一种可控移相器指标参数优化方法技术

本发明专利技术涉及电力系统运行和控制技术领域，尤其涉及一种可控移相器指标参数优化方法，包括以下步骤：获取含可控移相器电力系统的电网网架、负荷值、机组参数，将上述参数输入至预先构建的可控移相器控制参数优化模型内；将所述可控移相器控制参数优化模型输出的参数值作为决策变量，使用粒子群优化算法进行迭代求解；输出可控移相器的最优控制角。本发明专利技术精准、定量地描述了不同运行工况下的大电网系统选择可控移相器控制参数值的标准，为可控移相器在电网中合理有效地运行提供技术支撑。该方法有利于均衡电网多工况下的性能需求，实现发电费用、网损、输电通道畅通性和暂态稳定的综合最优，使电网系统更加安全、经济、高效地运行。高效地运行。高效地运行。

【技术实现步骤摘要】
一种可控移相器指标参数优化方法


[0001]本专利技术涉及电力系统运行和控制
，尤其涉及一种可控移相器指标参数优化方法。

技术介绍

[0002]在电网特高压交直流混联、大规模新能源集中接入等环境下，部分线路重载而部分线路利用效率不足引发输电通道受阻，极大增加了调控电力系统潮流分布的难度；
[0003]相关技术中，在大电网内加装可控移相器，通过在输电线路中串联注入横向或纵向电压，改变装置安装点电压幅值相位，从而有效控制线路潮流。其相比于统一潮流控制器，可减少约5倍的设备成本和约10倍的运营成本，且结构简单、安全性和实用性更高，运行寿命长。
[0004]然而上述可控移相器的控制参数值难以精确有效地确定，已成为输电系统中亟待解决的问题。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种可控移相器指标参数优化方法，精确有效的确定可控移相器的控制参数。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种可控移相器指标参数优化方法，包括以下步骤：
[0008]获取含可控移相器电力系统的电网网架、负荷值、机组参数，将上述参数输入至预先构建的可控移相器控制参数优化模型内；
[0009]将所述可控移相器控制参数优化模型输出的参数值作为决策变量，使用粒子群优化算法进行迭代求解；<br/>[0010]输出可控移相器的最优控制角。
[0011]进一步地，所述可控移相器控制参数优化模型的目标函数为：
[0012][0013]其中，i表示电网不同负载时的运行工况，m和n表示选取的典型运行工况数目；C
i
为发电机的发电费用，L
i
为系统线路的有功损耗，S
i
为输电线路通道畅通性，N
j
为系统暂态稳定性，而λ1,λ2,λ3,λ4为比例参数，且λ1+λ2+λ3+λ4＝1，下标re表示各参数的归一化基准值，使用时可取为各参数的最大值。。
[0014]进一步地，所述发电机的发电费用的计算公式为：
[0015]Cost＝∑(a
i
P
Gi2
+b
i
P
Gi
+c
i
)
ꢀꢀ
(2)
[0016]式中，a
i
、b
i
、c
i
为第i台发电机的发电费用系统，P
Gi
为第i台发电机的有功出力。
[0017]进一步地，所述系统线路的有功损耗的计算公式为：
[0018]Loss＝∑|P
Lij
‑
P
Lji
|
ꢀꢀ
(3)
[0019]式中，P
Lij
为i节点向j节点输送的线路功率，P
Lji
为j节点向i节点输送的线路功率。
[0020]进一步地，所述输电通道通畅性的计算公式为：
[0021][0022]式中，P
12
为节点1向节点2输送的线路功率，P
13
为节点1向节点3输送的线路功率，P
12max
为节点1向节点2输送的线路功率上限，P
13max
为节点1向节点3输送的线路功率上限。
[0023]进一步地，所述系统暂态稳定性通过电磁暂态仿真软件的仿真结果曲线进行判定。
[0024]进一步地，所述电磁暂态仿真软件的仿真结果曲线进行判定的方法为：
[0025]获取系统的受扰轨迹；
[0026]得出系统振荡的前两个周波里，第二个周波时间与第一个周波时间里每台发电机转子角相对惯量中心距离最大值在相应周期内积分的比值，即为系统暂态稳定性量化指标N；
[0027]所述系统暂态稳定性的计算公式为：
[0028][0029]其中，系统惯量中心的等值转子角定义为各转子角的加权平均值，如下式所示：
