一种线间潮流控制器选址方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种线间潮流控制器选址方法、装置及电子设备，包括，计算正常运行方式地区电网潮流分布，判断关键断面及负荷较重的线路；针对关键断面线路N-1运行方式，计算线路潮流及线路两端母线电压变化率矩阵，并归一化上述变化率矩阵；同时结合输电线路距离，构建混合直流接入受端电网方案优化模型，求解IPFC接入电网选址优化模型，得到最佳安装支路。本发明专利技术将IPFC选址优化问题转换为单一函数入网优化问题，计算更加简单速度快，可为输电网的规划、建设提供参考。建设提供参考。建设提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种线间潮流控制器选址方法、装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及直流输电
，具体涉及一种线间潮流控制器选址方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]实际电网运行中，随着负荷不断增长、网架结构日益复杂、潮流分布不均已成为制约电网输送能力的重要因素。线间潮流控制器(Interline power flow controller,IPFC)是一种强大的柔性交流输电控制装置，能具有定向控制潮流的特点，将重载线路潮流“搬运”至轻载线路，够实现线路间的功率交换。IPFC不仅能够改善线路功率，还能够动态控制系统的电压、功角和阻抗。
[0003]目前，世界上仅有美国Marcy变电站工程可以运行在IPFC工作状态，其他可参考的IPFC实际工程案例较少；同时，常用的电网规划分析软件均无IPFC模型，仿真运算只能探究无IPFC时的系统运行状态。因此对于IPFC选址，现有技术多是基于灵敏度分析的方法，该方法通常选取IPFC调节能力最强的节点，对IPFC调节能力的评估依据较为单一，难以用于指导工程实践。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种线间潮流控制器选址方法、装置及电子设备，解决了现有IPFC选址方法计算繁琐、考虑因素单一的问题，能对关键断面中IPFC的规划进行快速、有效地选择。
[0005]为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术一方面提供一种线间潮流控制器选址方法，包括：
[0007]甄选出电网区域网络的一个关键断面，统计关键断面中各条线路的潮流集合，及各条线路两端母线电压集合；
[0008]根据关键断面中各条线路潮流集合，计算关键断面中线路N-1方式下，各条线路潮流变化率；以及根据关键断面中各条线路两端母线电压集合，计算关键断面中线路N-1方式下，各条线路两端母线电压变化率；
[0009]基于线路潮流变化率和线路两端母线电压变化率，建立线间潮流控制器选址的优化模型，求解得到线间潮流控制器的主控线路和辅控线路。
[0010]进一步的，所述统计关键断面中各条线路的潮流集合，包括：
[0011]P＝[P
1 P2ꢀ…ꢀ
P
n
]T
[0012]其中，P为关键断面中各条线路的潮流集合，P
j
为正常方式下关键断面中第j条线路的潮流，j＝1,2,
…
n，n为关键断面中线路条数，上标T表示矩阵的转置；
[0013]所述统计各条线路两端母线电压集合，包括：
[0014][0015]其中，V为关键断面中各条线路两端母线电压集合，为正常方式下关键断面中第j条线路一端母线电压，为正常方式下关键断面中第j条线路另一端母线电压，j＝1,2,
…
n，V1及V2分别为关键断面中所有线路两个端电压集合；上标1和2分别表示线路的1端和2端。
[0016]进一步的，所述根据关键断面中各条线路潮流集合，计算关键断面中线路N-1方式下，各条线路潮流变化率，包括：
[0017][0018]其中，ΔP为关键断面中线路N-1方式下各条线路潮流变化率矩阵，P
ij
为第j条线路故障后第i条线路的潮流值，ΔP
ij
为第j条线路故障后第i条线路的潮流值变化率。
[0019]进一步的，所述根据关键断面中各条线路两端母线电压集合，计算关键断面中线路N-1方式下，各条线路两端母线电压变化率，包括：
[0020][0021][0022]其中，ΔV1和ΔV2为关键断面中线路N-1方式下各条线路的1端和2端母线电压变化率矩阵，和为第j条线路故障后第i条线路的1端和2端母线电压值，和为第j条线路故障后第i条线路1端和2端母线电压变化率。
[0023]进一步的，还包括，分别对线路潮流变化率和线路两端母线电压变化率进行归一化计算：
[0024][0025][0026][0027]其中，N
ΔP
为线路N-1方式下各条线路潮流变化率归一化矩阵，ΔP
ij
为第j条线路故障后第i条线路的潮流值变化率，和为线路N-1方式下各条线路的1端母线电压变化率归一化矩阵和2端母线电压变化率归一化矩阵，和为第j条线路故障后第i条线路1端和2端母线电压变化率，j＝1,2,
…
n，n为关键断面中线路条数。
