交直流混联潮流计算的方法及其装置、存储介质及终端

1.一种交直流混联潮流计算的方法，其特征在于，包括：对交直流混联电力系统的直流网络求解电导矩阵，获取所述直流网络中任意两个换流器之间的电阻，或者获取各分层结构的所述直流网络的连接点间的电阻；根据所述直流网络的结构，获取与所述换流器对应的节点的直流电压和有功功率；获取各所述换流器的控制方式；所述换流器的控制方式包括第一类控制方式和第二类控制方式；所述第一类控制方式包括恒定有功功率、恒定直流电压和恒定直流电流；所述第二类控制方式包括恒定变压器变比和恒定换相角；根据所述直流电压、所述有功功率以及所述换流器的控制方式，计算所述换流器对交流电网的无功注入量；根据所述任意两个换流器之间的电阻或所述连接点间的电阻以及所述直流电压、所述有功功率、所述无功注入量以及所述换流器的控制方式，获取所述有功功率的不平衡量和所述无功注入量的不平衡量；根据所述换流器的控制方式以及所述有功功率的不平衡量和所述无功注入量的不平衡量，建立所述潮流计算的雅可比矩阵；其中，在所述换流器的控制方式为第二类控制方式，且为恒定换相角的控制方式时，与所述换流器对应的节点的雅可比矩阵参数仅由交流网络参数求出；所述换流器的控制方式为第二类控制方式，且为恒定变压器变比的控制方式时，与所述换流器对应的节点的雅可比矩阵参数由交流网络参数求出后进行修正；对所述雅可比矩阵元素Lii进行修正，如下：其中，i为与所述换流器连接的交流网路的节点；V i 为对应节点i的电压幅值，G ij 和B ij 为导纳矩阵的实部与虚部，V a 为与所述换流器相连节点的电压幅值，V dk 为直流输电电压，P dk 为流入换流器k的有功功率，k T 为变压器变比，k y 为换流器常数，θ ij 为节点i的控制角，H、N、L为所述雅可比矩阵的分块矩阵，ΔP为所述有功功率不平衡量，ΔQ为所述无功注入量的不平衡量，Δθ和ΔV为迭代过程中的变量的修正量；根据所述雅可比矩阵，判断所述潮流计算量是否满足收敛条件；若是则完成潮流计算；若否，则重新获取所述潮流计算过程中的所述有功功率的不平衡量和所述无功注入量的不平衡量。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述直流网络的结构，获取与所述换流器对应的节点的直流电压和有功功率，包括：根据所述直流网络的结构，获取与所述换流器对应的节点参数；根据所述节点参数，构建方程组，如下：其中，V dk 为与所述换流器对应的节点的直流电压，P dk 为与所述换流器对应的节点的有功功率，I dk 为流入换流站k的直流电流，G kj 为对应节点k和j之间的导纳矩阵元素，V dj 为与换流器j连接的直流母线的电压，n c 为所述直流网络中换流器的个数；根据所述方程组，求解与所述换流器对应的节点的直流电压和有功功率。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述交直流混联电力系统的直流网络包括分层结构时，所述直流网络串联侧单个换流器输出的有功功率与所述换流器承受的电压占比成正比。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述交直流混联电力系统的直流网络包括分层结构时，满足如下关系：其中，I di1 和I di2 分别为流经分层结构下换流站的高电压换流器的电流和低电压换流器的电流；I d 表示流经换流站整体的电流；V dr 为直流网络送端电压；V di1 和V di2 分别表示分层结构下高、低电压换流器的直流电压；R d 为直流线路的电阻；所述根据所述方程组，求解与所述换流器对应的节点的直流电压和有功功率，具体为：其中，k idk 为换流器k在分层结构中的电压占比，P d 为直流注入换流站的有功功率，V d 为换流站所连接节点的直流电压，P idk 为分层结构下换流器k所输出的有功功率，V idk 为分层结构下换流器k所承受的直流电压。