一种交直流混联电网的安全约束最优潮流控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种交直流混联电网的安全约束最优潮流控制方法和系统，包括：将交直流混联电网中的发电机、交流母线与直流节点的运行数据输入预先建立的预防校正控制安全约束最优潮流模型，得到发电机出力最优再调度量以及负荷最优再调度量；根据出力最优再调度量以及负荷最优再调度量，对发电机出力以及负荷消耗进行调整。该方法和系统与现有技术相比，其显著特点在于将预防控制安全约束最优潮流与校正控制安全约束最优潮流相结合，并应用于交直流混联电网，实现了交直流混联电网兼顾经济性与可靠性的最优决策。

【技术实现步骤摘要】
一种交直流混联电网的安全约束最优潮流控制方法和系统
本专利技术属于交直流输电系统
，具体涉及一种交直流混联电网的安全约束最优潮流控制方法和系统。
技术介绍
近年来，高压直流输电(HighVoltageDirectCurrent,HVDC)技术逐步发展，已被广泛应用于现代电网以实现大容量电能的远距离传输，并逐渐形成安全稳定运行的交直流电网，但如何实现安全、经济优化运行已成为国内外研究人员关注的重点课题之一。安全约束最优潮流(SecurityConstrainedOptimalPowerFlow，SCOPF)是一种考虑预想事故下安全运行条件约束的最优潮流模型，是实现电力系统安全可靠、运行的一种重要的调度手段。现有安全约束最优潮流只通过调整运行点满足所有预想故障及正常状态下的安全运行约束条件，调度结果操作比较简单，经济性较差；或通过在事故后采取发电机组再调度、切负荷等控制措施将过载潮流和越限电压调整到安全范围内，经济性较好，但该方法允许故障后线路潮流越限，安全性较差，操作较困难。针对交直流电网的安全约束最优潮流问题，现有技术不能保证交直流电网始终安全、稳定且经济的运行。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提出一种交直流混联电网的安全约束最优潮流控制方法和系统。该方法和系统的目的在于提供一种应用于交直流电网的预防校正结合控制安全约束最优潮流方法，本质上是一个含约束的非线性优化问题，最终借助于智能算法求解最优解，并在交直流电网处于重负荷、薄弱运行方式等情况下，通过调整发电机出力、减载等方式实现系统始终在最优运行点下运行。实现上述目的所采用的解决方案为：一种交直流混联电网的安全约束最优潮流控制方法，其改进之处在于，包括：将交直流混联电网中的发电机、交流母线与直流节点的运行数据输入预先建立的预防校正控制安全约束最优潮流模型，得到发电机出力最优再调度量以及负荷最优再调度量；根据所述出力最优再调度量以及负荷最优再调度量，对所述发电机出力以及负荷消耗进行调整；其中，所述预防校正控制安全约束最优潮流模型包括预防控制阶段和校正控制阶段的安全约束最优潮流。本专利技术提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述预防校正控制安全约束最优潮流模型的建立，包括：以运行风险最小化为目标，同时考虑发电费用最小构建目标函数；构建预防校正控制的安全约束最优潮流条件；其中，所述预防校正控制的安全约束最优潮流条件包括：预防和校正控制阶段的直流以及交流节点的功率平衡约束；发电机及负载功率约束，节点电压约束，支路潮流约束。本专利技术提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述交直流混联电网，包括：交流支路、直流支路、换流变压器、滤波器、相电抗器和换流器。本专利技术提供的第三优选技术方案，其改进之处在于，所述发电机功率约束如下式所示：式中，Pg,ocorr表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第g台发电机的有功功率，Qg,ocorr表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第g台发电机的无功功率；表示预防控制阶段完成后第g台发电机的有功功率，表示预防控制阶段完成后第g台发电机的无功功率；表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第g台发电机有功功率再调度量，表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第g台发电机无功功率再调度量；和约束条件分别如下式所示：式中，表示预防和校正控制阶段第g台发电机的有功功率最小值，表示预防和校正控制阶段第g台发电机的有功功率最大值；表示预防和校正控制阶段第g台发电机的无功功率最小值，表示预防和校正控制阶段第g台发电机的无功功率最大值。本专利技术提供的第四优选技术方案，其改进之处在于，所述负载功率约束如下式所示：式中，表示预防控制阶段第m个负载的有功功率，表示预防控制阶段第m个负载的无功功率；表示第m个负载有功功率的初始参考值，表示第m个负载无功功率的初始参考值；表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第m个负载的有功功率，表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第m个负载的无功功率；表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第m个负载的有功功率再调度量，表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第m个负载的无功功率再调度量；和约束条件分别如下式所示：表示预想故障o发生的情况下，第m个负载的有功功率最小值，表示预想故障o发生的情况下，第m个负载的无功功率最小值。本专利技术提供的第五优选技术方案，其改进之处在于，所述将交直流混联电网中的发电机、交流母线与直流节点的运行数据输入预先建立的预防校正控制安全约束最优潮流模型，得到发电机出力最优再调度量以及负荷最优再调度量，包括：将交直流混联电网中的发电机、交流母线与直流节点的运行数据输入预先建立的预防校正控制安全约束最优潮流模型；利用Matlab最优潮流计算程序进行求解所述预防校正控制安全约束最优潮流模型，得到发电机出力最优再调度量以及负荷最优再调度量；其中，所述发电机的运行数据包括：发电机的有功和无功功率；所述交流母线的运行数据包括流母线的电压与相角；所述直流节点的运行数据包括直流节点的电压。本专利技术提供的第六优选技术方案，其改进之处在于，所述根据所述出力最优再调度量以及负荷最优再调度量，对所述发电机出力以及负荷消耗进行调整，包括：在预防控制阶段，根据预防控制阶段的发电机有功和无功功率再调度量，调整发电机有功和无功功率；在校正控制阶段，根据校正控制阶段的发电机有功和无功功率再调度量，调整发电机有功和无功功率，根据校正控制阶段的负荷有功和无功功率再调度量，调整负荷消耗的有功和无功功率；其中，所述出力最优再调度量包括：预防控制阶段的发电机有功和无功功率再调度量以及校正控制阶段的发电机有功和无功功率再调度量；所述负荷最优再调度量包括校正控制阶段负荷有功和无功功率再调度量。本专利技术提供的第七优选技术方案，其改进之处在于，所述目标函数如下式所示：式中，F表示目标函数，上标prev表示预防控制阶段，上标corr表示校正控制阶段，下标g表示第g台发电机，下标n表示第n台甩负荷的发电机；表示预防控制阶段总共G台发电机再调度成本总和；表示第g台发电机预防控制阶段的再调度成本系数；表示第g台发电机出力在预防控制阶段的设定值Pgprev相对于初始参考值Pgref的偏差，如下式计算：表示校正控制阶段再调度的运行风险，O为预想故障集，o为预想故障集中的预想故障，po代表预想故障o发生的概率；表示校正控制阶段总共G台发电机再调度成本总和；Cgcorr表示第g台发电机校正控制阶段的再调度成本系数；表示预想故障o发生的情况下，第g台发电机出力在校正控制阶段的设定值Pgcorr与预防控制阶段设定值Pgprev之间的偏差，如下式计算：...