[0030][0031]进一步地，所述可控移相器控制参数优化模型还包括电网运行约束条件，所述电网运行约束条件包括交流系统约束条件和电磁暂态仿真约束条件。
[0032]进一步地，所述交流系统约束条件包括未装可控移相器的节点的功率平衡约束、装设可控移相器的节点的功率平衡约束、线路有功约束、节点电压约束、移相器控制参数值约束、发电机无功出力约束；所述电磁暂态仿真约束包括故障前的稳态方程、故障中和故障后的系统动态方程。
[0033]进一步地，，所述使用粒子群优化算法进行迭代求解包括以下步骤：采用粒子群算法初始化N个粒子的寻优速度和寻优位置，寻优速度代表每个粒子朝着最优极值前进的速度，寻优位置代表每个决策变量的状态；对所有粒子分别进行目标函数F值的计算，求取个体最优极值及个体最优状态；求取全局最优极值和全局最优状态；依据个体及全局的最优极值和最优状态更新粒子的寻优速度和寻优位置；重复N个粒子进行F值的计算过程，求取个体及全局的最优极值及最优状态；判断寻优速度是否收敛，如果未收敛，继续循环迭代寻优，如果收敛，输出全局最优极值F以及全局最优状态，得到可控移相器的最优控制参数值。
[0034]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过电力系统稳态下的潮流计算和电磁暂态仿真，
得到不同运行工况下发电机转子角的变化曲线，并对变化曲线进行关键特征提取，结合相应的网络损耗情况得到系统运行可靠性指标，利用该指标可以实现可控移相器控制参数值的最优选择；本专利技术精准、定量地描述了不同运行工况下的大电网系统选择可控移相器控制参数值的标准，为可控移相器在电网中合理有效地运行提供技术支撑。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为本专利技术实施例中可控移相器指标参数优化方法的流程示意图；
[0037]图2为本专利技术实施例中利用粒子群优化算法求解的算法流程图；
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0039]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控移相器指标参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：获取含可控移相器电力系统的电网网架、负荷值、机组参数，将上述参数输入至预先构建的可控移相器控制参数优化模型内；将所述可控移相器控制参数优化模型输出的参数值作为决策变量，使用粒子群优化算法进行迭代求解；输出可控移相器的最优控制角。2.根据权利要求1所述的可控移相器指标参数优化方法，其特征在于，所述可控移相器控制参数优化模型的目标函数为：其中，i表示电网不同负载时的运行工况，m和n表示选取的典型运行工况数目；C
i
为发电机的发电费用，L
i
为系统线路的有功损耗，S
i
为输电线路通道畅通性，N
j
为系统暂态稳定性，而λ1,λ2,λ3,λ4为比例参数，且λ1+λ2+λ3+λ4＝1，下标re表示各参数的归一化基准值，使用时可取为各参数的最大值。3.根据权利要求2所述的可控移相器指标参数优化方法，其特征在于，所述发电机的发电费用的计算公式为：Cost＝∑(a
i
P
Gi2
+b
i
P
Gi
+c
i
)
ꢀꢀ
(2)式中，a
i
、b
i
、c
i
为第i台发电机的发电费用系统，P
Gi
为第i台发电机的有功出力。4.根据权利要求2所述的可控移相器指标参数优化方法，其特征在于，所述系统线路的有功损耗的计算公式为：Loss＝∑|P
Lij
‑
P
Lji
|
ꢀꢀ
(3)式中，P
Lij
为i节点向j节点输送的线路功率，P
Lji
为j节点向i节点输送的线路功率。5.根据权利要求1所述的可控移相器指标参数优化方法，其特征在于，所述输电通道通畅性的计算公式为：式中，P
12
为节点1向节点2输...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁宇，李群，刘建坤，陈静，朱鑫要，
申请(专利权)人：江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：