- 頭條山東大學楊明團隊特稿：含電壓源換流器交直流系統的仿射潮流算法2020-11-21 作者：杜萍靜, 楊明, 曹良晶, 翟鶴峰, 楊佳峻 | 來源：《電工技術學報》 | 點擊率：導語本文建立了一種含VSC的交直流系統仿射潮流算法，該算法可為含有不確定輸入變量的交直流系統提供快速、可靠的仿射潮流結果，同時利用不確定輸入變量對系統狀態量影響力指標可確定不確定注入功率對其所在網絡影響力最大的節點位置，以及狀態量不確定性受輸入變量的影響規律。因此，該算法可為系統工作人員提供有效的決策參考，具有較高的實用價值。
團隊介紹
研究團隊在楊明教授帶領下，擁有12位專職教師，8名在讀中外博士生，80余名在讀碩士生。團隊依托山東大學“電網智能化調度與控制教育部重點實驗室”，主要圍繞國家重大工程需求，開展電網在新電源形態下的經濟安全穩定運行、調度與控制研究，發表SCI/Ei論文300余篇。
楊明，教授、博士生導師，現任山東大學電氣工程學院副院長。IEEE Senior Member, IEEE Trans. on Industry Applications副主編，IET Renewable Power Generation，副主編。主要研究領域為電力系統優化調度；電力系統穩定性分析與控制；新能源預測與并網分析。現已發表SCI/EI期刊論文80余篇。獲省科技進步一、二、三等獎各1次，國網省電力公司科學技術進步獎1次。
杜萍靜，山東大學碩士研究生。主要研究方向為直流輸電、潮流分析等。
導語
針對交直流系統因大量不確定性能源接入帶來的潮流不確定性問題，基于仿射算法建立一種適用于交直流系統的不確定潮流算法，能為系統提供保守性較小的區間估計結果，并實現不確定注入功率對系統狀態量影響的量化分析。
研究背景
隨著交直流互聯電網規模的不斷擴大、能源類型也更加復雜，含VSC交直流系統的潮流不確定問題隨之而來。潮流分析是電力系統分析的基礎手段之一,其潮流結果應當體現不確定注入功率對電網狀態量的影響。
論文所解決的問題及意義
基于仿射算法，實現交直流系統的不確定潮流求解，并通過不確定輸入變量影響力指標量化分析各不確定注入功率對狀態變量的影響，便于對交直流電網不確定性進行量化分析，為系統工作人員提供有效的決策參考。
論文方法及創新點
1、仿射算法
仿射算法它以中心值加噪聲元的形式保存各不確定變量之間的聯系和依賴性，以降低區間算法的保守性。
2、VSC節點在直流側節點等效類型
按照VSC在直流側的控制屬性，將節點類型分為三類見表1。直流節點類型Ⅰ為P節點，即節點注入有功功率給定。直流節點類型Ⅱ為V節點，即直流松弛節點，該類型節點的節點電壓給定，待求該節點VSC的注入功率。Ⅲ類型節點為電壓下垂控制節點，本文采取節點電壓以上次值或初值為定值求取功率后再更新電壓的思路進行計算。
表1 VSC控制類型及直流側節點等效
3、整體思路
文章首先確定了三角函數的仿射運算法則，而后對含VSC的交直流系統中各個部分建立了仿射潮流模型。其中，考慮VSC電壓下垂控制方式在內的多種控制方式建立了VSC的仿射化求解模型，進而，基于交替迭代法形成了交直流系統的仿射潮流模型，并結合P-Q分解法實現其快速求解。通過圖1中文章方法與基于牛-拉法的不確定潮流結果和蒙特卡洛法的潮流結果對比，可以驗證其算法有效性。
圖1 不同算法潮流結果對比
結論
本文建立了一種含VSC的交直流系統仿射潮流算法，該算法可為含有不確定輸入變量的交直流系統提供快速、可靠的仿射潮流結果，同時利用不確定輸入變量對系統狀態量影響力指標可確定不確定注入功率對其所在網絡影響力最大的節點位置，以及狀態量不確定性受輸入變量的影響規律。因此，該算法可為系統工作人員提供有效的決策參考，具有較高的實用價值。
引用本文
杜萍靜, 楊明, 曹良晶, 翟鶴峰, 楊佳峻. 含電壓源換流器交直流系統的仿射潮流算法[J]. 電工技術學報, 2020, 35(5): 1106-1117. Du Pingjing, Yang Ming, Cao Liangjing, Zhai Hefeng, Yang Jiajun. Affine Power Flow Algorithm for AC/DC Systems with Voltage Source Converter. Transactions of China Electrotechnical Society, 2020, 35(5): 1106-1117.