【技术保护点】
1.一种交直流混联电网的安全约束最优潮流控制方法，其特征在于，包括：/n将交直流混联电网中的发电机、交流母线与直流节点的运行数据输入预先建立的预防校正控制安全约束最优潮流模型，得到发电机出力最优再调度量以及负荷最优再调度量；/n根据所述出力最优再调度量以及负荷最优再调度量，对所述发电机出力以及负荷消耗进行调整；/n其中，所述预防校正控制安全约束最优潮流模型包括预防控制阶段和校正控制阶段的安全约束最优潮流。/n

【技术特征摘要】
1.一种交直流混联电网的安全约束最优潮流控制方法，其特征在于，包括：
将交直流混联电网中的发电机、交流母线与直流节点的运行数据输入预先建立的预防校正控制安全约束最优潮流模型，得到发电机出力最优再调度量以及负荷最优再调度量；
根据所述出力最优再调度量以及负荷最优再调度量，对所述发电机出力以及负荷消耗进行调整；
其中，所述预防校正控制安全约束最优潮流模型包括预防控制阶段和校正控制阶段的安全约束最优潮流。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预防校正控制安全约束最优潮流模型的建立，包括：
以运行风险最小化为目标，同时考虑发电费用最小构建目标函数；
构建预防校正控制的安全约束最优潮流条件；
其中，所述预防校正控制的安全约束最优潮流条件包括：预防和校正控制阶段的直流以及交流节点的功率平衡约束；发电机及负载功率约束，节点电压约束，支路潮流约束。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交直流混联电网包括：
交流支路、直流支路、换流变压器、滤波器、相电抗器和换流器。


4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发电机功率约束如下式所示：






式中，Pg,ocorr表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第g台发电机的有功功率，Qg,ocorr表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第g台发电机的无功功率；表示预防控制阶段完成后第g台发电机的有功功率，表示预防控制阶段完成后第g台发电机的无功功率；表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第g台发电机有功功率再调度量，表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第g台发电机无功功率再调度量；和约束条件分别如下式所示：






式中，表示预防和校正控制阶段第g台发电机的有功功率最小值，表示预防和校正控制阶段第g台发电机的有功功率最大值；表示预防和校正控制阶段第g台发电机的无功功率最小值，表示预防和校正控制阶段第g台发电机的无功功率最大值。


5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述负载功率约束如下式所示：





















式中，表示预防控制阶段第m个负载的有功功率，表示预防控制阶段第m个负载的无功功率；表示第m个负载有功功率的初始参考值，表示第m个负载无功功率的初始参考值；表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第m个负载的有功功率，表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第m个负载的无功功率；表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第m个负载的有功功率再调度量，表示预想故障o发生的情况下，校正控制阶段第m个负载的无功功率再调度量；和约束条件分别如下式所示：







表示预想故障o发生的情况下，第m个负载的有功功率最小值，表示预想故障o发生的情况下，第m个负载的无功功率最小值。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将交直流混联电网中的发电机、交流母线与直流节点的运行数据输入预先建立的预防校正控制安全约束最优潮流模型，得到发电机出力最优再调度量以及负荷最优再调度量，包括：
将交直流混联电网中的发电机、交流母线与直流节点的运行数据输入预先建立的预防校正控制安全约束最优潮流模型；
利用Matlab最...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈坎·埃尔贡，陆晶晶，安婷，德克·范·希姆，杨杰，吴亚楠，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国家电网有限公司，国网辽宁省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11