直流配电网潮流计算模型及算法研究

随着经济的迅速增长及新能源等技术的发展,负荷密度逐步增大,城市交流配电网面临着供电能力不足及大量分布式能源接入等问题,愈加不适应负荷发展及城市发展的需求。直流配电网在供电容量、线路能效、各类电源与负荷接入适应性等方面与交流配电网络均有差别,具有良好的发展前景。本文研究直流配电网潮流计算模型及算法。直流配电网适于各类分布式电源的接入,分析五种常用的分布式电源工作原理,建立相应的潮流模型。对于直流配电网中的电力电子换流器,选择合适的换流器拓扑,计及开关器件、换流变压器及非线性电感电容器件的损耗,基于一定假设条件,在开关器件的开通与关断阶段分别进行损耗分析,根据能量守恒原理,建立非理想DC-DC变换器的潮流模型。根据直流配电网特点,重新定义节点分类,提出适合于直流配电网潮流计算的改进牛顿拉夫逊算法。对于AC-DC及DC-AC换流器,当控制交流侧电量时,在外迭代中嵌套一个内迭代,根据建立的电力电子换流器潮流模型对各变换器单独列方程,求出外迭代所需的状态变量。对于DC-DC变换器,在定电压控制时,利用末端功率及变换器潮流模型中的各参数在每次迭代时修正占空比。构造算例,采用MALTAB软件编程进行潮流计算,并在PSCAD仿真软件中搭建相应的仿真模型,两者得出的结果进行比较与误差分析,验证了本文提出的直流配电网潮流计算模型及算法是合理与有效的。