[發明專利]基于風險的高維多目標復雜電網故障限流器最優配置方法

有效

• 申請號: 202010191234.4
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111244924B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 葉承晉;郭超;丁一;宋永華;郭創新
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02J3/00;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于風險的高維多目標復雜電網故障限流器最優配置方法，其特征在于方法步驟如下：

1)根據電力系統的浴盆曲線，獲得電力線路的基本故障概率；

2)根據電力線路所處位置的氣候數據和環境數據，獲得協變量連接參數；

3)根據基本故障概率和協變量連接參數，獲得電力線路的長期短路故障概率；

4)建立計及電力線路長期短路故障概率的多目標電力系統故障限流器配置模型的目標函數及其約束條件；根據目標函數及其約束條件處理獲得帕累托最優解集，在帕累托最優解集中選取最優的電力系統故障限流器配置；

所述步驟4)中，具體如下：

4.1)建立計及電力線路長期短路故障概率的多目標電力系統故障限流器配置模型的目標函數，具體為：

4.1.1)計算配置電力系統的故障限流器配置代價量，具體為：

式中，N_L表示待安裝故障限流器的電力線路數量，U_f表示電力線路f上是否安裝故障限流器的配置參數，表示電力線路f上故障限流器的安裝代價，表示電力線路f上故障限流器的單位阻抗代價，表示電力線路f上故障限流器的阻抗值；

4.1.2)計算電力系統出現短路故障時的電流越線配置量，具體為：

式中，N_F表示電力系統中預想發生短路故障的電力節點的總數，V_i表示電力系統中電力節點i的電壓幅值，Z_ii表示電力系統中電力節點i的自阻抗，I_bc表示可接納電力系統短路電流的幅值，λ₁為第一懲罰系數，p_i為電力系統中電力節點i發生短路故障的概率，Ψ(·)表示懲罰函數，具體為：

其中，y₁和y₂分別表示懲罰函數中的第一變量和第二變量；

4.1.3)計算電力系統出現短路故障時的暫態失穩配置量，具體為：

式中，N_G表示電力系統中發電機的總數量，T表示暫態仿真時間長度，Δt表示暫態仿真步長，其中T＝1秒，Δt＝0.05秒，表示第i個電力節點發生短路故障下第k個發電機的功角曲線上的第n個離散點上的發電機轉子角度，表示第i個電力節點發生短路故障下第k個發電機的功角曲線上的第n個離散點上的電力系統慣性中心的角度，δ_thre表示發電機轉子角度偏離電力系統慣性中心角度的閾值，λ₂為第二懲罰系數；

4.1.4)計算電力系統出現短路故障時的電壓降落配置量，具體為：

式中，NB表示電力系統中電力節點的數量，I_i表示第i個電力節點發生短路故障下短路電流幅值的大小，X_ib表示電力系統的電力節點導納矩陣中第i行第b列的元素，ΔU_thre表示電壓暫降的閾值，λ₃為第三懲罰系數；

4.2)建立計及電力線路長期短路故障概率的多目標電力系統故障限流器配置模型的約束條件，約束條件包括：

4.2.1)節點功率平衡約束為：

式中，P_is表示電力節點i上負荷類型s的有功負荷，P_ig表示電力節點i上發電機g的有功出力，Q_is表示電力節點i上負荷類型s的無功負荷，Q_ig表示電力節點i上發電機g的無功出力，N表示節點的數量，V_i和V_w分別表示電力節點i和電力節點w的電壓幅值，θ_i和θ_w分別表示電力節點i和電力節點w的電壓相位，Y_iw表示電力系統的電力節點導納矩陣中第i行第w列的元素，δ_iw為電力節點i和電力節點w上發電機功角的差值；

NG_i表示電力節點i中的發電機的集合，NL_i表示電力節點i中待安裝故障限流器的電力線路的集合；

4.2.2)發電機輸出功率約束及節點電壓約束為：

P_igmin≤P_ig≤P_igmax,

Q_igmin≤Q_ig≤Q_igmax

|V_i|^min≤|V_i|≤|V_i|^max

式中，P_igmax和P_igmin表示電力節點i上發電機g有功出力的上限和下限，Q_igmax和Q_igmin表示電力節點i上發電機g無功出力的上限和下限，|V_i|^max和|V_i|^min表示節點i電壓幅值的上限和下限；

4.3)對目標函數進行求解獲得滿足對應約束條件的帕累托最優解集，帕累托最優解集包括多種電力系統故障限流器配置，根據對故障限流器配置代價、電流越線配置、暫態失穩配置或者電壓降落配置的要求，在帕累托最優解集中選取電力系統故障限流器配置進而進行施工，從而提高電力系統應對短路故障的能力。