一种电网接入统一潮流控制器的可靠性分析方法技术

本发明专利技术公开了一种电网接入统一潮流控制器的可靠性分析方法，包括：采用蒙特卡洛模拟法进行电网系统状态模拟，并建立状态空间S，状态空间中的每一个元素代表一个电网的系统状态Si，对应的系统状态概率记为pi；对于含有UPFC的线路，按照等效后的工作状态

Reliability analysis method for unified power flow controller of power grid access

The invention discloses a reliability grid access UPFC analysis method, including: using Monte Carlo simulation method of power system state, and the establishment of the state space S, Si of system of each element in the state space representation of a grid, the corresponding system state probability is denoted as PI; for containing UPFC according to the equivalent circuit, working condition

【技术实现步骤摘要】
一种电网接入统一潮流控制器的可靠性分析方法
本专利技术涉及电网可靠性分析，特别是指一种电网接入统一潮流控制器的可靠性分析方法。
技术介绍
伴随着电力需求的持续增长，电力传输线路的负载越来越大，加之电源与负荷中心分布不均衡，需要配合远距离、特高压输电。由此产生的电压波动、“功率倒流”、“功率绕送”等问题影响到电网的安全稳定运行。统一潮流控制器(UnifiedPowerFlowController，UPFC)作为潮流调节能力最强的一种混合型柔性交流输电系统(FlexibleAlternativeCurrentTransmissionSystems，FACTS)装置，得到广泛关注。UPFC利用电力电子开关原理实现串联在线路中的电压源，起到线路参数补偿、独立无功补偿和线路潮流控制的作用，具有优越的潮流控制性能，能对潮流的变化进行快速的动态响应。是众多潮流控制方法中最有效的一种，可通过改变和补偿电压幅值、功角和线路阻抗等参数来进行控制。为更有效地评估UPFC对电网可靠性的影响，继而指导后续的电网升级改造，需要对UPFC工作机理进行深入分析，以分析UPFC接入对电网可靠性的影响，从而根据分析结果确定接入方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术在于提供一种电网接入统一潮流控制器的可靠性分析方法，以解决上述现有技术不能有效地评估UPFC对电网可靠性的影响的问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种电网接入统一潮流控制器的可靠性分析方法，包括：采用蒙特卡洛模拟法进行电网系统状态模拟，并建立状态空间S，状态空间中的每一个元素代表一个电网的系统状态Si，对应的系统状态概率记为pi；其中，ni表示系统状态i出现的次数，i为自然数，N表示总抽样次数，pi为通过蒙特卡洛模拟法计算得到的当前系统状态概率；对于含有UPFC的线路，按照等效后的工作状态故障状态两状态模型进行抽样；其中，t为时间，λ故障为UPFC装置的故障率；将当前运行状态下的电压越限母线Bi和潮流越限线路Li，划分为是否存在UPFC的集合、以及在存在UPFC的集合中确定是否处于工作状态的集合；根据各个集合的出现的系统状态i的概率、UPFC的工作状态，确定不同集合的电网的切负荷概率以及切负荷大小；对各个集合的切负荷大小、切负荷概率求和，作为电网总体的总切负荷概率和切负荷大小。优选地，根据所述总的切负荷概率和切负荷大小，调整UPFC的数量。优选地，在不存在UPFC的集合中，如果越限母线上不存在UPFC时，切负荷大小为loadi，1，切负荷概率为pi，1＝pi；如果越限线路上不存在UPFC时，切负荷大小为loadi，2，切负荷概率为pi，2＝pi。优选地，在存在UPFC的集合中，且UPFC处于工作状态；消除电压越限的切负荷大小为β-loadi，1，切负荷概率为pi，STATCOM+pi，SSSC；消除线路越限的切负荷大小为β-loadi，2，切负荷概率为pi，STATCOM+pi，SSSC；其中，pi，STATCOM+pi，SSSC为UPFC中，并联变压器与电压源变换器组成UPFC内部的并联子系统，等效于静止无功发生器STATCOM，对系统进行无功补偿的概率pi，STATCOM，与串联变压器与电压源变换器组成的串联子系统等效于含直流电源的静止同步串联补偿器SSSC的概率pi，SSSC之和。优选地，在存在UPFC的集合中，且UPFC不处于工作状态；消除电压越限的切负荷大小为α-loadi，1，切负荷概率为pi，故障＝pi；消除线路越限的切负荷大小为α-loadi，2，切负荷概率为pi，故障＝pi。优选地，电网总体的总切负荷概率PLC和总切负荷ELC包括：i∈I，I为切负荷事件的集合。优选地，所述切负荷概率Pi，STATCOM采用以下公式确定：所述切负荷概率pi，SSSC采用以下公式确定：其中，所述P1，P2，P3分别为，当UPFC工作状态下，各组成部件等效为直流与保护控制子系统的工作状态的概率P1、并联子系统的工作状态的概率P2和串联子系统的工作状态的概率P3。采用上述的方案，可实现对接入的UPFC的数量进行调整，可以确定到电网的总切负荷概率和切负荷大小，本领域技术人员，可根据的最终结果，适当的选择UPFC的数量，例如增加或者减少。附图说明图1是电网的可靠性分析的流程图；图2为UPFC装置结构图。图3为UPFC接入电网工作原理图。图4为UPFC系统状态空间的示意图。具体实施方式为清楚说明本专利技术中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。实施例一步骤S11：建立状态空间S，状态空间中的每一个元素代表一个系统状态Si，如电压状态、电流状态、潮流状态等。对应的系统状态概率记为pi；其中，ni表示系统状态i出现的次数，N表示总抽样次数，pi为通过蒙特卡洛模拟法计算得到的当前系统状态概率；对于含有UPFC的线路，按照等效后的工作状态故障状态两状态模型进行抽样；其中，t为时间，λ故障为UPFC装置的故障率；步骤S12：在当前运行状态下的电压越限母线Bi和潮流越限线路Li，划分为是否存在UPFC的集合、以及在存在UPFC的集合中确定是否处于工作状态的集合；步骤S13：根据各个集合的出现的系统状态i的概率，确定不同集合中的切负荷概率以及切负荷大小；步骤S14：对各个集合的切负荷大小、切负荷概率分别求和，作为电网总体的总切负荷概率和切负荷大小。通过上述的方案，可以确定到电网的总切负荷概率和切负荷大小，本领域技术人员，可根据步骤S14中的最终结果，适当的选择UPFC的数量，例如增加或者减少。实施例二参见图2，包括以下步骤：S21：采用蒙特卡洛模拟；S22：通过蒙特卡洛模拟法进行系统状态模拟，并建立状态空间S，状态空间中的元素代表系统状态Si，对应的系统状态概率记为pi；S23：针对系统状态Si，分析当前运行状态下是否包含电压越限母线或潮流越限线路，并记越限母线为Bi，记越限线路为Li；S24：针对系统状态Si中每一个电压越限母线Bi或潮流越限线路Li，分析当前母线是否有UPFC接入，若是，前往步骤S25，若否，则前往步骤S28、步骤S29；S25：判断UPFC是否工作；若是，前往步骤S26，若否，则前往步骤S27；S27：当UPFC故障时，为消除此电压越限，电网需要切负荷大小为α-loadi，1；具体计算过程可根据不同的切符合的策略确定，由于属于公知技术，不再赘述，切负荷概率为pi，故障；当UPFC故障时，为消除线路潮流越限，电网需要切负荷大小为α-loadi，2，切负荷概率为pi，故障；S26：当UPFC处于工作模式时：①若UPFC正常工作，调整UPFC注入量后可消除母线电压越限，此状态无切负荷；②若调整UPFC后仍无法消除电压越限，则电网需要切负荷大小为β-loadi，1，切负荷概率为pi，STATCOM+pi，sSSC：当UPFC处于工作模式时：①若UPFC正常工作，调整UPFC注入量后可消除线路越限，此状态无切负荷；②若调整UPFC后仍无法消除线路越限，则电网需要切负荷大小为β-loadi，2，切负荷概率为pi，STATCOM+pi，SSSC；针对电压越限进行切负荷概率、切负荷大小计算。S28：越限母线上不存在UPFC时，为消除电压越限，电网需要切负荷大小为loadi，1，切负荷概率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网接入统一潮流控制器的可靠性分析方法，其特征在于，包括：采用蒙特卡洛模拟法进行电网系统状态模拟，并建立状态空间S，状态空间中的每一个元素代表一个电网的系统状态Si，对应的系统状态概率记为pi；