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述换流器的控制方式为所述第一类控制方式时，所述根据所述直流电压、所述有功功率以及所述换流器的控制方式，计算所述换流器对交流电网的无功注入量，具体为：其中，I dk 为流入换流器k的直流电流，P dk 为所述有功功率，V dk 为所述直流电压， 为换流器功率因素，Q dk 为所述无功注入量。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述换流器的控制方式为第二类控制方式，且为恒定换相角的控制方式时，所述根据所述直流电压、所述有功功率以及所述换流器的控制方式，计算与所述换流器对交流电网的无功注入量，具体为：其中，V dk 为直流输电电压，P dk 为流入换流器k的有功功率，P idk 为直流注入交流节点i的有功功率，θ d 为换流器的控制角，X c 为换相电阻，k y 为换流器常数，Q dk 为所述无功注入量。 7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述换流器的控制方式为第二类控制方式，且为恒定变压器变比的控制方式时，所述根据所述直流电压、所述有功功率以及所述换流器的控制方式，计算与所述换流器对交流电网的无功注入量，具体为：其中，V dk 为直流输电电压，P dk 为流入换流器k的有功功率，V a 为与换流器相连节点的电压幅值，k T 为变压器变比，k y 为换流器常数。 8.一种交直流混联潮流计算的装置，其特征在于，包括：电阻获取模块，用于对交直流混联电力系统的直流网络求解电导矩阵，获取所述直流网络中任意两个换流器之间的电阻，或者获取各分层结构的所述直流网络的连接点间的电阻；直流电压和有功功率获取模块，用于根据所述直流网络的结构，获取与所述换流器对应的节点的直流电压和有功功率；控制方式获取模块，用于获取各所述换流器的控制方式；所述换流器的控制方式包括第一类控制方式和第二类控制方式；所述第一类控制方式包括恒定有功功率、恒定直流电压和恒定直流电流；所述第二类控制方式包括恒定变压器变比和恒定换相角；无功注入量计算模块，用于根据所述直流电压、所述有功功率以及所述换流器的控制方式，计算与所述换流器对交流电网的无功注入量；潮流计算模块，用于根据所述任意两个换流器之间的电阻或所述连接点间的电阻以及所述直流电压、所述有功功率、所述无功注入量以及所述换流器的控制方式，通过牛顿-拉夫逊法进行潮流计算；其中，根据任意两个换流器之间的电阻或所述连接点间的电阻以及所述直流电压、所述有功功率、所述无功注入量以及所述换流器的控制方式，通过牛顿-拉夫逊法进行潮流计算，包括：根据所述任意两个换流器之间的电阻或所述连接点间的电阻以及所述直流电压、所述有功功率、所述无功注入量以及所述换流器的控制方式，获取所述潮流计算过程中的所述有功功率的不平衡量和所述无功注入量的不平衡量；根据所述换流器的控制方式以及所述有功功率的不平衡量和所述无功注入量的不平衡量，建立所述潮流计算的雅可比矩阵；其中，在所述换流器的控制方式为第二类控制方式，且为恒定换相角的控制方式时，与所述换流器对应的节点的雅可比矩阵参数仅由交流网络参数求出；所述换流器的控制方式为第二类控制方式，且为恒定变压器变比的控制方式时，与所述换流器对应的节点的雅可比矩阵参数由交流网络参数求出后进行修正；对所述雅可比矩阵元素Lii进行修正，如下：其中，i为与所述换流器连接的交流网路的节点；V i 为对应节点i的电压幅值，G ij 和B ij 为导纳矩阵的实部与虚部，V a 为与所述换流器相连节点的电压幅值，V dk 为直流输电电压，P dk 为流入换流器k的有功功率，k T 为变压器变比，k y 为换流器常数，θ ij 为节点i的控制角，H、N、L为所述雅可比矩阵的分块矩阵，ΔP为所述有功功率不平衡量，ΔQ为所述无功注入量的不平衡量，Δθ和ΔV为迭代过程中的变量的修正量；根据所述雅可比矩阵，判断所述潮流计算量是否满足收敛条件；若是则完成潮流计算；若否，则重新获取所述潮流计算过程中的所述有功功率的不平衡量和所述无功注入量的不平衡量。 