(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210668055.4 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 天津大学 地址 300071 天津市南 开区卫津路9 2号 (72)发明人 胡培洁　江晓东　 (74)专利代理 机构 天津盛理知识产权代理有限 公司 12209 专利代理师 李晶 (51)Int.Cl. H02J 3/26(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/32(2006.01) H02J 3/06(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/12(2006.01)G06F 17/16(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/06(2020.01) (54)发明名称 考虑不平衡电网系统模型的三相可行域的 完整刻画方法 (57)摘要 本发明涉及考虑不平衡电网系统模型的三 相可行域的完整刻画方法， 通过三相可行域定义 在非线性非凸三相交流潮流模型和ZIP综合负荷 建模的基础上， 考虑包括线路热极限约束和电压 不平衡约束等的不平衡电网安全运行约束； 同时 还考虑了包含分布式电源和柔性负荷， 包括风 电、 光伏发电、 储能以及可控负荷的约束； 采用一 种非双曲动力学系统方法， 理论证明了该动力学 系统的常规稳定平衡流形和三相可行域的一一 对应。 本发 明利用三相可行域提出三相交流潮流 问题解的存在性， 并应用于三相可行域恢复方案 的评估。 本发 明精确刻 画了柔性负荷接入对三相 不平衡配电网可行域的影 响， 说明了柔性负荷能 够提升系统灵活性和分布式电源渗透率。 权利要求书4页 说明书10页 附图3页 CN 115036944 A 2022.09.09 CN 115036944 A 1.考虑不平衡电网系统模型的三相可行域的完整刻画方法， 其特征在于： 包括以下步 骤： 步骤1、 输入具有三相格式的不平衡系统的参数， 并设定约束条件； 步骤2、 根据步骤1创建约束集， 使用拉丁超立方技术， 在约束集范围内进行采样， 获得 由约束集对应的商梯度系统QH(x)积分的初始值； 步骤3、 从初始值对步骤2中的商梯度系统积分， 直到其收敛到稳定平衡流型上的一点， 记为x； 步骤4、 构建约束方程H(x)， 若|H(x)|＝0， 则x是常规稳定平衡流型上的一个点， 并进行 步骤5； 否则， x是退化稳定平衡流型上的一个点， 选取约束范围内的另一个随机值， 并返回 步骤3； 步骤5、 保存可行解x， 判断是否所有初始采样解均完成积分计算， 则完成三相可行域的 计算； 否则取另一个初始点， 并返回步骤3 。 2.根据权利要求1所述的考虑不平衡电网系统模型的三相可行域的完整刻画方法， 其 特征在于： 所述步骤1中参数包括三相变压器模型、 不平衡负荷与线路模型、 分布式电源和 柔性负荷； 约束条件 包括安全运行约束和电能质量约束。 3.根据权利要求1所述的考虑不平衡电网系统模型的三相可行域的完整刻画方法， 其 特征在于： 所述步骤2中约束集包括： 三相交流潮流约束、 连接点处的功 率交换约束、 电压约 束、 线路潮流约束、 电压不平衡约束以及分布式能源系统模型； 三相交流潮流约束为： i∈{1， ...， NB}， m， n∈{a， b， c}， m≠n. 其中， 为i节点n相的有功无功值， a、 b和c为三相， 为节点i的n相的电压幅值； 为节点j的m相的电压 幅值， 和 为节点i的m相到节点j的n相的线路等效电导和等 效电纳， NB代表系统节点数， m和n代表节点的相， 为节点i的n相处的风力发电机组 输出的有功功率和无功功率； 为节点i的n相处的光伏发电机组输出的有功功率 和无功功率； 和 为节点i的n相的有功和无功负荷； 和 为储能在节点i的n相 放电和充电功率的无功功率， 为储能在节点i的n相储能消耗的无功功率； 和 为 节点i的n相负载的有功功率和无功功率需求， 和 为节点i的n相直接可控负载 的有功功率和无功功率， 为节点i的n相和节 点j的m相电压相角之差， 为权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115036944 A 2节点i的n相的电压相角， 为节点j的m相的电压相角； 连接点处的功率交换约束为： 其中， 为连接点PCC处n相与上级电网交换的有功功率， 为连接点限制交 换有功功率最小值及最大值， 为连接点处的n相与上级电网交换的无功功率， 为连接点限制交换 无功功率最小值及最大值； 电压约束为： 其中， 为节点i允许的电压幅值 最小最大值； 线路潮流约束为： 其中， 和 为第n相线路l线路首段及末端的视在功率， 为线路l视在功率上 限， NL为输电线路数； 电压不平衡约束为： 其中， 其中， 分别为节点i处电压的负序分量和正序分量， VUFdem,i表示节点i处 的期望的电压不平衡度； 分布式能源系统模型包括分布式发电模型以及柔性负荷模型， 分布式发电模型包括风 电机组模型和光伏机组模型， 柔 性负荷模型包括 直接控制负荷模型和储能模型： 风电机组模型： 其中 ， 为节点i的n相处的风电机组输出的最小最大有功功率， 为节点i的n相处的光电机组输出的最小最大无功功率， NW表示风电单元的个 数； 光伏发电模型： 为节点i的n相处的光伏发电机组输出的最大最小有功功率， 为节点i的n相处的光伏发电机组输出的最大最小无功功率,NPV为光电单权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115036944 A 3