文章摘要
敖禹琦,熊亮雳,许洵,叶畅,肖梦涵,李嘉诚,江克正.考虑不完全LU分解预处理的交直流混联配电网潮流计算方法[J].电力需求侧管理,2026,28(3):104-110
考虑不完全LU分解预处理的交直流混联配电网潮流计算方法
A method for power flow calculation in hybrid AC/DC distribution network with incomplete LU decomposition preprocessing consideration
投稿时间:2026-01-21  修订日期:2026-03-23
DOI:10.3969/j.issn.1009-1831.2026.03.015
中文关键词: 交直流混联配电网  潮流计算  电压源型换流器  不完全LU分解  稳定双共轭梯度法
英文关键词: AC/DC hybrid distribution system  power flow calculation  voltage source system  incomplete LU decomposition preconditioning  biconjugate gradient stabilized method
基金项目:国网湖北省电力有限公司科技项目(B31532241284)
作者单位
敖禹琦 国网湖北省电力有限公司 电力科学研究院,武汉 430077 
熊亮雳 国网湖北省电力有限公司 电力科学研究院,武汉 430077 
许洵 国网湖北省电力有限公司 电力科学研究院,武汉 430077 
叶畅 国网湖北省电力有限公司 电力科学研究院,武汉 430077 
肖梦涵 国网湖北省电力有限公司 电力科学研究院,武汉 430077 
李嘉诚 国网湖北省电力有限公司 电力科学研究院,武汉 430077 
江克正 国网湖北省电力有限公司 电力科学研究院,武汉 430077 
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中文摘要:
      随着新能源渗透率增加、用户负荷类型增多及电力电子技术发展,传统交流配电网正逐渐向交直流混联配电网发展。为实现含多换流器的复杂混联配电网潮流高效计算,解决初值选取不当导致潮流计算不收敛的问题,提出考虑不完全LU分解预处理的交直流混联配电网统一潮流计算方法。首先,建立了电压源型换流器(voltage source converter,VSC)交流侧和直流侧的电压和功率方程。然后,建立考虑节点类型的功率平衡方程,以及VSC有功和无功控制方程。接着,利用不完全LU分解预处理雅克比矩阵,再采用稳定双共轭梯度法(biconjugate gradient stabilized method,BICGSTAB)对交直流混联配电网潮流进行求解。最后,通过算例分析对比不同预处理方法的非零元素注入量和预处理前后潮流收敛次数验证了预处理的有效性,并通过对比不同算法的收敛情况验证了所提算法具有良好的鲁棒性。
英文摘要:
      With the increasing penetration of renewable energy, the diversification of load types, and the advancement of power electronics technology, traditional AC distribution networks are gradually evolving into hybrid AC/DC distribution networks. To address the challenge of power flow convergence in complex hybrid networks with multiple converters-particularly the instability arising from improper initial value selection-a unified power flow calculation method for hybrid AC/DC distribution networks incorporating incomplete LU decomposition preconditioning is proposed. Initially, the voltage and power equations for both the AC and DC sides of the voltage source converter (VSC) are established. Subsequently, power balance equations are formulated, taking into account various node types and the active/reactive power control strategies of the VSC. Jacobian matrix is then preconditioned using inoomplete LU decomposition, and the power flow of the hybrid AC/DC distribution network is solved via the preconditioned biconjugate gradient stabilized (BiCGSTAB) method. Finally, the effectiveness of the proposed preconditioning approach is verified through a comparison of non-zero element fill-ins and the number of iterations required for convergence. Furthermore, the robustness of the algorithm is validated by comparing its convergence behavior against alternative numerical methods.
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