9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～7中任一所述的交直流混联潮流计算的方法。 10.一种终端，包括显示屏、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～7中任一所述的交直流混联潮流计算的方法。 11.一种计及直流分层结构交直流混联潮流计算的方法，其特征是：根据换流站的控制方式完成直流网络的状态计算，将直流网络与交流网络的连接点等效为功率节点；使用牛顿—拉夫逊法计算潮流；其中，使用牛顿-拉夫逊法完成潮流计算的具体过程包括：(a)设定交流网络初始值，求解潮流功率方程不平衡量；(b)构造雅可比矩阵，流器控制方式为恒定换相角对应的节点所对应的雅可比矩阵参数仅由交流网络参数求出；换流器控制方式为恒定变压器变比对应的节点所对应的雅可比矩阵参数由交流网络参数求出后进行修正；修正的方式为：其中：-V i ∑ j∈i，j≠i V j (G ij sinθ ij -B ij cosθ ij )+2V i 2 B ij 为传统纯交流潮流计算中雅可比矩阵元素L的计算式，V i 为对应节点i的电压幅值；G ij 和B ij 为导纳矩阵的实部与虚部；V a 为与所述换流器相连节点的电压幅值；V dc 为所述换流器的直流电压；P dc 为所述换流器的有功功率；k T 为变压器变比；k y 为换流器常数；θ ij 为节点i的控制角；(c)完成交流网络参数修正，检查收敛条件，达到条件结束迭代，否则转步骤(a)。 12.一种计及直流分层结构交直流混联潮流计算的方法，其特征是：包括以下步骤：对直流网络求解电导矩阵，得到每两个换流器间的电阻，或者与分层结构的直流电网连接点间的电阻值；分析各换流器的控制方式，计算得到每个节点的电压和有功功率；根据所得到的控制方式和各节点的电压和有功功率，计算对交流电网的无功注入量；使用牛顿-拉夫逊法完成潮流计算，得到计算结果；其中，使用牛顿-拉夫逊法完成潮流计算的具体过程包括：(a)设定交流网络初始值，求解潮流功率方程不平衡量；(b)构造雅可比矩阵，流器控制方式为恒定换相角对应的节点所对应的雅可比矩阵参数仅由交流网络参数求出；换流器控制方式为恒定变压器变比对应的节点所对应的雅可比矩阵参数由交流网络参数求出后进行修正；修正的方式为：其中：-V i ∑ j∈i，j≠i V j (G ij sinθ ij -B ij cosθ ij )+2V i 2 B ij 为传统纯交流潮流计算中雅可比矩阵元素L的计算式；V i 为对应节点i的电压幅值；G ij 和B ij 为导纳矩阵的实部与虚部；V a 为与所述换流器相连节点的电压幅值；V dc 为所述换流器的直流电压；P dc 为所述换流器的有功功率；k T 为变压器变比；k y 为换流器常数；θ ij 为节点i的控制角；(c)完成交流网络参数修正，检查收敛条件，达到条件结束迭代，否则转步骤(a)。 13.根据权利要求11或12所述的一种计及直流分层结构交直流混联潮流计算的方法，其特征是：依据换流器控制方式确定节点部分参数，继而构造方程组其中：I dk 为流入换流站k的直流电流；G kj 为对应节点k，j之间的导纳矩阵元素；V dk 为与所述换流器对应的节点的直流电压；P dk 为与所述换流器对应的节点的有功功率，V dj 为与换流器j连接的直流母线的电压；以求解节点电压和有功功率为目标完成计算，具体方程组为：其中：I di1 ，I di2 分别表示流经分层结构下换流站的高、低电压换流器的电流；I d 表示流经换流站整体的电流；V dr 表示直流网络送端电压；V di1 、V di2 分别表示分层结构下高、低电压换流器的直流电压；R d 表示直流线路的电阻。 