能的转化。在燃料电池反应过程中，内部物质并不是静止不动的，正式由于燃料不间断的流向负电极，而空气不断的流向正电极，从而形成一个循环，需要在电极表面添加催化剂，经过催化剂的作用，燃料和水将会发生化学反应，在其反应过程中主要是氢气和氧气在催化剂的作用下从而生成水，由于电子是可以在水中运动的，电子的定向移动会形成一定的轨迹，而大量电子的移动便形成封闭电路，从而形成电流。不会对环境产生污染，推广应用前景广阔。 2.2 光伏电池 太阳能是地球上最基本、最常见的可再生能源，相对于当前的人类社会发展，太阳可看作是人类永恒的能量来源，其实质就是传递到地球上的电磁能能够被人类储存和使用。在当前，太阳能发电主要分为并网运行和离网运行两种工作方式，其中并网运行方式是当前主要的研究方向。并网光伏发电系统主要包括光伏阵列模块（又称太阳能电池板）、控制器与逆变器等三部分。 2.3 风能电池

配电网潮流计算

摘要 配电网潮流计算是配电管理系统应用软件功能组成之一。本设计在分析配电网元件模型的基础上，建立了配电网潮流计算的数学模型。由于配电网的结构参数与输电网有很大的区别，因此配电网的潮流计算采用相适应的算法。配电网的结构特点呈辐射状，在正常运行时是开环的；配电网的另一个特点是配电线路的总长度较输电线路要长并且分支较多，配电线路的线径比输电网的细以至于配电网的R/X较大，且线路的充电电容可以忽略。配电网的潮流计算采用的方法是前推回代法，文中对前推回代法的基本原理，收敛性及计算速度等进行了理论分析比较仿真和算例表明，前推回代法具有编程简单、计算速度快、收敛性好的特点，这个方法是配电网潮流计算的有效算法，具有很强的实用性。 关键词配电网，潮流计算，前推回代法

Abstract Flow solution of distribution networks is one of software in DMS. Because of the different structures between transmission networks and distribution networks, the corresponding methods in flow solution of distribution networks must be applied. Distributions network is radial shape and in the condition of regular is annular. Another characteristic of distribution networks is cabinet minister of distribution long than transmission networks. The line diameter of distribution networks is thin than transmission networks, it cause R/X is large of distribution networks and the line’s capacitance can neglect. Load flow calculation of distributions network use back/ forward sweep. It has some peculiarities such as simple procedures and good restrain and so on. This method of distribution network is an effective method of calculating the trend, with some practicality. Key words :distribution network，load flow calculation，back/ forward sweep