[0028]进一步的，所述基于线路潮流变化率和线路两端母线电压变化率，建立线间潮流控制器选址的优化模型，求解得到线间潮流控制器的主控线路和辅控线路，包括：
[0029]建立线间潮流控制器选址的上层优化模型为：
[0030][0031]其中，f1为线间潮流控制器选址的上层优化模型目标函数，abs(
·
)表示绝对值运算，diag(
·
)表示对角矩阵，α、β、γ分别是上层优化模型的权重系数，满足α+β+γ＝1，α＞0，β＞0，γ＞0；
[0032]对所述上层优化模型目标函数进行求解，并对f1的值按从大到小进行排序，排序值最大对应的线路为主控线路，该线路上的潮流能够被转移，其余线路为备选辅控线路，能够接收其他线路上的潮流；
[0033]建立线间潮流控制器选址的下层优化模型为：
[0034][0035]其中，f2为线间潮流控制器选址的下层优化模型目标函数，P
x
为备选辅控线路x能够转移的潮流，L
x
为备选辅控线路x与主控线路之间的输电线路距离，η、λ分别是下层优化模型的权重系数，满足η+λ＝1，η＞0，λ＞0；
[0036]对所述下层优化模型目标函数进行求解，并对f2为值按从大到小进行排序，排序值最大对应的线路为最优辅控线路。
[0037]本专利技术另一方面提供一种线间潮流控制器选址装置，包括：
[0038]统计模块，用于甄选出电网区域网络的一个关键断面，统计关键断面中各条线路的潮流集合，及各条线路两端母线电压集合；
[0039]计算模块，用于根据关键断面中各条线路潮流集合，计算关键断面中线路N-1方式下，各条线路潮流变化率；以及根据关键断面中各条线路两端母线电压集合，计算关键断面中线路N-1方式下，各条线路两端母线电压变化率；
[0040]以及，
[0041]选择模块，用于基于线路潮流变化率和线路两端母线电压变化率，建立线间潮流控制器选址的优化模型，求解得到线间潮流控制器的主控线路和辅控线路。
[0042]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行以下操作：
[0043]甄选出电网区域网络的一个关键断面，统计关键断面中各条线路的潮流集合，及各条线路两端母线电压集合；
[0044]根据关键断面中各条线路潮流集合，计算关键断面中线路N-1方式下，各条线路潮流变化率；以及根据关键断面中各条线路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线间潮流控制器选址方法，其特征在于，包括：甄选出电网区域网络的一个关键断面，统计关键断面中各条线路的潮流集合，及各条线路两端母线电压集合；根据关键断面中各条线路潮流集合，计算关键断面中线路N-1方式下，各条线路潮流变化率；以及根据关键断面中各条线路两端母线电压集合，计算关键断面中线路N-1方式下，各条线路两端母线电压变化率；基于线路潮流变化率和线路两端母线电压变化率，建立线间潮流控制器选址的优化模型，求解得到线间潮流控制器的主控线路和辅控线路。2.根据权利要求1所述的一种线间潮流控制器选址方法，其特征在于，所述统计关键断面中各条线路的潮流集合，包括：P＝[P
1 P2ꢀ…ꢀ
P
n
]
T
其中，P为关键断面中各条线路的潮流集合，P
j
为正常方式下关键断面中第j条线路的潮流，j＝1,2,
…
n，n为关键断面中线路条数，上标T表示矩阵的转置；所述统计各条线路两端母线电压集合，包括：其中，V为关键断面中各条线路两端母线电压集合，为正常方式下关键断面中第j条线路一端母线电压，为正常方式下关键断面中第j条线路另一端母线电压，j＝1,2,
…
n，V1及V2分别为关键断面中所有线路两个端电压集合；上标1和2分别表示线路的1端和2端。3.根据权利要求2所述的一种线间潮流控制器选址方法，其特征在于，所述根据关键断面中各条线路潮流集合，计算关键断面中线路N-1方式下，各条线路潮流变化率，包括：其中，ΔP为关键断面中线路N-1方式下各条线路潮流变化率矩阵，P
ij
为第j条线路故障后第i条线路的潮流值，ΔP
ij
为第j条线路故障后第i条线路的潮流值变化率。4.根据权利要求2所述的一种线间潮流控制器选址方法，其特征在于，所述根据关键断面中各条线路两端母线电压集合，计算关键断面中线路N-1方式下，各条线路两端母线电压变化率，包括：
其中，ΔV1和ΔV2为关键断面中线路N-1方式下各条线路的1端和2端母线电压变化率矩阵，和为第j条线路故障后第i条线路的1端和2端母线电压值，和为第j条线路故障后第i条线路1端和2端母线电压变化率。5.根据权利要求1所述的一种线间潮流控制器选址方法，其特征在于，还包括，分别对线路潮流变化率和线路两端母线电压变化率进行归一化计算：
其中，N
ΔP
为线路N-1方式下各条线路潮流变化率归一化矩阵，ΔP
ij
为第j条线路故障后第i条线路的潮流值变化率，和为线路N-1方式下各条线路的1端母线电压变化率归一化矩阵和2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金科，牛涛，王莹，甄宏宁，乐晓蓉，刘代刚，何悦，杨赟，
申请(专利权)人：中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：