基于改进高斯-赛德尔顺序潮流算法的微电网效率分析.pdf

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1、第32卷第2期可再生能源Vo1．32No．22014年2月RenewableEnergyResoumesFeb．2014基于改进高斯一赛德尔顺序潮流算法的微电网效率分析杨焰，苗虹，曾成碧，韩民晓，刘晓豪(四川大学电气信息学院，四川成都610065)摘要：文章针对现有各类微电网的拓扑结构，利用转换环节的IGBT／DIODE损耗计算模型，结合高斯一赛德尔潮流算法，提出了考虑转换损耗模型的微电网高斯一赛德尔顺序潮流算法，并运用此法在Matlab／Simulink环境下分析比较了树干式直流、交流、混合微电网和环形直流、交流微电网的效率。仿真结果显示，

2、在假定负荷功率因数为0．8的情况下．环形直流微电网的效率最高，树干式交流微电网的效率最低。关键词：微电网；IGBT／DIODE损耗计算模型；高斯一赛德尔潮流算法中图分类号：TK6：TQ546文献标志码：A文章编号：1671—5292(2014)02—0168—050引言本文研究了环形直流、环形交流和树干式交微电网技术克服了分布式发电的缺点而受到流、直流及混合微电网的效率，利用转换环节的各国研究人员的关注l1l。微网结构包括交流、直IGBT／DIODE损耗计算模型，结合高斯一赛德尔潮流、交直流混合微网嘲。系统接线方式包括环形、流算法、孤岛运行微

3、电网潮流计算方法阎，提出放射式、树干式接线。微电网结构和接线方式的不了考虑转换损耗模型的微电网高斯一赛德尔顺序同组合，使其拓扑结构具有多样性。文献[5]，[6]简潮流算法，比较了微电网的效率。化了转换环节损耗计算，直接利用转换损耗统计1微电网的系统结构数据；未研究混合微电网和环状微电网的效率和根据IEEEStandard399—1997绘出树干式直储能元件的对微电网效率的影响。流、环形直流微电网拓扑结构如图1，2所示。图1树干式直流微电网Fig．1DCmicrogridwithtreetopology收稿日期：2013—07—19。基金项目：

4、国家重点基础研究发展(“973”计划)项目(2012CB215200)；四川省科技支撑项目(2012FZ0047)；成都市科技局高校成果转化项目(11DXYB004JH一027，12DXYB279)；四川大学引进人才计划项目(~2010011)。作者简介：杨焰(1990-)，女，硕士研究生，研究方向为分布式发电和微电网技术。E-mail：873292912@qq．corn·l68·杨焰，等基于改进高斯～赛德尔顺序潮流算法的微电网效率分析上BOOST回__J图2环形直流微网Fig．2DCmicrogridwithringtopology按照微电

5、网接入电压等级和并网点电气位置恢复时的能量损耗是开关频率。的不同，微电网接入配网的方式有3种，分别是中整个IGBT模块损耗尸Ac为压专线接入、中压馈线接人、低压接人，本文采用‰c==+：三[nn+低压接入，即微电网以三相平衡方式接人配电变压器380V母线±】+，+(3)2转换环节损耗模型nora由微电网的系统结构可知，系统中存在多个逆变和整流输出电压与输入电压的关系为电压转换环节，这些环节使用的IGBT／DIODE工UAc=0．612xUDc(4)作时都会产生相应的功率损耗⋯埘。IGBT模块的式中：，分别是三相线电压有效值、直流侧损耗包括导通

6、损耗和开关损耗。本文中微电网所电压。涉及的整流和逆变都采用三相桥式，所采用的微电网中BOOST电路原理图如图3所示。IGBT模块都是六单元的。文献[11]给出的每项桥臂的导通损耗以及模块的开关损耗公式分别为2x／2xV×。P。d=一十r图3B0oST电路原理图竽××(Eon+Eo~)w+ERR(2)Fig．3SchematicdiagramofBOOSTcircuit由图3可得，DC／DC变换过程中二极管导通式中：，nn，In。分别是流过IGBT模块电流的有效损耗PD为值和额定值；r。是IGBT的导通电阻；V。是模块导尸b：=FXv+D×，2

7、DR(5)通压降；EE。Ⅱ，E是IGBT在导通、关断和反向式中：为二极管压降典型值；。是二极管导通·】69·可再生能电阻；，DAv，，DR分别是流过二极管的电流平均值Ey”一∑'，'，(13)和有效值。由于采用的是快速恢复二极管，开关损J=1j=i+l耗极小可忽略。改进的考虑转换损耗模型的微电网高斯一赛开关管S的损耗为德尔顺序解法的基本思想是将微电网中的转换环11节系统的潮流方程和纯直流(交流)系统按顺序进=专+。嘧r(6)行交替求解。其步骤为：①设定迭代次数、收敛条1尸衄+，~R雌+—寺0，(7)件、迭代初值，此时假定各转换环节的节点电压为

8、厶相应的额定电压。②利用式(3)，(9)计算各转式中：C为开关管输出电容；，DD为流过反并联换环节功率损耗，进而求得各母线上的注入功率。二极管的电流；为模块反向恢复