交直流混合微电网的规划设计_王红阳

（河南开封供电公司，开封 475000） 摘　要：由于交直流混合微电网可以减少多重变换器运行所产生的损耗、谐波电流，同时能够提高系统的经济性、可靠性，所以现在已成为当今微电网的主要发展方向。笔者将从电压等级、接地方式、母线结构和网络拓扑等角度，探讨交直流混合微电网的规划设计，以供有意对交直流混合微电网进行深入研究的专家学者参考。 关键词：交直流混合微电网 规划设计 网络拓补 示范工程 前言 目前，社会在能源需求不断增加的同时，环境保护的概念越来越强烈。结合电网结构在发展过程中的一些问题，微电网作为一种新型模式不断发展起来。微电网从供电方式以及网架结构的角度进行分类，有交流微电网、直流微电网以及交直流混合微电网三种类型。交直流混合微电网是当前发展环境下最主流的一种。虽然其运用广泛，但是分布式电源并联接入时带来的谐振、谐波等问题还需得到进一步分析研究来解决。和交流微电网相比，直流微电网的优势主要在于不需考虑各DG之间的同步问题。因此，可以看出，直流微电网的优势主要体现在环流抑制上。另外，直流微电网的另一个优点是，它只需要在和主网连接的地方应用逆变器即可，使得系统成本包括相关损耗降低。 现在，智能电网正在以其可持续性以及对环境的改善作用，作为当今社会提供高质量的、可靠电能的建设理念，获得了人们的认可。其特点主要在于能够便捷地将不同的储能系统、交直流发电系统以及不同的交直流负载进行连接，从而使运行效率达到最大化。直流微电网以及交流微电网在这种背景下，则有明显的不足之处。因此，为了降低纯粹的交流、直流微电网在实际运用中的多种弊端，交直流混合微电网应运而生。 １　交直流混合微电网的电压等级分类 １．１　交流子微电网电压等级 目前，交流微电网并没有严格固定的电压等级相关标准。所以，分布式电源容量是目前部分微电网工程圈定电压等级的主要判断标准。主要有以下几点：如果电源的总容量在0.2MW及以下，那么并网电压就要处在0.4KV水平；如果电源的总容量是0.2MW到8MW之间，那么并网电压就要处在10KV水平；在并网电压处于35KV时，电源总容量是在8MW到30MW之间；当网电压就要处于110KV水平时，其电源总容量则需要在30MW及以上。 微电网还处理发展研究阶段， 6.6KV/200V，通过双向变流器可转 是我国使用的唯一单相电压有效值， ～400V则是直流母线的电压范围。目前，380V是得到了国际相关标准认可的电压。这项标准确定的根据来自美国数据中心的直流配电，而且进行了严密的可行性研究，符合我国居民直流供电系统。 ２　交直流混合微电网的母线结构 交流微电网母线结构是由单母线、单母分段、双母线等多种接线方式完成的，与交流配电网的连接方式很相像。通常而言，直流微电网的母线结构不同于交流微电网的母线结构。直流微电网母线的结构包括单母线结构、双母线结构、双层式母线结构以及冗余式母线结构。 ２．１　单母线结构 一般来说，单母线结构的直流微电网和现存的交流接线板等相关的转接设备都可兼容。假如给低压设备供电，如计算机，那么变流器的电压应力就会增大。考虑到这种情况，在进行输电时，应该对每个低压电子设备配置电源适配器。 ２．２　双层式母线结构 双层式母线结构是利用分层设计的原理重新调整了单母线结构。一般来说，一级母线的电压比较高，二级母线的电压比较低。双层式母线结构主要是运用当住宅流入高直流电压等级的母线后，高直流电压通过变换器进行转化，从而转换为较低的电压等级。相比而言，这种双层式母线结构更加适用含有多种电压等级的电力设备。 ２．３　双母线结构 实现与目前存在的转接设备的相互兼容，同时也能够完成较为复杂的电力输送工作，即完成较高程度的工作是具备双母线结构的直流微电网的重要特点之一。但是，这种结构存在着一定的缺点。在电源侧变流器具体运作时，主从母线之间电压关系需要通过均衡才能完成工作。所以，在具体设备如储能装置、连接电网与分布式电源的变流器拓扑和传统拓扑结构上，都有具体的不同之处。 ２．４　冗余式的母线结构 通常情况下，冗余式的母线结构会运用在要求较高质量的电能的配电区，如飞机、船舶、数据中心等相应的供电系统。一般情况下，施工人员会采取通过使用两条母线的方法来确保供电的可靠性，其中一条是带电的，另一条则为备用的。当然，虽然这种方法提高了母线结构的可靠性，但同时也增加了相应的投资成本。 ３　交直流混合微电网的接地方式 一般来说，系统的性能、相应的保护方案的配置都会 DOI:10.16107/j.cnki.mmte.2016.0156

