一种基于统一潮流控制器的电网优化调度方法技术

一种基于统一潮流控制器的电网优化调度方法，第一步根据初始统一潮流控制器参数计算得到统一潮流控制器对系统节点的等效注入功率，第二步将等效注入功率代入构建的系统优化调度模型，求解得到潮流计算结果，第三步将潮流计算结果代入构建的统一潮流控制器寻优模型，求解得到最优统一潮流控制器参数，第四步以得到的最优统一潮流控制器参数作为下一次循环的初始统一潮流控制器参数，返回第一步进行下一次循环，直至达到循环次数，输出最终电网优化调度结果。本设计利用由系统优化调度模型、统一潮流控制器寻优模型共同组成的双层模型，提高了输电线路的利用率及传输能力，实现电网优化调度。电网优化调度。电网优化调度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于统一潮流控制器的电网优化调度方法


[0001]本专利技术属于输电网结构优化
，具体涉及一种基于统一潮流控制器的电网优化调度方法。

技术介绍

[0002]随着新能源的装机规模与并网比例不断提升，其固有的随机性和波动性进一步增加了电力系统运行的不确定性。大规模新能源并网给电网的安全稳定运行带来的风险与挑战，对输电网络灵活性提出了更高的要求，而作为输电网络的重要组成部分，输电线路的潮流分布均匀程度是影响电网运行安全性的重要因素。
[0003]近年来随着FACTS技术不断发展，以统一潮流控制器(UPFC)为代表的第三代FACTS装置为改善电网潮流分布不均衡提供了新的控制手段。UPFC通过控制节点的电压和相角，进而影响输电线路的潮流分布，能够在不新建线路的前提下提高输电线路的输电能力，但传统直流最优潮流算法无法计及节点电压与线路无功，交流最优潮流算法又存在着计算量大，收敛性难以保证的缺陷，而且系统中依旧存在部分负载率过高或过低的线路，系统各支路潮流分布均匀度差，需要对电网的网架结构进一步优化。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术存在的上述问题，提供一种能够提高系统各支路潮流分布均匀度的基于统一潮流控制器的电网优化调度方法。
[0005]为实现以上目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]一种基于统一潮流控制器的电网优化调度方法，所述电网优化调度方法依次按照以下步骤进行：
[0007]S1、根据初始统一潮流控制器参数计算得到统一潮流控制器对系统节点的等效注入功率；
[0008]S2、将等效注入功率代入构建的系统优化调度模型，求解得到潮流计算结果；
[0009]S3、将潮流计算结果代入构建的统一潮流控制器寻优模型，求解得到最优统一潮流控制器参数；
[0010]S4、以得到的最优统一潮流控制器参数作为下一次循环的初始统一潮流控制器参数，返回S1进行下一次循环，直至达到循环次数，输出电网优化调度结果。
[0011]步骤S2中，所述系统优化调度模型以系统中所有发电机组的总运行成本最小为目标函数构建得到，其包含电网运行均匀度约束、系统节点功率平衡约束、节点电压幅值和相角约束，所述潮流计算结果包括系统中所有发电机组的总运行成本、所有节点的电压和相角；
[0012]步骤S3中，所述统一潮流控制器寻优模型以系统中所有发电机组的总运行成本与统一潮流控制器有功约束构成的罚函数之和为目标函数构建得到，其包含统一潮流控制器有功约束、统一潮流控制器寻优约束，所述统一潮流控制器参数包括统一潮流控制器并联
侧等效电流源的幅值和相角、统一潮流控制器串联侧等效电压源的幅值和相角。
[0013]所述系统优化调度模型的目标函数为：
[0014][0015]上式中，Z为系统中所有发电机组的总运行成本，N为系统中发电机组的数量，P
Gn
为第n个发电机组的有功出力，a
n
、b
n
、c
n
为第n个发电机组的发电成本系数；
[0016]所述电网运行均匀度约束为：
[0017][0018]上式中，E为电网运行均匀度，λ
ij
为第ij个输电线路的负载率，为系统中所有输电线路负载率的平均值，L为系统中所有输电线路的集合，K为系统中输电线路的总数量，E0为电网运行均匀度指标期望值；
[0019]所述系统节点功率平衡约束为：
[0020][0021]P
ij
≈G
ij
(V
i
‑
V
j
)
‑
B
ij
θ
ij
[0022]Q
ij
≈
‑
B
ij
(V
i
‑
V
j
)
‑
G
ij
θ
ij
[0023]θ
ij
＝θ
i
‑
θ
j
[0024]上式中，P
Gi
、Q
Gi
分别为连接到节点i的发电机组的有功出力、无功出力，P
Di
、Q
Di
分别为连接到节点i上发电机组的有功负荷、无功负荷，δ(i)为系统中以节点i为首端节点的支路末端节点集合，P
iupfc
、分别为统一潮流控制器对节点i的等效有功、无功注入功率，P
ij
、Q
ij
分别为系统支路ij的有功功率、无功功率，G