14.根据权利要求11或12所述的一种计及直流分层结构交直流混联潮流计算的方法，其特征是：串联侧单个所述换流器输出的有功功率与所述换流器承受的电压占比成正比。 15.根据权利要求11或12所述的一种计及直流分层结构交直流混联潮流计算的方法，其特征是：依据节点换流器的控制方式，即恒定换相角控制方式下使用恒定变压器变比控制方式下使用完成对交流电网无功注入量的计算，有功注入量的计算通过直流网络状态计算得到；其中：P idc 为所述换流器的抽出功率；P dc 为所述换流器的有功功率；V dc 为所述换流器的直流电压；V dc 为换流站所连接的直流网络节点电压；θ d 为换流器的控制角，即整流器的触发延迟角、逆变器的熄弧超前角；k T 为变压器变比；X c 为换相电阻；考虑到换相角的影响，引入了变量k y ； 为换流器从交流系统吸收有功功率和无功功率对应的功率因素角；V a 为换流器连接的交流网络的电压幅值。 16.根据权利要求11或12所述的一种计及直流分层结构交直流混联潮流计算的方法，其特征是：涉及到分层结构时，根据分层的换流器电压占比完成功率节点的等效。 17.根据权利要求11或12所述的一种计及直流分层结构交直流混联潮流计算的方法，其特征是：计算对交流电网的无功注入量的具体过程包括：(1)如果一个节点对应的换流器控制方式为恒定换相角，则用计算无功注入量，接着转至步骤(3)；否则转至步骤(2)；其中：P idc 为所述换流器的抽出功率；P dc 为所述换流器的有功功率；V dc 为所述换流器的直流电压；V dc 为换流站所连接的直流网络节点电压；θ d 为换流器的控制角，即整流器的触发延迟角、逆变器的熄弧超前角；k t 为变压器变比；X c 为换相电阻；考虑到换相角的影响，引入了变量k y ； 为换流器从交流系统吸收有功功率和无功功率对应的功率因素角；(2)如果一个节点对应的换流器控制方式为恒定变压器变比，用计算无功注入量，并计算无功注入量对所对应交流电压的导数；V a 为换流器连接的交流网络的电压幅值；(3)如果存在分层结构，依据计算各层对交流电网连接点的功率影响；式中：k idk 为换流器k在分层结构中的电压占比，P d 为直流注入换流站的有功功率，V d 为换流站所连接节点的直流电压，P idk 为分层结构下换流器k所输出的有功功率，V idk 为分层结构下换流器k所承受的直流电压。 18.一种计及直流分层结构交直流混联潮流计算的系统，其特征是：运行于处理器上，被配置为执行以下指令：对直流网络求解电导矩阵，得到每两个换流器间的电阻，或者与分层结构的直流电网连接点间的电阻值；分析各换流器的控制方式，计算得到每个节点的电压和有功功率；根据所得到的控制方式和各节点的电压和有功功率，计算对交流电网的无功注入量；使用牛顿-拉夫逊法完成潮流计算，得到计算结果；其中，使用牛顿-拉夫逊法完成潮流计算的具体过程包括：(a)设定交流网络初始值，求解潮流功率方程不平衡量；(b)构造雅可比矩阵，流器控制方式为恒定换相角对应的节点所对应的雅可比矩阵参数仅由交流网络参数求出；换流器控制方式为恒定变压器变比对应的节点所对应的雅可比矩阵参数由交流网络参数求出后进行修正；修正的方式为：其中：-V i ∑ j∈i，j≠i V j (G ij sinθ ij -B ij cosθ ij )+2V i 2 B ij 为传统纯交流潮流计算中雅可比矩阵元素L的计算式；V i 为对应节点i的电压幅值；G ij 和B ij 为导纳矩阵的实部与虚部；V a 为与所述换流器相连节点的电压幅值；V dc 为所述换流器的直流电压；P dc 为所述换流器的有功功率；k T 为变压器变比；k y 为换流器常数；θ ij 为节点i的控制角；(c)完成交流网络参数修正，检查收敛条件，达到条件结束迭代，否则转步骤(a)。