含VSC的交直流混联系统最优潮流及其损耗分析

含VSC的交直流混联系统最优潮流及其损耗分析近年来,电力电子技术飞速发展,加上PWM控制技术的运用,以IGBT为主的全控型电力电子变换器占据了电流变换器的主导地位,其中IGBT为基础的电压源型变换器VSC的快速发展,使得两端柔性直流输电VSC-HVDC及多端柔性直流输电VSC-MTDC技术得以实现。VSC-MTDC系统可实现多端供受电,相比于VSC-HVDC系统更具安全可靠性、运行方式更具灵活性及分布式电源消纳能力更好。 因此,研究含VSC-MTDC交直流混联系统最优潮流及其损耗问题,可为电力系统安全运行、系统方案规划、建设拓展方案等提供强有力依据,具有重要的价值及意义。含VSC-MTDC的交直流混联系统潮流计算方法有别于传统纯交流系统计算,其计算更为复杂。 论文针对含VSC-MTDC交直流混联系统运用交替迭代法计算潮流 时,Newton-Raphson产生的雅可比矩阵元素在每次迭代时需重新计算,影响潮流计算收敛速度的问题,提出考虑换流站损耗及其容量约束,改进交流部分迭代的雅可比矩阵元素,即将交流侧有功无功与电压偏导与换流站损耗计算式结合,形成交替迭代法的改进算法。含VSC的网格式拓扑的交直流混联系统中,各VSC功率双向流通,其参考量对潮流及损耗的影响较常用的辐射式拓扑结构更大。 论文提出将Newton-Raphson法与改进遗传算法相结合,以曲线拟合理论计算的换流站损耗及直流电压偏移量为目标函数的最优潮流算法,通过优化VSC参考电压及参考功率,合理分配潮流,从而提高换流效率,降低换流站损耗。针对含VSC交直流混联系统多区域互联的最优潮流问题,论文考虑了由VSC-MTDC系统互联后各区域市场经济性与损耗分摊的问题。 以社会福利最大及损耗分摊最小为目标函数,考虑相应潮流约束,采用

TCEC20181043-交直流混合配电网二次装置技术规范-编制说明

交直流混合配电网二次装置 技术规范 编制说明

目次 1编制背景 (14) 2编制主要原则 (14) 3与其他标准文件的关系 (14) 4主要工作过程 (15) 5标准结构和内容 (15) 6条文说明 (15)

1编制背景 近年来的研究成果表明，基于柔性直流技术的交直流混合配电网更适合现代城市配电网的发展。交直流混合配电网可更好地接纳分布式电源和直流负荷，可缓解城市电网站点走廊有限与负荷密度高的矛盾，同时在负荷中心提供动态无功支持，可提高系统安全稳定水平并降低损耗。交直流混合配电网是配电网的一个重要发展趋势，可提升城市配电系统的电能质量、可靠性与运行效率。柔性直流互联装置接入配网后，产生新的故障特征及控制难题，传统交流系统保护控制装置将不适用。交直流混合合配电网二次装置可有效解决含柔性直流互联装置的交直流混合配电网保护和安全稳定控制问题，提升配网可靠性。 本标准编制主要目的，促进柔性直流技术在配电领域健康、有序发展，提升配电网灵活主动控制的能力，为交流10kV（20kV）/直流±10kV及以下的交直流混合合配电网二次装置的生产应用提供规范化导则。 2 编制主要原则 本标准根据以下原则编制： a) 标准编制的原则是遵守现有相关法律、条例、标准和导则等，兼顾配电网运行和交 直流混合配电网发展的要求； b) 本标准的出发点和基本原则是保障交直流混合配电网的安全和稳定，简化交流 10kV（20kV）/直流±10kV及以下的交直流混合配电网二次设备，同时尽量使条文 具有较好的可操作性，便于理解、引用和实施； c) 本标准的编制兼顾了现有电网结构和配置，以及柔性直流互联装置的技术水平，在 不需要大量投资改变交流二次装置的基础上发展交直流混合配电网。 3 与其他标准文件的关系 本标准与相关技术领域的国家现行法律、法规和政策保持一致。 本标准参考并引用了DL/Z 1697-2017柔性直流配电系统用电压源换流器技术导则、DL/T 584 -2007 3kV～110kV电网继电保护装置运行整定规程、DL/T 478—2013 《继电保护和安全自动装置通用技术条件》、DL/T 634.5101 《远动设备及系统第5-101部分:传输规约基本远动任务配套标准》、DL/T 634.5104 《远动设备及系统第 5-104 部分：传输规约采用标准传输协议集的 IEC60870-5-101 网络访问》。 本标准不涉及专利、软件著作权等知识产权问题。 4 主要工作过程 2018年1月，根据中电联配电网规划委员会要求启动编制工作。 2018年2月，确立编研工作的总体目标，构建编制工作小组，开展课题前期研究工作。 2018年7月，完成标准大纲编写，组织召开《技术规范》编写大纲研讨会，确定了《技

