一种含UPFC电力系统经济性和静态安全性综合优化方法技术方案

本发明专利技术公开一种含UPFC电力系统经济性和静态安全性综合优化方法。由于系统安全性优先于系统运行经济性，本发明专利技术中的优化过程被分为内外两层，外层以系统运行费用为目标函数，内层为系统静态安全指标为目标函数，通过增加惩罚项的形式连接内外目标函数。本发明专利技术考虑了系统N‑1静态安全约束，由于UPFC具有多种潮流控制模式，且不同的控制模式在系统发生安全故障时具有不同的响应，因此本发明专利技术将UPFC控制模式的选择贯穿在整个优化过程中。采用粒子群算法进行求解，对每一代个体计算UPFC不同控制模式下的内层目标函数值，选择出UPFC最优控制参数和控制模式，计算结果表明本方法能够明显提高系统运行经济性和静态安全性。

A comprehensive optimization method for economic and static security of UPFC power system

The invention discloses a comprehensive optimization method for the economy and static security of the UPFC power system. The security of the system prior to the economy of the system operation, the optimization process in the invention is divided into two layers, the outer layer of the system operation cost as objective function, the inner static security index system as the objective function, by increasing the penalty in the form of the objective function of internal and external connections. The present invention considers 1 static security constraints N system, because UPFC has a variety of current control mode, control mode and have different response in safety system failure, so the UPFC control mode selection throughout the entire optimization process. The particle swarm optimization algorithm is applied to calculate the inner objective function values of each generation under different control modes of UPFC, and UPFC optimal control parameters and control modes are selected. The calculation results show that this method can significantly improve the economic performance and static safety of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种含UPFC电力系统经济性和静态安全性综合优化方法
本专利技术涉及电力系统安全与控制领域，特别是涉及一种含UPFC电力系统经济性和静态安全性综合优化方法。
技术介绍
随着灵活交流输电系统(FACTS)技术的发展，越来越多的电力电子输电设备被应用到电力系统，悄然改变着传统电力系统的输电方式。统一潮流控制器(UPFC)是FACTS设备中的典型代表，具有控制线路潮流，稳定母线电压，提高系统稳定性的能力，功能强大，为电力系统的运行提供了新的控制调节手段。同时，随着电力系统的不断发展，电力系统的经济性和安全性显得越来越重要，为了更合理的利用已有的输配电设备，同时充分发挥UPFC的控制能力，需要对含UPFC电力系统经济和安全的综合优化方法展开研究。当通过功率注入法建立UPFC潮流计算模型后，UPFC的控制参数有三个：并联侧注入电流、串联侧等效电压幅值和相角，并联侧注入电流主要为了稳定并联侧母线电压和串并联侧之间有功功率的交换，串联侧等效电压源的幅值和相角用于对线路潮流进行控制。因此UPFC的接入不仅给系统潮流优化模型带来新的控制参数，同时增加了约束条件，将会提高潮流优化的复杂性。另外，对于含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含UPFC电力系统经济性和静态安全性综合优化方法，包括如下步骤，其特征在于：(1)读取系统网络数据、发电机出力和负荷大小相关数据；(2)设置种群大小、最大迭代次数以及粒子速度最大值相关PSO算法基本信息，初始化各个粒子的位置和速度，这里粒子的位置信息包括传统控制参数以及UPFC三个控制变量，即[Vgen1,…Vgen5,Pgen1,…Pgen5,T1,…T4,C1,C2,Vse,θse,Vk]；(3)计算各个粒子对应运行方式下的系统潮流，计算系统运行费用即外层目标函数值以及UPFC各个控制模式下的控制目标，并记录是否存在过载情况；(4)对不存在过载情况的粒子，通过灵敏度分析法，对各个线路断...

【技术特征摘要】
1.一种含UPFC电力系统经济性和静态安全性综合优化方法，包括如下步骤，其特征在于：(1)读取系统网络数据、发电机出力和负荷大小相关数据；(2)设置种群大小、最大迭代次数以及粒子速度最大值相关PSO算法基本信息，初始化各个粒子的位置和速度，这里粒子的位置信息包括传统控制参数以及UPFC三个控制变量，即[Vgen1,…Vgen5,Pgen1,…Pgen5,T1,…T4,C1,C2,Vse,θse,Vk]；(3)计算各个粒子对应运行方式下的系统潮流，计算系统运行费用即外层目标函数值以及UPFC各个控制模式下的控制目标，并记录是否存在过载情况；(4)对不存在过载情况的粒子，通过灵敏度分析法，对各个线路断线后的潮流进行计算，然后进一步计算评价指标PI，对故障进行排序。(5)按照预想故障集中的排序进行N-1静态安全校验。分别计算在四种控制模式下N-1故障后的内层目标函数值，直到在某个故障后系统不再出现线路过载现象，取已经计算过的各个故障下目标函数的最大值来比较各个控制模式的优劣；(6)按照系统安全性优先于经济性的原则对粒子进行评价，包括粒子自身和粒子之间的比较。首先比较粒子在正常状态下是否出现过载，其次比较在N-1之后系统的过载情况，再次对系统潮流分布的均衡度进行比较，最后对粒子的经济性指标进行比较，根据以上比较的结果，更新每个粒子的个体最优pbest数据，并将pbest中的最优解替换全局最优gbest里原有的数据，pbest和gbest中包括传统控制变量、UPFC控制参数及其控制模式；(7)通过粒子群算法更新每一个粒子的位置和速度向量；(8)校验是否达到最大迭代次数，若未达到最大迭代次数，转到步骤(5)，否则转到步骤(9)；(9)输出最终UPFC控制参数和控制模式的优化结果。2.根据权利要求1所述的一种含UPFC电力系统经济性和静态安全性综合优化方法，其特征在于：步骤二中模型优化为；其中变量优化为：[Vgen1,…Vgen5,Pgen1,…Pgen5,T1,…T4,C1,C2,Vse,θse,Vk](2)；式中，Vgen、Pgen为发电机端电压和有功出力，T为OLTC分接头的位置，C为并联补偿电容器的容量，Vse,θse,Vk是UPFC的控制变量。3.根据权利要求2所述的一种含UPFC电力系统经济性和静态安全性综合优化方法，其特征在于：对步骤二中模型进行等式约束；对于未装UPFC节点，满足如下潮流平衡：式中，i＝1,2…N，不包括UPFC两端的节点，k∈i表示与母线i相连接的发电机，PG为发电机有功出力，PLi、QLi为母线i上的负荷，Gij、Bij为线路i-j上的电导和电纳，θij为线路i-j两端相角差，即θij＝θi-θj；对于UPFC安装的母线，记与UPFC连接母线为s、r，则母线s和r功率平衡方程如下：式中，Ps(upfc)、Qs(upfc)为UPFC对母线s的注入功率，Pr(u...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴熙，殷天然，高正平，范子恺，周正宇，朱小龙，洪莎莎，王章轩，
申请(专利权)人：东南大学，国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，国网江苏省电力有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32