[發明專利]考慮電壓穩定性及事故綜合代價的直流受端系統緊急負荷控制方法

有效

• 申請號: 201611008014.3
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106786503B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 鞠平;孫大雁;周海強;周榮玲;陳杰會;陳慶;蘇大威;徐春雷
• 申請（專利權）人: 河海大學;國網江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/36
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 許方

1.一種考慮電壓穩定性及事故綜合代價的直流受端系統緊急負荷控制方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)獲取直流受端系統數據；

(2)計算電壓薄弱性指標并識別故障后電壓最為薄弱的若干負荷節點；

(3)建立受端系統緊急負荷控制優化問題數學模型并對事故罰款曲線作近似處理；

(4)應用原對偶內點法求解受端系統緊急負荷控制優化問題；

(5)校核緊急負荷控制優化方案的事故綜合代價及電壓穩定性；

所述的直流受端系統數據包括：各線路阻抗，各負荷中心負荷、可控量上限及代價因子，各聯絡線輸入功率，各變壓器、同步發電機數據；設所述的直流受端系統有n臺發電機、k個負荷中心，L_i表示負荷中心i的負荷，其中，i＝1,2,…,k；直流受端系統與外部系統之間有m條聯絡線，其中包括若干條HVDC輸電線；

步驟(2)計算電壓薄弱性指標并識別故障后電壓最為薄弱的若干負荷節點，其過程為：

對于直流受端系統，設其導納矩陣為Y，下標G、T及L分別表示發電機節點、聯絡節點及負荷節點,Y_GG、Y_TT及Y_LL分別為發電機節點、聯絡節點及負荷節點的自導納子矩陣，Y_GL、Y_LG為發電機節點及負荷節點的互導納子矩陣，Y_TL、Y_LT為聯絡節點及負荷節點的互導納子矩陣，Y_GT、Y_TG為發電機節點及聯絡節點的互導納子矩陣；以U、I表示節點電壓、電流向量，U_G、U_L為發電機節點及負荷節點的電壓，I_G、I_L為發電機節點及負荷節點的注入電流，可以推出，負荷節點電壓U_L＝E_open-ZI_L，式中：

負荷L_i所在節點電壓U_Li為：U_Li＝E_open,i-Z_eq,iI_Li，i＝1,2,…,k，其中，E_open,i為列向量E_open的第i個元素，I_Li、I_Lj分別為負荷L_i、L_j流過的電流，Z_ij為矩陣Z的第i行j列元素；負荷L_i所在節點的電壓薄弱性指標為：Z_L,i為負荷L_i對應的等效阻抗，若負荷L_i為該節點電壓為則r_i越小，則該節點的靜態電壓穩定性越好；取直流受端系統中電壓薄弱性指標r最大的若干節點組成電壓薄弱節點集S，S取5-6個電壓最薄弱的節點，對集合S包含的電壓薄弱節點進行重點監控；

步驟(3)建立受端系統緊急負荷控制優化問題數學模型并對事故罰款曲線作近似處理的實現過程為：

將所述的直流受端系統緊急負荷控制優化問題描述為：

min f＝f₁+f₂+αf₃

s.t.L.F.(P_G,P_L,ρ,f_d,U,θ)＝0,

P_G,min≤P_G≤P_G,max，P_line≤P_line,max,

|fd|≤τ,u‾≤U≤u‾,ρi≤ρi,up]]>

其中，為切負荷帶來的直接經濟損失，ρ_i為負荷L_i的切負荷率，c_i為切除負荷L_i的代價因子，為負荷L_i的初始值，i＝1,...,k；為根據中國《電力安全事故應急處置和調查處理條例》應繳納事故罰金，Pen(ρ_i)為罰款隨著切負荷率ρ_i變化的函數；為電壓最為薄弱的若干負荷節點電壓跌落量的平方和，為電壓上限值，U_i為節點i的電壓，S為電壓薄弱節點集；α為權系數，α越大，緊急負荷控制越側重于提高電壓薄弱節點的電壓水平，取α＝20；L.F.(P_G,P_L,ρ,f_d,U,θ)為潮流計算的功率平衡方程；P_G、P_L及ρ分別為發電機輸出功率、負荷功率及切負荷率；U,θ分別為各節點的電壓幅值與相角；f_d＝(f-f_n)/f_n為系統頻率偏差，f_n為系統額定工作頻率；τ為|f_d|的最大值，取τ＝0.04；P_G,_max、P_G,min分別為發電機出力的上下限，P_line為線路傳輸功率，P_line,max為線路最大傳輸功率；u分別為電壓上下限，設為1.1、0.95；ρ_i,up為負荷L_i切負荷率ρ_i的上限；

依據中國《電力安全事故應急處置和調查處理條例》將事故劃分為一般事故、較大事故、重大事故和特別重大事故的分類處理，按照電網規模及切負荷率進行事故評級，并處以相應的罰款，對省或自治區人民政府所在地城市、地級市、縣級市不同類型的電網制定了相應罰款規則，所規定的罰款與切負荷率之間的函數Pen(ρ)是分段線性的不光滑曲線，為解決其計算上的困難，對不同類型電網的罰款曲線采用多項式來擬合Pen(ρ)的方法作近似處理，ρ^j為切負荷率ρ的j次冪，系數a_j通過最小二乘法確定，j＝0,1,…,q，取q＝6。