交直流混合配电网的运行模式和协调控制方法

交直流混合配电网的运行模式和协调控制方法是保证其高效可靠运行需要解决的关键技术之一。针对这一问题，提出了一种交直流混合配电网的协调控制方法，详细分析了交直流混合配电网在正常运行和交流侧短路故障情况下的运行模式，给出了不同运行模式下互联装置、储能系统和光伏发电单元的控制框图。最后通过Matlab/Simulink仿真软件进行了仿真研究，仿真结果验证了所提出控制策略的可行性和有效性。 0.引言 能源危机和环境污染问题已经引起了世界各国的广泛关注，大力开发和利用可再生能源进行并网发电是解决上述问题的主要措施。在目前配电网中，交流配电网仍然为主流形式，其更加适合交流分布式电源接入，而接入直流分布式电源和储能单元时需要电力电子装置实现能量转换，增加了能量转换次数和投资成本，降低了工作效率。随着直流负荷的不断增加，直流配电网的研究得到了快速发展，与传统交流配电网相比，直流配电网具有转换次数少、效率高、成本低、控制结构简单、无需考虑频率和相位以及无功补偿设备等优势。 尽管直流配电网具有特有的优势，然而由于交流配电网基础设施完善、交流电源和负载的长期存在，直流配电网难以取代交流配电网；此外，在交流配电网和直流配电网中，直流负载和交流负载的供电需要经过AC/DC和DC/AC变换器进行能量转换。而采用交直流混合配电网，交流负载和直流负载可以分别接入交流母线和直流母线，减小能量转换环节，降低成本，使得交直流负载更易于接入系统，因此交直流混合配电网是未来配电网的发展趋势。 交直流混合配电网中通常集成了多个柔性互联装置、分布式发电单元、负载单元以及储能单元，如何实现多个单元之间的协调控制以确保整个系统安全可靠运行是交直流混合配电网发展的主要技术挑战。针对这一问题，提出了交直流混合配电网的协调控制方法，考虑了交直流混合配电网的正常运行和交流侧发生短路故障2种情况，给出了2种不同运行模式下不同单元的控制策略，并且通过仿真软件对所提出的控制策略进行了仿真研究。 1.交直流混合配电网结构 交直流混合配电网系统结构见图1，内部含有3个柔性互联装置，其直接通过直流母线进行互联，交流侧接有交流本地负载，直流侧集成了光伏发电单元，蓄电池储能系统以及直流负载，当直流负载电压等级与母线电压等级不匹配时可以通过DC/DC变换器进行转换。 交直流混合配电网通过采用柔性互联装置实现交流网络和直流网络互联，通过对互联装置的控制能够实现能量双向流动、功率因数可控和不间断供电等功能。光伏发电单元由光伏电池

配电网的潮流计算

毕业设计（论文）题，目配电网潮流计算与程序设计 学生姓名石昊晨学号2010151107 专业发电厂及电力系统班级20109091 指导教师刘会家 评阅教师 完成日期年月日

