[發明專利]一種確定UPFC工程安裝位置和安裝容量的方法

有效

• 申請號: 201710160873.2
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106786607B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 汪惟源;竇飛;徐政;宋鵬程;蔡暉;朱寰;高松;黃河;祁萬春
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司;國網江蘇省電力公司經濟技術研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/18
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種確定UPFC工程安裝位置和安裝容量的方法，其通過N?1掃描尋找過載線路并確定潮流轉移需求，通過所提出的計算公式直接計算在不同位置安裝UPFC裝置時串聯側裝置所需的安裝容量。針對利用UPFC的潮流控制能力，改善輸電斷面潮流分布、解決關鍵輸電線路過載問題的應用場景，本發明提供的UPFC選址和容量確定方法可以快速找出能夠解決斷面關鍵輸電線路過載問題同時所需安裝容量最小的UPFC安裝位置，并給出相應的UPFC裝置的安裝容量，大大減少了UPFC工程選址和定容時所需的工作量，對UPFC的工程應用具有重要意義。

技術領域

本發明屬于電力系統柔性輸配電技術領域，具體涉及一種確定UPFC工程安裝位置和安裝容量的方法。

背景技術

在大規模電力系統中，電力運行和調度機構通常以輸電斷面作為實際系統分析與監控對象，以實現對大規模電力系統的降維控制。輸電斷面集中體現了電網的薄弱環節，威脅電網的安全穩定運行。由于輸電斷面潮流分布不均勻導致的輸電線路過載嚴重制約了斷面的輸電能力，進而威脅電網的安全穩定運行。因此，改善輸電斷面潮流分布，解決斷面關鍵線路的過載問題對電網的安全穩定運行有重要意義。

統一潮流控制器(unified power flow controller，UPFC)作為最新一代的FACTS(flexible AC transmission system)裝置，具有強大的潮流控制能力，能夠實現潮流的快速、精確控制，為解決上述問題提供了一種有力的技術手段。如圖1所示，UPFC由兩個背靠背的電壓源換流器構成，兩個背靠背的換流器共用直流母線和直流電容，二者都通過換流變壓器接入系統，其中變流器2的換流變壓器以串聯形式接入。有功功率可以在兩個變流器之間在任一方向自由流動，每個變流器的交流輸出端也可獨立地產生或吸收無功功率。

南京西環網UPFC示范工程投運后，南京西環網供電斷面潮流分布的改善、輸電能力的提升情況反映出利用UPFC裝置解決上述問題具有廣闊的應用前景。應用UPFC改善輸電斷面潮流分布，解決斷面關鍵線路的過載問題的實質是利用UPFC的潮流控制能力，使潮流從重載線路向該輸電線路所在的割集斷面上的輕載線路轉移，從而減輕過載線路的潮流。如何選擇UPFC的最佳安裝位置和容量以最大的“杠桿效應”轉移重載線路的潮流是應用UPFC裝置解決上述問題時首先需要考慮的。已有文獻大多通過最優算法使電網潮流分布或斷面輸電能力達到最優，從而確定UPFC的安裝位置和容量，然而上述最優算法在工程仿真計算軟件中集成的難度較大，工程上通常采用仿真的方法確定UPFC的安裝位置及安裝容量，所需工作量較大。因此，制定一套可以工程實用的UPFC裝置選址和定容方法是十分有必要的。

發明內容

鑒于上述，本發明提供了一種確定UPFC工程安裝位置和安裝容量的方法，其通過N-1掃描尋找過載線路并確定潮流轉移需求，直接計算在不同位置安裝UPFC裝置時串聯側裝置所需的安裝容量，進而確定UPFC裝置的最佳安裝位置和安裝容量，能夠改善輸電斷面潮流分布，解決關鍵輸電線路過載問題。

一種確定UPFC工程安裝位置和安裝容量的方法，包括如下步驟：

(1)識別并確定電力系統中的關鍵輸電斷面，對所述關鍵輸電斷面進行N-1故障掃描，以鑒別該斷面上的受限線路；

(2)對于關鍵輸電斷面上的任一條受限線路，切除該受限線路并計算此工況下系統的潮流，選取系統中過載情況最嚴重的輸電線路為需要轉移潮流的目標線路，進而計算該工況下系統各輸電線路加裝UPFC的串聯側安裝容量；

(3)根據步驟(2)遍歷關鍵輸電斷面上的所有受限線路，對于系統中的任一條輸電線路，取其在各受限線路切除工況下加裝UPFC的串聯側安裝容量最大值作為該輸電線路加裝UPFC的串聯側最終安裝容量；

(4)使系統中除受限線路以外串聯側最終安裝容量最小的輸電線路作為UPFC最終安裝所在線路。