【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统电压功率灵敏度分析，尤其涉及一种跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法及系统。
技术介绍
1、目前，随着高比例可再生能源的接入和新型用电设备的增加，中低压协调的交直流配电网将成为配电网的发展趋势，采用交直流配电网能够提升新型源荷承载能力。然而在中低压交直流配电网中，电能传输设备也会对电压产生影响，上述研究未考虑电能传输设备的模型，不适用于含有变压器、电压源型换流器(voltage source converter,vsc)等设备的中低压交直流配电网。因此为表征中低压交直流配电网节点之间的灵敏度，应考虑变压器和换流器设备功率传输特性，研究适用于跨电压等级交直流配电网的灵敏度计算方法。
2、电压灵敏度是电力系统中用来衡量系统中某个节点的电压对系统中其他节点功率变化敏感程度的指标。电压灵敏度指标在配电网规划、运行控制等方面都有应用，可以建立线性的系统模型，降低控制复杂度。目前计算电压灵敏度主要通过潮流计算方法推导而来，有基于牛-拉潮流算法的灵敏度计算方法和基于前推回代的灵敏度计算方法两大类。基于牛-拉潮流算法的灵敏度计算方法不能解析的获取电压-功率灵敏度表达式，只能通过迭代计算获得收敛的潮流计算结果，然后利用雅克比矩阵进行运算后才能获得电压-功率灵敏度，无法直观的揭示电压灵敏度与线路参数、节点位置等关键信息的联系；基于前推回代的灵敏度计算方法能够获得电压灵敏度的解析表达式，可以直观说明电压灵敏度与线路参数、网络拓扑的关联性。该方法计算简单不需要任何迭代，只要有相关参数就可进行计算。但该方法忽略了
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：如何在中低压交直流配电网中准确计算跨电压等级的电压-功率灵敏度，并考虑电能传输设备的功率模型。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术实施例提供了一种跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，包括：
5、基于变压器一次侧电流和电压，忽略励磁电流和铁芯损耗的条件，建立变压器的损耗模型；
6、基于vsc交流侧的电流、交流侧交换的有功和无功功率以及损耗系数，建立vsc设备的损耗模型；
7、基于变压器、vsc设备的损耗模型，得到功率传输关系；
8、基于所述功率传输关系，结合电压降方程，推导得到跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算公式。
9、作为跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法的一种优选方案，其中：
10、所述建立变压器的损耗模型包括：
11、设变压器的总电阻和总电抗分别为rt和xt；变压器一次侧三相有功和无功功率分别为pmv和qmv，二次侧三相有功和无功功率分别为plv和qlv，忽略励磁电流和铁芯损耗，将变压器的损耗模型表示为：
12、
13、
14、其中，pt,loss、qt,loss分别为变压器有功损耗和无功损耗；i1为变压器一次侧流过的电流；umv为变压器一次侧电压。
15、作为跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法的一种优选方案，其中：
16、所述建立vsc设备的损耗模型包括：
17、将换流器运行损耗采用广义换流器损耗模型表示为：
18、
19、
20、其中，ic为vsc交流侧流过的电流；pc、qc分别为vsc在交流侧交换的有功功率和无功功率；uc为vsc交流侧电压；a、b、c为损耗系数；损耗系数的计算公式如下：
21、
22、其中，sn为vsc额定容量，ud为vsc直流侧电压。
23、作为跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法的一种优选方案，其中：
24、所述基于变压器、vsc设备的损耗模型，得到功率传输关系包括：
25、变压器两侧功率关系如下：
26、
27、其中，分别为变压器一次和二次侧三相复功率；
28、根据变压器两侧功率关系将变压器有功损耗和无功损耗简化为：
29、
30、作为跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法的一种优选方案，其中：
31、所述基于变压器、vsc设备的损耗模型，得到功率传输关系还包括：
32、vsc两侧交、直流的交换功率关系为：
33、pc＝pdc+pvsc,loss
34、其中，pdc为vsc注入直流侧有功功率；
35、根据vsc两侧交、直流的交换功率关系对vsc设备的损耗模型进行简化，得到：
36、
37、作为跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法的一种优选方案，其中：
38、所述推导得到跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算公式包括：
39、根据电压降方程，将相邻节点间的电压关系表示为：
40、
41、其中，pline,i、qline,i分别是节点i-1与节点i间线路中流过的有功和无功，表示为：
42、
43、其中，ploss,k、qloss,k是节点k-1与节点k间线路上的有功和无功损耗；
44、将任意中压节点i的电压ui表示为：
45、
46、其中，cn0,i是节点0到节点i的线路和节点集合；
47、为量化节点j的有功变化对于节点i的影响，对ui进行求导。
48、作为跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法的一种优选方案，其中：
49、所述推导得到跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算公式还包括：
50、基于简化后的变压器有功损耗和无功损耗、简化后的vsc设备的损耗模型，将节点i-1与节点i间线路中流过的有功和无功中的线路阻抗损耗忽略，并代入求导后的ui，得到跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算公式，表示为：
51、
52、
53、
54、其中，sv-p,ij和sv-q,ij分别是节点i对节点j的电压-有功和无功灵敏度，即节点j单位功率变化所引起的节点i的电压变化；cn0,i∩cn0,j是节点0到节点i与节点0到节点j路径上的线路和节点的交集。
55、第二方面，本专利技术实施例提供了一种跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算系统，包括：
56、变压器损耗模型构建模块，用于基于变压器一次侧电流和电压，忽略励磁电流和铁芯损耗的条件，建立变压器的损耗模型；
57、vsc损耗模型构建模块，用于基于vsc交流侧的电流、交流侧交换的有功和无功功率以及损耗系数，建立vsc设备的损耗模型；
58、功率传输关系推导模块，用于基于变压器、vsc设备的损耗模型，得到功率传输关系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，其特征在于，所述建立变压器的损耗模型包括：
3.如权利要求2所述的跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，其特征在于，所述建立VSC设备的损耗模型包括：
4.如权利要求3所述的跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，其特征在于，所述基于变压器、VSC设备的损耗模型，得到功率传输关系包括：
5.如权利要求4所述的跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，其特征在于，所述基于变压器、VSC设备的损耗模型，得到功率传输关系还包括：
6.如权利要求5所述的跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，其特征在于，所述推导得到跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算公式包括：
7.如权利要求6所述的跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，其特征在于，所述推导得到跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算公式还包括：
8.一种采用如权利要求1～7任一
9.一种计算设备，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，其特征在于，所述建立变压器的损耗模型包括：
3.如权利要求2所述的跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，其特征在于，所述建立vsc设备的损耗模型包括：
4.如权利要求3所述的跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，其特征在于，所述基于变压器、vsc设备的损耗模型，得到功率传输关系包括：
5.如权利要求4所述的跨电压等级交直流配电网电压功率灵敏度计算方法，其特征在于，所述基于变压器、vsc设备的损耗模型，得到功率传输关系还包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡永翔，王峰，夏坤鹏，王扬，宋子宏，徐玉韬，陈宇，张松，李星锴，何金宇，欧阳广泽，邓松，吴鹏，李新皓，罗春玲，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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