【技术特征摘要】
1.一种电网接入统一潮流控制器的可靠性分析方法，其特征在于，包括：采用蒙特卡洛模拟法进行电网系统状态模拟，并建立状态空间S，状态空间中的每一个元素代表一个电网的系统状态Si，对应的系统状态概率记为pi；其中，ni表示系统状态i出现的次数，i为自然数，N表示总抽样次数，pi为通过蒙特卡洛模拟法计算得到的当前系统状态概率；对于含有UPFC的线路，按照等效后的工作状态故障状态两状态模型进行抽样；其中，t为时间，λ故障为UPFC装置的故障率；将当前运行状态下的电压越限母线Bi和潮流越限线路Li，划分为是否存在UPFC的集合、以及在存在UPFC的集合中确定是否处于工作状态的集合；根据各个集合的出现的系统状态i的概率、UPFC的工作状态，确定不同集合的电网的切负荷概率以及切负荷大小；对各个集合的切负荷大小、切负荷概率求和，作为电网总体的总切负荷概率和切负荷大小。2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，根据所述总的切负荷概率和切负荷大小，调整UPFC的数量。3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，在不存在UPFC的集合中，如果越限母线上不存在UPFC时，切负荷大小为loadi，1，切负荷概率为pi，1＝pi；如果越限线路上不存在UPFC时，切负荷大小为loadi，2，切负荷概率为pi，2＝pi。4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，在存在UPFC的集合中，且UPFC处于工作状态；消除电压越限的切负荷大小为β-loadi，1，切负荷概率为pi，STATCOM+pi，SSSC；消除线路越限的切负荷大小为β-loadi，2，切负荷概率为pi，STATCOM+pi，SSSC；其中，pi，STATCOM+pi，SS...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琥，程亮，胡卫利，程林，祁万春，南开辉，谈健，刘满君，江轶，王哲，史静，朱磊，牛文娟，葛毅，胡晓燕，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司经济技术研究院，清华大学，南京电力工程设计有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32