目录 摘要 一．配电网潮流概述 (5) 1.1配电网潮流计算的目的与意义 (5) 1.2潮流计算方法概述 (5) 1.2.1 牛顿——拉夫逊法 (6) 1.2.2 快速解耦法 (6) 1.2.3 回路阻抗法 (9) 1.2.4 前推回代法 (11) 1.3 本文工作 (11) 二．配电网网络模型 (11) 2.1元件模型 (11) 2.1.1 电力线路的数学模型 (11) 2.1.2 变压器的等值电路 (13) 2.2网络模型 (15) 三：基于matlab的配电网潮流计算算法 (16) 3.1配电网潮流计算算法原理 (16) 3.2 matlab的概述 (19) 3.3程序设计 (21) 3.3.1 牛顿--拉夫逊法潮流求解过程 (21) 3.3.2牛顿—拉夫逊法的程序框图 (25) 四：算例 (27) 参考文献 (28) 致谢 (29)

配电网潮流计算与程序设计 学生：石昊晨 指导教师：刘会家 （三峡大学国际文化交流学院） 摘要：本文首先分析了配电网的特点及对算法的要求，然后建立配电网潮流计算模型。针对配电网潮流计算的现状进行了全面分析，深入讨论了目前各方法的特点，并从收敛性及其他性能指标进行了比较分析；详细研究用的比较广泛的牛顿——拉夫逊法，并以广度优先顺序搜索策略作为理论基础。针对某地区配电网的具体情况，选取IOKV的配电网子系统进行潮流计算。利用MATLAB 2009a 进行了基于牛顿——拉夫逊法的配电网的潮流计算程序。由计算结果可知，该算法具有一定的优越性，软件的开发具有一定的实用性。 关键词：电力系统，配电网潮流，牛顿——拉夫逊法，MATLAB程序设计

配电网潮流计算方法

摘要 首先简单介绍了基于在MALAB中行潮流计算的原理、意义，然后用具体的实例，简单介绍了如何利用MALAB去进行电力系统中的潮流计算。 电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各线的电压、各元件中流过的功率、系统的功率损耗等等。 牛顿－拉夫逊法在电力系统潮流计算的常用算法之一，它收敛性好，迭代次 数少。本文介绍了电力系统潮流计算机辅助分析的基本知识及潮流计算牛顿－拉 夫逊法，最后介绍了利用MTALAB程序运行的结果。 关键词：电力系统潮流计算，牛顿－拉夫逊法，MATLAB

The Abstract At first, this paper briefly introduces the theory and the meaning of the load flow calculation based on MALAB, and then it briefly introduces how to apply MALAB to the load flow calculation of the electric system by concrete cases. A kind of calculation is the load flow of the electric system, which studies the stable operation-condition of the electric system. It confirms the operation-condition of the whole electric system, such as the voltage of every line, the rate of power crossing each component, the rate of power consumption of the system, according to the given operation-condition and the connected circumstances of the system. Newton-Raphson method is commonly used in the load flow calculation of the electric system for its good stypticity and little iteration. This paper introduces the basic knowledge about the assistant analysis of the load flow computer of electric system and the Newton-Raphson method. Finally, it introduces the results after making use of MALAB procedure. The key word:The load flow calculation of the electric system; Newton-Raphson method;MALAB