ij
、B
ij
分别为支路ij的电导和电纳，V
i
、V
j
分别为节点i和节点j的电压幅值，θ
ij
为节点i与节点j的电压幅值的差值；
[0025]所述节点电压幅值和相角约束为：
[0026][0027]上式中，V
i
、θ
i
分别为节点i的电压幅值、相角，V
i,min
、V
i,max
分别为节点i的电压幅值的最小值和最大值，θ
i,min
、θ
i,max
分别为节点i的相角的最小值和最大值。
[0028]所述系统优化调度模型还包含发电机有功和无功出力约束、传输线路有功潮流约束，其中，所述发电机有功和无功出力约束为：
[0029][0030]上式中，P
Gn
、Q
Gn
分别为第n个发电机组的有功出力、无功出力，P
Gn,min
、P
Gn,max
分别为第n个发电机组的有功出力最小值和最大值，Q
Gn,min
、Q
Gn,max
分别为第n个发电机组的无功出力最小值和最大值；
[0031]所述传输线路有功潮流约束为：
[0032][0033]上式中，Pij,max为支路线路ij的最大有功输电能力。
[0034]所述统一潮流控制器寻优模型的目标函数为：
[0035]minF＝M(P
Ic
+P
Ec
)+Z
[0036]上式中，P
Ic
、P
Ec
分别为统一潮流控制器的等效电流源从系统中吸收的有功功率、统一潮流控制器的等效电流源向系统中释放的有功功率，M为远大于P
Ic
+P
Ec
的常数；
[0037]所述统一潮流控制器有功约束为：
[0038][0039][0040]上式中，
[0041]分别为流过等效电压源的电流相量及其共轭，I
c
为统一潮流控制器并联侧等效电流源的幅值，为统一潮流控制器串联侧等效电压源的电压相量，分
[0042]别为统一潮流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于统一潮流控制器的电网优化调度方法，其特征在于：所述电网优化调度方法依次按照以下步骤进行：S1、根据初始统一潮流控制器参数计算得到统一潮流控制器对系统节点的等效注入功率；S2、将等效注入功率代入构建的系统优化调度模型，求解得到潮流计算结果；S3、将潮流计算结果代入构建的统一潮流控制器寻优模型，求解得到最优统一潮流控制器参数；S4、以得到的最优统一潮流控制器参数作为下一次循环的初始统一潮流控制器参数，返回S1进行下一次循环，直至达到循环次数，输出电网优化调度结果。2.根据权利要求1所述的一种基于统一潮流控制器的电网优化调度方法，其特征在于：步骤S2中，所述系统优化调度模型以系统中所有发电机组的总运行成本最小为目标函数构建得到，其包含电网运行均匀度约束、系统节点功率平衡约束、节点电压幅值和相角约束，所述潮流计算结果包括系统中所有发电机组的总运行成本、所有节点的电压和相角；步骤S3中，所述统一潮流控制器寻优模型以系统中所有发电机组的总运行成本与统一潮流控制器有功约束构成的罚函数之和为目标函数构建得到，其包含统一潮流控制器有功约束、统一潮流控制器寻优约束，所述统一潮流控制器参数包括统一潮流控制器并联侧等效电流源的幅值和相角、统一潮流控制器串联侧等效电压源的幅值和相角。3.根据权利要求2所述的一种基于统一潮流控制器的电网优化调度方法，其特征在于：所述系统优化调度模型的目标函数为：上式中，Z为系统中所有发电机组的总运行成本，N为系统中发电机组的数量，P
Gn
为第n个发电机组的有功出力，a
n
、b
n
、c
n
为第n个发电机组的发电成本系数；所述电网运行均匀度约束为：上式中，E为电网运行均匀度，λ
ij
为第ij个输电线路的负载率，为系统中所有输电线路负载率的平均值，L为系统中所有输电线路的集合，K为系统中输电线路的总数量，E0为电网运行均匀度指标期望值；所述系统节点功率平衡约束为：P
ij
≈G
ij
(V
i
‑
V
j
)
‑
B
ij
θ
ij
Q
ij
≈
‑
B
ij
(V
i
‑
V
j
)
‑
G
ij
θ
ij
θ
ij
＝θ
i
‑
θ
j
上式中，P
Gi
、Q
Gi
分别为连接到节点i的发电机组的有功出力、无功出力，P
Di
、Q
Di
分别为连接到节点i上发电机组的有功负荷、无功负荷，δ(i)为系统中以节点i为首端节点的支路末端节点集合，P
iupfc
、分别为统一潮流控制器对节点i的等效有功、无功注入功率，P
ij
、Q
ij
分别为系统支路ij的有功功率、无功功率，G
ij
、B
ij
分别为支路ij的电导和电纳，V
i
、V
j
分别为节点i和节点j的电压幅值，θ
ij
为节点i与节点j的电压幅值的差值；所述节点电压幅值和相角约束为：上式中，V
i
、θ
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌煦，汪辰，刘兵，徐维炜，杨博雅，陈红坤，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：