[發明專利]一種含VSC-HVDC交直流系統最大輸電能力計算方法

有效

• 申請號: 201610237762.2
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105762826B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 陳艷波;韓通;韓子嬌;張凱;馬進;于普瑤
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/06;H02J3/00;G06F17/50
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明公開了屬于電力系統調度自動化領域的一種含VSC?HVDC交直流系統的最大輸電能力計算方法，包括提供基于多狀態最優潮流的含VSC?HVDC交直流系統最大輸電能力計算模型；提供含VSC?HVDC交直流系統N?1故障篩選方法；N?1故障篩選，并利用COUENNE非線性混合整數優化模型求解器對最大輸電能力計算模型進行求解。本發明能夠充分考慮N?1安全約束及故障后VSC?HVDC控制約束，有效解決含VSC?HVDC交直流系統最大輸電能力計算問題及VSC?HVDC最優參數整定問題，具有良好的工程應用前景。

技術領域

本發明屬于電力系統調度自動化領域。特別涉及一種含VSC-HVDC(基于電壓源換流器的高壓直流輸電系統)交直流系統最大輸電能力計算方法。

背景技術

隨著電網規模的擴大和用電需求的增加，互聯系統的輸電能力問題越來越受到人們的關注。特別是隨著高壓直流輸電技術的發展，系統模型及控制方式變得更加復雜，相應輸電能力的計算也變得更為困難。最大輸電能力(TTC)是指在滿足系統安全可靠運行的前提下，系統輸電斷面或者互聯輸電網所能傳輸的最大功率。與最大輸電能力類似，可用輸電能力(ATC)是指在現有輸電合同的基礎上，TTC中富余的、可用于商業使用的傳輸容量。而TTC的計算是討論系統輸電能力問題的基礎。

目前對TTC或ATC的計算方法主要有連續潮流法(CPF)、重復潮流法(RPF)、最優潮流法(OPF)、蒙特卡洛仿真法等。對于含VSC-HVDC交直流系統的TTC計算，必須考慮VSC控制方式和參數整定值對系統TTC的影響，計算TTC的同時必須能夠給出相應的最優VSC控制方式和參數整定值，基于RPF及CPF的TTC計算方法顯然無法解決這一問題，而OPF基于優化理論，在計算系統TTC的同時，能夠給出系統中裝置控制變量的相應最優值，非常適合含VSC-HVDC交直流系統的TTC計算。但如何基于最優潮流模型，在準確計及N-1安全約束及N-1故障后VSC-HVDC的控制約束的前提下，計算系統TTC及確定VSC-HVDC的最優控制方式和參數整定值，仍是一個有待解決的問題。

發明內容

本發明的目的提出一種含VSC-HVDC交直流系統最大輸電能力計算方法，其特征在于，該計算方法包括步驟：

步驟A.提供基于多狀態最優潮流的含VSC-HVDC交直流系統最大輸電能力計算模型；

步驟B.提供含VSC-HVDC的交直流系統N-1故障篩選方法；

步驟C.N-1故障篩選，利用COUENNE(一種非線性混合整數規劃模型的求解器)求解器對最大輸電能力計算模型進行求解。其中N-1故障包括系統所有變壓器支路和交流線路的開斷故障。

所述基于多狀態最優潮流的含VSC-HVDC交直流系統最大輸電能力計算模型為：

s∈Ξ，

式中：F表示系統輸電能力計算函數；Ξ表示系統運行狀態集，包括系統正常運行狀態及N-1故障運行狀態；N表示系統的節點集；x^s表示運行狀態s下的狀態變量；表示運行狀態s下的可變控制變量；u₂表示多種運行狀態下的不變控制變量；

分別為不同運行狀態下的等式約束和不等式約束，g^s、分別表示不同運行狀態下不等式約束的下限和上限。

所述含VSC-HVDC的交直流系統N-1故障篩選方法包括：

(1)基于故障對靜態電壓穩定性影響的故障篩選：

求解方程得到Δx/Δμ與ΔλΔμ，