VSC-MTDC交直流混合电网潮流计算：模型优化与稀疏性处理

"本文主要探讨了含电压源换流器（VSC）的多端柔性直流（MTDC）交直流混合电网的潮流计算模型及稀疏性处理技术。文章介绍了VSC的稳态等效模型及其常见控制模式，并构建了多端柔性直流与交流混合电网的潮流计算模型。针对VSC引入导致的潮流雅可比矩阵非结构对称和零对角元问题，提出了通过调整非对角零元素和控制量常量化的方法，以及变量编号优先排序的策略，以保持矩阵结构对称性和克服零对角元问题，实现了高效低代价的潮流计算。通过含舟山五端柔性直流的浙江电网仿真验证了模型的准确性和稀疏矩阵处理技术的有效性。" 在电力系统中，潮流计算是理解和分析电网运行状态的基础。传统的潮流计算方法在面对含有VSC-MTDC的交直流混合电网时面临挑战，因为VSC的独特特性（如双向可控、独立调节无功有功）和复杂的网络拓扑使得控制策略和计算模型变得复杂。VSC-MTDC系统允许多电源供电和多落点受电，适应了可再生能源并网的需求，但其控制策略和潮流计算算法尚未完全成熟。 电压源换流器的稳态等效模型是理解VSC-MTDC系统的关键，它包括了VSC的动态行为和控制模式。VSC可以实现有功和无功功率的独立控制，这一特性使得其在电力系统中的应用广泛，但也为潮流计算带来了新的问题，即潮流雅可比矩阵的非结构对称性。为了解决这个问题，文章提出了一种方法，将少量非对角零元素视为非零元素，恢复了矩阵的结构对称性。同时，通过将控制变量视为常量并优化变量编号顺序，有效地处理了零对角元问题，确保了计算的稳定性。 现有的文献在处理VSC-MTDC潮流计算时，往往存在忽略VSC有功损耗或只考虑特定控制策略的局限性。而本文提出的模型和稀疏矩阵处理技术具有更广泛的适用性，适用于多种控制策略，提高了计算效率，降低了计算难度。 通过对含舟山五端柔性直流的浙江电网的仿真验证，证明了该模型和稀疏矩阵处理技术在实际电网操作中的准确性。这一成果对于未来VSC-MTDC系统的运行控制和潮流计算研究提供了有力的技术支持，有助于推动交直流混合电网的稳定和高效运行。