一种计及电解水制氢系统精细化模型的直流配电网潮流计算方法
专利汇可以提供一种计及电解水制氢系统精细化模型的直流配电网潮流计算方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种计及 电解 水 制氢系统精细化模型的直流配 电网 潮流计算方法，包括以下步骤：步骤S1：分别根据 压缩机 与 电解槽 的内部 电压 、 电流 关系得到压缩机功率模型与电解槽功率模型；步骤S2：求取制氢系统 节点 注入功率，并以此确定功率失配量方程，求取功率失配量对节点电压的一阶导数；步骤S3：采用 牛 顿法，建立直流配电网的雅可比矩阵，进行 迭代 计算，当迭代计算收敛后得到电解槽的功率，进而得到制氢系统功率值。本发明使制氢系统的内部电流参与到迭代计算中，及时修正节点电压量，与配电网运行相互协调，能够得到更准确的潮流分布结果。，下面是一种计及电解水制氢系统精细化模型的直流配电网潮流计算方法专利的具体信息内容。
1.一种计及电解水制氢系统精细化模型的直流配电网潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：分别根据压缩机与电解槽的内部电压、电流关系得到压缩机功率模型与电解槽功率模型；
步骤S2：求取制氢系统节点注入功率，并以此确定功率失配量方程，求取功率失配量对节点电压的一阶导数；
步骤S3：采用牛顿法，建立直流配电网的雅可比矩阵，进行迭代计算，当迭代计算收敛后得到电解槽的功率，进而得到制氢系统功率值。
2.根据权利要求1所述的一种计及电解水制氢系统精细化模型的直流配电网潮流计算方法，其特征在于，步骤S1具体为：
根据电解槽的内部电流电压关系得到所述电解槽功率模型：
其中，
式中， 为电解槽功率，U0为驱动电解水反应的最小电压， 为电解槽注入电流，R为普适气体常数，T为电解槽工作温度，z为半反应电荷转移化学计量系数，F为法拉第常数，αa为阳极电荷转移系数，A为电解槽横截面积，β1的计算公式如上式所示，tmem为膜的厚度，σmem为膜的电导，joa为阳极交换电流密度，jL为极限电流密度， 为氢气分压；
根据压缩机的进出口压强得到所述压缩机功率模型：
式中，Pcom,p为压缩机消耗的有功功率，ngas表示压缩机出口的气体流速，P1表示压缩机入口压强，P2表示压缩机出口压强，m表示压缩机运行在多变过程下的指数。
3.根据权利要求1所述的一种计及电解水制氢系统精细化模型的直流配电网潮流计算方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S21：求取制氢系统的节点注入功率：
式中，Pi为第i个节点的注入功率，PG表示节点发电机注入功率，Pload表示节点负荷功率，N为电解槽数目；
根据求取的制氢系统节点注入功率建立失配量方程：
ΔPi＝Pi-UiIi＝PG-Pload-UiIi；
式中，ΔPi为第i个节点的功率失配量，Ui表示节点i的电压，Ii表示节点i的注入电流；
其中Ii的表达式为：
式中，Yii表示节点i自导纳，Yij表示节点i与其相连节点互导纳，n表示直流配电网络中节点数目；由于电解槽工作电压低，通过直流换流器进行电压转换，YiiUE为该直流换流器的接入对制氢系统接入节点注入电流的修正量；
步骤S22：求取功率失配量对节点电压的一阶导数：
其中，
4.根据权利要求3所述的一种计及电解水制氢系统精细化模型的直流配电网潮流计算方法，其特征在于，步骤S2还包括以下步骤：
步骤S23：令压缩机消耗的有功功率Pcom,p为恒定值，其对节点电压的导数为0，令节点发电机注入功率PG同样为恒定值，其对节点电压的导数为0，因此仅需考虑电解槽，将步骤S22中的一阶导数公式转换为：
其中，
其中，电解槽注入电流为：
则，
式中，Icom为压缩机负荷注入节点电流，Icom＝-Pcom,p/Ui。
5.根据权利要求1所述的一种计及电解水制氢系统精细化模型的直流配电网潮流计算方法，其特征在于，步骤S3具体包括以下步骤：
步骤S31：形成直流配电网的雅可比矩阵，设制氢系统负荷接入直流配电网的节点i，配电网中含有n个节点，当不考虑负荷模型时，直流配电网络节点电压方程为：
Pi＝UiIi；
建立此时的雅可比矩阵元素为：
当考虑负荷模型后，建立的雅可比矩阵为：
步骤S32：采用牛顿拉夫逊法进行迭代计算，第k+1次迭代计算后，节点i电压新值为：
式中， 为节点i第k次迭代计算得到的节点电压值， 为节点i第k+1次迭代计算得到的电压修正量；
根据节点电压方程求出更新后的节点注入电流：
其中，Yij为节点i与其相连节点的互导纳，根据公式 得到电解槽注入电流：
步骤S33：根据电解槽功率模型，更新功率值，若迭代计算没有收敛，则返回步骤S31再次求取雅可比矩阵，进入下一次迭代，若迭代计算收敛，则进入步骤S34；
步骤S34：得到当前的电解槽注入电流，并根据该电解槽注入电流求取制氢系统的功率值；
步骤S35：进一步得到制氢系统的功率值Pload：
6.一种计及电解水制氢系统精细化模型的直流配电网潮流计算系统，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被所述处理器运行的计算机程序，当处理器运行该计算机程序时，实现如权利要求1-5任一项所述的方法步骤。
一种计及电解水制氢系统精细化模型的直流配电网潮流计算
方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
0.015+0.112j，滤波器导纳标幺值Bf＝0.0877，电抗器以及换流器损耗等效阻抗标幺值Zc＝
0.0001+0.6428。DC/DC1与DC/DC2变换器分别位于直流节点1与4处，皆采用不调压控制方式，占空比D＝0.285，IPOS拓扑结构中变换器子模块数量N＝6。变换器位于直流节点2处，采用不调压控制方式，拓扑结构中，连接直流负荷制氢系统，制氢系统中电解槽与压缩机参数分别见表1、表2。高压侧电压基准值UBH＝10kV，低压侧电压基准值UBL＝0.38kV，功率基准值SB＝100MVA。交直流子系统收敛精度皆为0.0001。
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