一种基于零和博弈的城市电网系统安全性控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种基于零和博弈的城市电网系统安全性控制方法及装置，该方法包括：基于零和博弈理论建立VSC

【技术实现步骤摘要】
一种基于零和博弈的城市电网系统安全性控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及计算机
，具体涉及一种基于零和博弈的城市电网系统安全性控制方法及装置。

技术介绍

[0002]电压源型变换器的高压直流输电(VSC-HVDC)技术具有传输能力高、功率流完全可控、电缆功率损耗更低、无短路电流限制等优点，是城市电网安全问题中的一项前瞻性解决方案，正越来越好的替代传统的电网控制方法。
[0003]然而目前，基于VSC-HVDC城市电网的安全运行却无法得到有效保证。比如，一方面，传统的城市电网安全可靠性分析方法(如发电容量规划的百分比备用和输电规划的N－1原则等)的问题越来越明显：忽略了事故发生的概率、非限制性事故和安全区域的风险量化等，这使得已有的安全可靠分析方法难以准确的刻画城市电网的实时状态；另一方面，由于城市电网中接入的能源复杂，负荷变化大，管理调度事件多，VSC-HVDC系统实时面临着本地电网频率的骤升和骤降等一系列暂态、稳态安全性问题。此外，不同种类的故障对电网本身的危害程度也有所不同。这些问题都具有典型的风险事件特征，严重影响城市本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于零和博弈的城市电网系统安全性控制方法，其特征在于，包括：基于零和博弈理论建立VSC-HVDC电网系统的随机混杂博弈模型，所述随机混杂博弈模型用于描述所述VSC-HVDC电网系统正常运行以及在风险事件发生时的系统运行状态；将风险引入控制问题中，用CVaR刻画所述VSC-HVDC电网系统的风险安全裕度，设置风险阈值构建安全风险约束，并结合所述VSC-HVDC电网系统的拓扑约束和潮流约束构建所述VSC-HVDC电网系统的稳定安全域；根据故障作用下所述VSC-HVDC电网系统状态的演化过程，将所述VSC-HVDC电网系统稳定在所述稳定安全域内的控制过程设置为系统安全可达概率的优化问题；采用动态规划方法求解满足所述安全可达概率最大，且满足所述稳定安全域的约束条件的最优控制律，根据所述最优控制律对所述VSC-HVDC电网系统进行安全性控制。2.根据权利要求1所述的基于零和博弈的城市电网系统安全性控制方法，其特征在于，所述VSC-HVDC电网系统的随机混杂博弈模型表示为：y(k)＝[f
1 f2]其中，x(k+1)表示k+1时刻的系统状态变量，x(k)表示k时刻的系统状态变量，表示在风险事件i下的状态矩阵，表示在风险事件i下的输入矩阵，u(k)表示k时刻的系统控制变量，y(k)表示k时刻的系统输出变量，f1,f2分别表示VSC-HVDC链路整流侧和逆变侧的频率。3.根据权利要求2所述的基于零和博弈的城市电网系统安全性控制方法，其特征在于，所述风险事件i下的状态矩阵表示为：所述风险事件i下的输入矩阵表示为：
所述系统状态变量、所述系统控制变量及所述系统输出变量的表达式为：x＝[I
d，1 I
q，1 I
d，2 I
q，2 U
dc，2 I
dc
]
T
u＝[U
dc，1，ref Q
1，ref P
2，ref Q
2，ref
]
T
y＝[f
1 f2]其中，I
d,1
表示d轴上VSC-HVDC链路整流侧的电网电流，I
q,1
表示q轴上VSC-HVDC链路整流侧的电网电流，I
d,2
表示d轴上VSC-HVDC链路逆变侧的电网电流，I
q,2
表示q轴上VSC-HVDC链路逆变侧的电网电流，U
dc,1
、U
dc,2
分别表示VSC-HVDC链路整流侧和逆变侧的直流电压，I
dc
表示直流线路电流，U
dc,1,ref
表示VSC-HVDC链路整流侧的参考电压，Q
1，ref
，Q
2，ref
，P
2，ref
分别为VSC-HVDC链路整流侧的无功功率注入参考值、链路逆变侧的无功功率注入参考值以及链路逆变侧的有功功率注入参考值，I
d0,1
、I
d0,2
、I
q0,1
、I
q0,2
分别表示x0时刻的I
d,1
、I
d,2
、I
q,1
、I
q,2
，表示x0时刻的U
dc,2
，x0时刻为系统正常工作时设定的一个初始时刻，即线性化工作点，P2为链路逆变侧有功功率，R
dc
为直流线路电阻，为直流线路在不同风险事件i下的电感，分别为链路整流侧和逆变侧在不同风险事件i下的交流变压线路的栅极电感，险事件i下的交流变压线路的栅极电感，为链路逆变侧在不同风险事件i下的直流电容，Δt为将系统运行点返回所述稳定安全域的过程分为N个阶段时，每个阶段时间步长。4.根据权利要求1所述的基于零和博弈的城市电网系统安全性控制方法，其特征在于，所述稳定安全域为所述安全风险约束、所述拓扑约束和所述潮流约束的并集；其中：所述风险安全裕度表示为：其中，P1(t)是所述VSC-HVDC电网系统的换流器的有功功率，P
max
是所述VSC-HVDC电网系统传输线路允许的最大传输功率；所述安全风险约束表示为：CVaR
β
(H(P(t)))≤-r其中，CVaR
β
(P(t))表示所述VSC-HVDC电网系统的所述风险安全裕度在置信区间β下的风险值，r表示系统安全裕度阈值，取值为开区间(0,1)中的常数；所述拓扑约束表示为：
所述潮流约束表示为：所述潮流约束表示为：所述潮流约束表示为：所述潮流约束表示为：所述潮流约束表示为：所述潮流约束表示为：其中，上标max和min所对应的符号均分别表示相应约束限值的上限和下限，U
s，i
为交流系统电压，U
VSC，i
和U
dc，i
为换流器的交流和...

【专利技术属性】
技术研发人员：史运涛，柳长安，倪晋超，王力，刘伟川，雷振伍，董哲，刘大千，李超，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：