[發明專利]一種計及UPFC的含風電電力系統的ATC計算方法

有效

• 申請號: 201611041017.7
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106655194B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 陳剛;劉建坤;陳靜;李群;衛志農;孫國強;臧海祥;張清松
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司電力科學研究院;國家電網公司;國網江蘇省電力公司;河海大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 閆方圓,董建林

技術領域

本發明涉及技術領域，具體涉及一種計及UPFC的含風電電力系統的ATC計算方法。

背景技術

風能作為清潔無污染的可再生能源，在電力系統中得到廣泛應用。但其波動性、間歇性限制了風電大規模并網。靈活交流輸電系統(FACTS)的出現，為電力系統的安全、可靠、經濟和優質運行提供了有效手段。靈活交流輸電系統主要應用電力電子技術及現代控制技術對交流輸電系統參數及網絡結構靈活控制，從而顯著提高電力系統的穩定性和可靠性。集FACTS控制器優勢于一體的UPFC(統一潮流控制器)具有靈活的控制功能，其快速有效的控制與風電的波動性相配合，有希望實現風電的大規模消納。

可用輸電能力不僅是評價系統安全裕度的重要指標，還可為系統運行人員和電力市場參與者提供電網使用狀況的準確信息，以便指導其市場行為。

目前，國內已有不少學者對ATC(可用輸電能力)計算進行了研究，含有UPFC的ATC計算模型中，UPFC通過其強大的控制功能提高區域間的輸電能力。但其研究均以傳統電網為背景，未考慮新能源的接入，更沒有對由間歇式能源(比如風能源)的引入帶來的不確定性進行分析。電力系統本身具有不確定性，新能源的接入更加劇了其不確定性，在此背景下，采用確定性的方法將對電力系統運行的安全穩定造成威脅。傳統處理不確定性的方法有隨機類方法，如模擬法、解析法、模糊方法以及魯棒優化方法，這些方法都是根據輸入變量的概率信息得到輸出狀態量的概率信息，由此，得到的結果不具有魯棒性。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的UPFC通過其強大的控制功能提高區域間的輸電能力，未考慮新能源的接入，更沒有對由間歇式能源的引入帶來的不確定性進行分析的問題。本發明的計及UPFC的含風電電力系統的ATC計算方法，提高了電力系統的可用輸電能力，一定程度上增強了對風電波動的魯棒性，增強了系統的穩定性，從而使該計算方法具有更大的優有點，對含不確定性的電力系統的可用輸電能力計算具有重要的意義，具有良好的應用前景。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種計及UPFC的含風電電力系統的ATC計算方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟(A)，獲得電力系統的初始網絡參數；

步驟(B)，建立UPFC等效功率注入模型；

步驟(C)，建立含UPFC等效功率注入模型的ATC計算優化模型；

步驟(D)，計算預測風速下的ATC初值，將其代入ATC計算公式，得到的結果作為基準值存儲；

步驟(E)，當ATC計算優化模型的優化結果偏離基準值時，基于信息間隙決策理論，存在兩種選擇方案，以風速波動量最大為目標函數的風險規避策略和以風速波動量最小為目標函數的風險偏好策略，通過兩種選擇方案分別計算，形成兩種策略結果；

步驟(F)，根據兩種策略計算結果，確定UPFC的控制策略，提高可用輸電能力，使ATC值受風力波動影響降低；

步驟(G)，改變ATC的預設目標值，轉到步驟(E)-步驟(F)，重新計算得出UPFC控制策略，進一步提高可用輸電能力，使ATC值受風力波動影響降低，直至ATC值超出電力系統運行約束，并輸出ATC值的計算結結果。

前述的計及UPFC的含風電電力系統的ATC計算方法，其特征在于：步驟(A)，電力系統的初始網絡參數，包括母線編號、名稱、負荷有功、負荷無功、補償電容，輸電線路的支路號、首端節點和末端節點編號、串聯電阻、串聯電抗、并聯電導、并聯電納、變壓器變比和阻抗、風電場出力期望值、UPFC參數。

前述的計及UPFC的含風電電力系統的ATC計算方法，其特征在于：步驟(B)，建立UPFC等效功率注入模型，如下式所示，

其中，分別表示UPFC注入節點i和節點j的視在功率；i，j分別表示UPFC的節點i，節點j；分別表示節點i和節點j的電壓；表示UPFC的串聯電壓源的電壓，示UPFC的并聯電流源的電流；B_c表示線路ij對地電納。

前述的計及UPFC的含風電電力系統的ATC計算方法，其特征在于：步驟(C)，建立含UPFC等效功率注入模型的ATC計算優化模型，包括目標函數、增加UPFC后的等式約束和增加UPFC后的不等式約束，

目標函數f₁：

其中，S_R為有功負荷、P_di為節點i的有功負荷S_R為受電區域；

增加UPFC后的等式約束：