基于改进布罗伊登法的交直流混合系统潮流计算

论文摘要

高压直流输电具有功率调节快速及运行可靠等优点,在大容量远距离输电的场合和电网互联方面具有极大的优势。因此在我国实施的“西电东送”和全国联网的发展策略中有着极其重要的作用。然而,由于交直流混合系统的复杂性,虽然纯交流系统潮流计算的方法已经非常成孰,但交直流混合系统的潮流计算并没有达到相同水平。为此,本文对交直流混合输电系统的潮流计算问题进行了深入细致的研究。本文首先简要概述了国内外高压直流输电技术的发展情况、交直流混合输电系统的研究现状及急需解决的问题。然后介绍了用于交直流潮流计算的换流器稳态数学模型和交直流混合系统的常用潮流计算方法:统一迭代法和交替迭代法。接下来针对求解非线性方程组的布罗伊登法及其改进方法的原理和步骤进行了详细的分析,指出其主要优点是避免了牛顿法每次迭代都需计算状态函数在当前迭代点的导数或其差商近似值以确定新方向的缺陷,因此计算效率高。继而将改进的布罗伊登方法应用于交直流混合系统潮流计算,给出了相应的计算步骤,设计和编写了相应的潮流计算程序。最后,针对本文提出的基于改进布罗伊登法的交直流潮流计算方法,采用IEEE测试系统进行了仿真计算和分析。计算结果表明本文提出的新方法具有拟牛顿法的特点,计算效率相对较高。本文提出的潮流计算方法不仅程序实现简单、而且对不同结构和运行方式的电网具有广泛的适用性。基于改进布罗伊登法的交直流混合系统潮流计算方法为快速可靠实现交直流系统的潮流计算提供了一种有效途径。它对交直流混合系统运行行为的研究具有重要的理论和实际意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 交直流混合输电系统的发展
• 1.1.1 国外直流输电工程发展
• 1.1.2 国内直流输电工程发展
• 1.2 高压直流输电的优越性
• 1.2.1 直流输电的优缺点
• 1.2.2 直流输电的适用场合
• 1.3 交直流混合输电系统中需要解决的问题
• 1.3.1 直流多落点问题
• 1.3.2 减少直流输电系统换相失败的问题
• 1.3.3 对直流输电系统控制器的研究
• 1.3.4 交直流混合系统的暂态过程
• 1.3.5 交直流混合输电系统的稳态运行和控制研究
• 1.4 本文主要研究工作
• 第2章 交直流混合系统潮流计算方法
• 2.1 换流器标幺值模型
• 2.2 交直流混合系潮流计算的数学模型
• 2.2.1 节点功率方程式
• 2.2.2 换流器基本方程
• 2.2.3 直流网络方程
• 2.2.4 控制方程
• 2.3 交直流系统潮流统一迭代解法
• 2.4 交直流系统潮流交替迭代解法
• 2.5 交直流系统潮流的改进统一解法
• 第3章 求解非线性方程组的布罗伊登法及其改进
• 3.1 布罗伊登法
• 3.1.1 布罗伊登法的基本思想
• 3.1.2 布罗伊登法与秩1 拟牛顿法
• 3.1.3 布罗伊登法数值算例
• 3.2 改进布罗伊登法
• 3.2.1 改进的布罗伊登法
• 3.2.2 改进的布罗伊登法数值算例
• 第4章 基于改进布罗伊登法的交直流 混合系统潮流计算
• 4.1 用于潮流计算的换流器模型
• 4.2 交直流混合系统潮流计算的数学模型
• 4.2.1 直流端的潮流方程
• 4.2.2 节点功率方程
• 4.2.3 交直流混合潮流计算的雅可比矩阵
• 4.3 基于改进布罗伊登法的交直流混合系统潮流计算
• 第5章 算例分析
• 5.1 案例系统
• 5.2 仿真与结果分析
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录
• 附录B IEEE 9 节点系统图及数据