交直流混合微电网关键技术研究综述

交直流混合微电网关键技术研究综述 发表时间：2016-12-14T15:30:01.123Z 来源：《电力设备》2016年第19期作者：曹景洲张磊 [导读] 微电网是未来智能电网发展不可或缺的重要元素。 （1.国网甘肃省电力公司合水县供电公司甘肃合水 745400; 2. 国网甘肃省电力公司庆城县供电公司甘肃庆城 745100） 摘要: 微电网是未来智能电网发展不可或缺的重要元素，其发展对实施国家可持续发展的能源战略及推动电力系统的良性发展有积极地推动作用。本文首先对微电网领域在交直流混合微电网的结构﹑网络拓扑、稳定控制等几个方面的相关研究现状进行了分析与归纳；然后对交直流混合微电网在电力领域的发展进行了总结与展望。 关键词：交直流混合微电网；网络拓扑；光伏发电；控制策略；蓄电池储能 引言 21世纪，随着科技与经济的高速发展，电力系统在电网结构方面的发展局限性越来越明显。分布式可再生能源发电系统及微电网技术的应用为优化电网结构提供了一条新的发展思路，微电网是未来分布式能源发电系统的一种新的发展模式，是未来智能配用电系统的关键部分，对促进环境保护和能源可持展略的实施具有重要意义。 1、交直流混合微电网的结构 目前，交直流混合微电网是一种最优的组网形式，交直流混合微电网较于简单的交﹑直流微电网简化了变换环节与变换装置，提高了整个电网运行系统的安全性、经济性、高效性和可靠性。为了减少微网中电力电子器件的使用，减小损耗，提高微网系统的综合利用效率。各国相继开展了对含有交流母线和直流母线的交直流混合微网的研究。交直流混合微网能够继承传统微网的优点，且相对于单一的交流或直流微网，交直流混合微电网具有如下特点：1）其母线由交流和直流两根母线组成，直流元件和交流元件分别连接在直流母线和交流母线上，通过双向 AC/DC 变流器实现交﹑直流之间的相互转换，这种组网形式有效的减少 AC/DC、DC/AC 等变流器的使用，降低了电力系统建设成本，并减轻了系统中谐波电流对电网的不利影响。2）既可以直接向交流负载供电，又可以直接向直流负载供电，日常生活中的直流用电设备可直接或者通过变换器与直流母线相连，交流用电设备可直接与交流母线相连。这样能够有效的降低变流器装置的使用率，缩减了电器体积与电器制造成本。3）交直流混合微电网存在并网模式和孤岛模式两种运行模式，各子系统可独立运行也可协调运行，且交、直流子系统间功率可双向流动。4）大量降低了整流、逆变装置的使用率，提高系统的灵活性﹑高效性﹑可靠性和经济性。 2、交直流混合微电网的网络拓扑结构 微电网的网络拓扑结构一般由分布式电源﹑负荷类型和微电网并网接口等关键信息组成。随着智能电网的发展，微电网运行过程中电压的稳定性、系统潮流控制能力以及不同运行模式切换时负荷分配等问题越来越凸显。合理的微电网拓扑结构在一定程度上能够有效的提高微电网接入低压配电网的安全性与灵活性。大多数交流微网的网架结构都具有相似性，多采用辐射状网架结构。储能装置、分布式能源发电装置等交流负荷大多是通过电力电子装置与交流母线连接。微电网并网运行和孤岛运行两种模式之间的切换是通过控制公共连接点处的开关实现的。 直流微电网的拓扑结构有三种，分别是双端供电式、单端供电式和环网供电式。单端供电式结构适用于负荷较低、供电范围较小的场所。双端供电式结构则一般运用在有较高负荷供电需求的场所。环网供电结构具有供电范围广、可靠性高等诱人优势，但其前期投资巨大，且仍有网络结构复杂、系统控制难度大、故障识别以及保护配合难度较大等关键性问题有待解决。 3、一种交直流混合微电网的控制策略 交直流混合微电网根据总网的负荷要求有并网运行和孤岛运行两种运行模式，并网运行时，在蓄电池等储能元件的平抑作用下，直流侧的分布式可再生能源发电以恒定的功率通过交流侧并入大电网，提高直流侧可再生能源的利用率。孤岛运行时，蓄电池等储能元件作为平衡节点和双向AC/DC变换器一起维持整个混合微网系统的电压、频率稳定，典型的交直流混合微电网系统由交流子微网系统、直流子微网系统、功率转换系统、微电网控制器等组成。交流侧，光伏发电单元通过DC/AC逆变器与交流母线连接，实现MPPT及单位功率因数控制，交流负荷直接连接到交流母线。直流侧，光伏发电单元通过Boost变换器实现最大功率跟踪，蓄电池储能单元通过双向DC/DC变换器实现充放电控制，直流负荷直接连接到直流母线。功率交换单元由隔离变压器及双向AC/DC变换器构成。 4、交直流混合微电网的关键稳定控制技术及相应研究 4.1直流微电网直流母线电压控制 由于分布式电源功率输出具有随机性、间歇性，联网运行时其间歇性波动功率对电网的冲击容易影响本地电网的安全。直流母线电压的稳定控制是保证系统稳定运行以及维持系统瞬时功率平衡的关键。直流分层控制系统，在各接口变换器之间合理分配直流负荷，同时补偿下垂控制带来的直流母线电压跌落，改进交直流混合微电网中直流侧的母线电压性能。鉴于含有储能环节的分布式发电系统的直流母线电压难以准确控制，通过电压下垂控制及改进V-f 逆变控制策略确保无储能环节的直流子网的直流母线电压的稳定性。考虑交直流混合微电网中的 AC/DC 双向变流器对系统的稳定运行和功率的协调分配有重要作用，具有AC/DC双向变流器的交直流混合微电网提出了一种基于非线性干扰观测器﹑功率平衡﹑一阶微分环节相结合的电压环前馈补偿方法﹑DC-AC死区补偿及DC-DC稳态占空比的直流母线电压控制方式，有效的保证了系统的稳定运行和功率的协调分配。 4.2微电网运行模式无缝切换控制 微电网运行模式平滑切换是微电网的重要功能和特征之一,微电网运行模式切换时，如果静态开关切换指令和主电源控制模式切换信号同时发出，会导致主电源输出电流和电压不受控，当微电网输出功率与负荷不匹配时,会使负荷电压幅值和频率发生偏移，在切换过程中极易出现暂态电流或电压冲击，导致无缝切换失败。因此实现微电网运行模式无缝切换是隔离电网故障的安全保障。文献提出了基于控制器状态跟随的微电网平滑切换控制方法，有效减小微电网运行模式切换过程中产生的暂态振荡，保证微电网的平滑切换。采用主从控制的微电网系统，提出了一种平滑切换补偿控制算法，可以克服切换过程中出现过压或过流现象，有效抑制切换后微电网母线电压和主电源输出电流波形的畸变，同时也能避免切换造成微电网母线电压的突降，减小切换对微电网内主电源的暂态冲击。

