團隊介紹

研究團隊在楊明教授帶領(lǐng)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(xué)“電網(wǎng)智能化調(diào)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(wǎng)在新電源形態(tài)下的經(jīng)濟安全穩(wěn)定運行、調(diào)度與控制研究，發(fā)表SCI/Ei論文300余篇。

楊明，教授、博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任山東大學(xué)電氣工程學(xué)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(lǐng)域為電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度；電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與控制；新能源預(yù)測與并網(wǎng)分析?，F(xiàn)已發(fā)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(wǎng)省電力公司科學(xué)技術(shù)進步獎1次。

杜萍靜，山東大學(xué)碩士研究生。主要研究方向為直流輸電、潮流分析等。

導(dǎo)語

針對交直流系統(tǒng)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(tǒng)的不確定潮流算法，能為系統(tǒng)提供保守性較小的區(qū)間估計結(jié)果，并實現(xiàn)不確定注入功率對系統(tǒng)狀態(tài)量影響的量化分析。

研究背景

隨著交直流互聯(lián)電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大、能源類型也更加復(fù)雜，含VSC交直流系統(tǒng)的潮流不確定問題隨之而來。潮流分析是電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)手段之一,其潮流結(jié)果應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)不確定注入功率對電網(wǎng)狀態(tài)量的影響。

論文所解決的問題及意義

基于仿射算法，實現(xiàn)交直流系統(tǒng)的不確定潮流求解，并通過不確定輸入變量影響力指標(biāo)量化分析各不確定注入功率對狀態(tài)變量的影響，便于對交直流電網(wǎng)不確定性進行量化分析，為系統(tǒng)工作人員提供有效的決策參考。

論文方法及創(chuàng)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(lián)系和依賴性，以降低區(qū)間算法的保守性。

2、VSC節(jié)點在直流側(cè)節(jié)點等效類型

按照VSC在直流側(cè)的控制屬性，將節(jié)點類型分為三類見表1。直流節(jié)點類型Ⅰ為P節(jié)點，即節(jié)點注入有功功率給定。直流節(jié)點類型Ⅱ為V節(jié)點，即直流松弛節(jié)點，該類型節(jié)點的節(jié)點電壓給定，待求該節(jié)點VSC的注入功率。Ⅲ類型節(jié)點為電壓下垂控制節(jié)點，本文采取節(jié)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(cè)節(jié)點等效

3、整體思路

文章首先確定了三角函數(shù)的仿射運算法則，而后對含VSC的交直流系統(tǒng)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(nèi)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(tǒng)的仿射潮流模型，并結(jié)合P-Q分解法實現(xiàn)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(jié)果和蒙特卡洛法的潮流結(jié)果對比，可以驗證其算法有效性。

圖1 不同算法潮流結(jié)果對比

結(jié)論

本文建立了一種含VSC的交直流系統(tǒng)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(tǒng)提供快速、可靠的仿射潮流結(jié)果，同時利用不確定輸入變量對系統(tǒng)狀態(tài)量影響力指標(biāo)可確定不確定注入功率對其所在網(wǎng)絡(luò)影響力最大的節(jié)點位置，以及狀態(tài)量不確定性受輸入變量的影響規(guī)律。因此，該算法可為系統(tǒng)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(tǒng)的仿射潮流算法[J]. 電工技術(shù)學(xué)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.