[發(fā)明專利]一種統(tǒng)一潮流控制器靜態(tài)安全預(yù)防控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710833133.0
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107425527B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡暉;祁萬春;謝珍建;吳熙;周正宇;王亮;王哲;彭竹弈;張群
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;東南大學(xué);國網(wǎng)江蘇省電力公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/18
• 代理公司: 32206 南京眾聯(lián)專利代理有限公司
• 代理人: 蔣昱

本發(fā)明公開一種統(tǒng)一潮流控制器靜態(tài)安全預(yù)防控制方法。本發(fā)明將電力系統(tǒng)靜態(tài)安全問題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題，首先建立電力系統(tǒng)靜態(tài)安全評價指標(biāo)，作為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；然后通過故障排序法對所有預(yù)防靜態(tài)安全故障進(jìn)行排序；由于UPFC擁有四種常用的潮流控制模式：定功率、電壓調(diào)節(jié)、相角調(diào)節(jié)和阻抗補(bǔ)償控制模式，各種控制模式控制特性各異，本發(fā)明將UPFC四種控制模式考慮到UPFC靜態(tài)安全預(yù)防控制中，優(yōu)化UPFC控制參數(shù)的同時，優(yōu)化UPFC的控制模式；優(yōu)化算法采用粒子群算法。計算結(jié)果表明，本方法得到的UPFC預(yù)防控制參數(shù)和控制模式能明顯提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)安全水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)安全與控制領(lǐng)域，特別是涉及一種統(tǒng)一潮流控制器靜態(tài)安全預(yù)防控制方法。

背景技術(shù)

當(dāng)今的電力系統(tǒng)，安全并靈活的運(yùn)行變得越來越重要，為了更合理的利用已有的輸配電設(shè)備，靈活交流輸電系統(tǒng)(FACTS)得到前所未有的關(guān)注和發(fā)展。靈活交流輸電設(shè)備能夠有效的提高系統(tǒng)的靈活性和可控性，而其中統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)是交流柔性輸電設(shè)備(FACTS)的典型代表，具有控制線路潮流，穩(wěn)定母線電壓，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的能力。隨著UPFC的逐漸推廣應(yīng)用，在電力系統(tǒng)運(yùn)行控制中考慮UPFC的調(diào)節(jié)作用勢在必行。

靜態(tài)安全是電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求，而靜態(tài)安全預(yù)防控制是提高系統(tǒng)靜態(tài)安全性重要措施之一。預(yù)防控制是指在潛在故障發(fā)生前，在不損失電源和負(fù)荷的前提下，采取的控制手段，預(yù)防控制能夠使系統(tǒng)在發(fā)生故障時將系統(tǒng)從不安全運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移到安全運(yùn)行狀態(tài)。對含UPFC系統(tǒng)而言，UPFC強(qiáng)大的潮流調(diào)節(jié)控制能力為電力系統(tǒng)的預(yù)防控制提供了新的控制手段。UPFC接入系統(tǒng)后，其潮流控制作用不僅影響系統(tǒng)正常運(yùn)行時的潮流分布，也將影響系統(tǒng)故障后的潮流情況，因此為了充分發(fā)揮UPFC的潮流控制作用，提高系統(tǒng)的靜態(tài)安全性，需對UPFC的靜態(tài)安全預(yù)防控制進(jìn)行研究。

另外，UPFC在進(jìn)行潮流控制時，其控制目標(biāo)可以是線路潮流、母線電壓及其相角、線路阻抗。根據(jù)UPFC控制目標(biāo)的不同，UPFC有四種不同的控制模式，分別為：定功率控制、相角調(diào)節(jié)控制、阻抗補(bǔ)償控制以及電壓調(diào)節(jié)控制?？紤]到UPFC在不同控制模式下有著不同的潮流的控制特性，UPFC對系統(tǒng)潮流的影響取決于其控制模式，特別在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下。因此，UPFC的靜態(tài)安全預(yù)防控制需要考慮UPFC控制模式選擇，現(xiàn)有研究普遍基于UPFC的定功率控制模式，而對其它三種控制模式考慮不足。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述存在的問題，本發(fā)明提供一種統(tǒng)一潮流控制器靜態(tài)安全預(yù)防控制方法，本發(fā)明將UPFC靜態(tài)安全預(yù)防控制問題轉(zhuǎn)化為電力系統(tǒng)優(yōu)化問題，以電力系統(tǒng)靜態(tài)安全裕度為目標(biāo)函數(shù)，采用粒子群算法求解。優(yōu)化過程中增加N-1靜態(tài)安全約束和UPFC控制模式的選擇，最終形成UPFC靜態(tài)安全預(yù)防控制方法，為達(dá)此目的，本發(fā)明提供一種統(tǒng)一潮流控制器靜態(tài)安全預(yù)防控制方法，包括如下步驟，其特征在于：

(1)讀取系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、發(fā)電機(jī)出力和負(fù)荷大小相關(guān)數(shù)據(jù)；

(2)計算系統(tǒng)的潮流，并通過靈敏度分析法，對各個線路斷線后的潮流進(jìn)行計算，然后進(jìn)一步計算故障危害度評價指標(biāo)，得到排序后的預(yù)想故障集；

(3)設(shè)置種群大小、最大迭代次數(shù)以及粒子速度最大值相關(guān)PSO算法基本信息；

(4)初始化各個粒子的位置和速度，這里粒子的位置信息為UPFC的三個控制變量；

(5)將各個粒子帶入到潮流程序中計算正常情況下的潮流分布，得到UPFC各個控制模式下的控制目標(biāo)，并記錄是否存在過載情況；

(6)對不存在過載情況的粒子按照預(yù)想故障集中的排序進(jìn)行N-1靜態(tài)安全校驗(yàn)，分別計算在四種控制模式下N-1故障后的目標(biāo)函數(shù)值，直到在某個故障后系統(tǒng)不再出現(xiàn)線路過載現(xiàn)象，取已經(jīng)計算過的各個故障下目標(biāo)函數(shù)的最大值來比較各個控制模式的優(yōu)劣，其中UPFC四種不同控制模式，分別為：定功率控制、相角調(diào)節(jié)控制、阻抗補(bǔ)償控制以及電壓調(diào)節(jié)控制；