配电网络的拓扑分析及潮流计算

配电网络的拓扑分析及潮流计算 李晨 在当前经济迅猛发展、供电日趋紧张的情况下，通过配电网络重构，充分发挥现有配电网的潜力，提高系统的安全性和经济性，具有很大的经济效益和社会效益。本文对配电网拓扑分析、对配电网络潮流计算作分析研究，应用MATLAB编程来验证并分析配电网结构特点。配电网的拓扑分析用树搜索法，并采用前推回代法进行潮流计算分析，通过树搜索形成网络拓扑表，然后利用前推回代法计算潮流分布。 1 配电网的接线分析 配电网是指电力系统中二次降压侧直接或降压后向用户供电的网络。配电网由馈线、降压变压器、断路器、各种开关构成。就我国电力系统而言，配电网是指110kV及以下的电网。在配电网中，通常把110kV，35kV级称为高压，10kV级称为中压，0.4kV级称为低压。从体系结构上，配电网可以分作辐射状网、树状网和环状网，如图2.3所示。我国配电网大部分是呈树状结构。 辐射网树状网环状网 图1-1配电网的体系结构 1.1 配电网的支路节点编号 通过简化可把一个复杂的配电网络简化成一个节点一边关系的树状网络，于是就可以运行图论的知识进行网络拓扑分析。按照这种简化模型，易知：节点数目比支路数目和开关数目多1，所以节点从0开始编号，而支路数和开关数从1开始编号，这样编号三者在序号上就可以完全一致，为后面的网损计算打下良好的基础。联络线支路和上面的联络开关编号放在最后处理。 图1-2节点支路编号示意图 图中①为节点号，1为支路号，其它节点、支路编号的含义相同。 节点、支路编号原则：将根节点编为0，并按父节点小于子节点号的原则由根节点向下顺序编号，规定去路正方向为父节点指向子节点，且支路编号与其子节点同号，则网络结构

工业园区配电网的交直流混合系统架构的生产技术

图片简介: 本技术介绍了一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，包括多源电源侧、至少两个电力电子变压器，以及负荷侧，每个电力电子变压器均配置有多个双向端口，两个电力电子变压器对应匹配的双向端口之间分别通过不同的电压等级母线按照背靠背的方式连接以实现不同的电压等级母线在相应的双向端口之间功率的自由双向流动，电压等级母线包括交流母线和直流母线，负荷侧按照用电负荷类型分别对应接入交流母线和直流母线中；本技术基于电力电子变压器关键设备的交直流混合系统架构，实现了工业园区各电压等级“源荷储”的高效接入，实现了分布式能源的可靠接入及直流负荷的经济供能。 技术要求 1.一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，包括多源电源侧、至少两个电力电子变压器，以及负荷侧，其特征在于： 每个所述电力电子变压器均配置有多个双向端口，两个所述电力电子变压器对应匹配的所述双向端口之间分别通过不同的电压等级母线按照背靠背的方式连接以实现不同的所述电压等级母线在相应的所述双向端口之间功率的自由双向流动； 其中，所述电压等级母线包括交流母线和直流母线； 所述负荷侧按照用电负荷类型分别对应接入所述交流母线和直流母线中。

2.根据权利要求1所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，其特征在于：所述电力电子变压器具体提供三个所述双向端口，三个所述双向端口分别为电网主供电端口、直流双向端口和交流双向端口，且任何一个所述双向端口故障后剩余的所述双向端口仍能继续运行，所述电力电子变压器利用所述交流母线和直流母线在对应的所述交流双向端口和所述直流双向端口之间进行能量相互转换流动。 3.根据权利要求2所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，其特征在于：所述交流母线具体为380V交流母线，所述直流母线具体为±375V直流母线，所述交流母线和所述直流母线用于汇集、分配和传输电能。 4.根据权利要求3所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，其特征在于：所述多源电源侧包括交流电源和直流电源，所述交流电源接入所述双向端口中的电源端口，所述直流电源通过 DC/AC变换器将直流变换为交流后接入所述380V交流母线中。 5.根据权利要求4所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，其特征在于：所述电网主供电端口连接有10kV交流侧，所述10kV交流侧为电网主供电源进线，所述10kV交流侧通过10kV交流断路器接入所述电网主供电端口，所述10kV交流断路器用于在电力电子变压器10kV侧发生故障时切除所述电力电子变压器的交流电源。 6.根据权利要求5所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构，其特征在于：所述380V交流母线通过380V交流断路器接入所述交流双向端口上，且所述直流电源经过DC/AC变换器将直流变换为交流后通过所述380V交流断路器接入所述380V交流母线，所述380V交流断路器在所述电力电子变压器的380V交流母线或直流电源发生故障时对应的切除故障。 7.根据权利要求6所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构码，其特征在于：所述±375V直流母线通过±375V故障电流控制器接入所述直流双向端口上，所述±375V故障电流控制器用于在直流线路发生故障时切除故障电流。 8.根据权利要求7所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构码，其特征在于：所述电网主供电端口、直流双向端口和交流双向端口的供电电压偏差不超过7％，直流电压纹波系数不大于2％。 9.根据权利要求8所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构码，其特征在于：所述直流电源具体为光伏能源或者储能电池。 10.根据权利要求1所述的一种工业园区配电网的交直流混合系统架构码，其特征在于：所述负荷侧具体包括在工业园区使用交流负荷的交流电机以及在工业园区使用直流负荷的充电桩或变频空调。 技术说明书