[發(fā)明專利]一種考慮IPFC控制模式的預(yù)防控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010511609.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN111697588B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳熙;王瑞;王亮;陶加貴;徐曉軼;陳軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/06
• 分類號(hào): H02J3/06;H02J3/46
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.一種考慮IPFC控制模式的預(yù)防控制方法，其特征在于：考慮IPFC的多種控制模式，包括主控路線下的阻抗補(bǔ)償模式、相角調(diào)節(jié)模式、電壓調(diào)節(jié)模式和定功率模式以及輔控線路下的定有功模式，利用IPFC各控制模式下的潮流計(jì)算迭代格式進(jìn)行包含主、輔控模式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算；構(gòu)建綜合實(shí)用性與安全性的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，并給出電力系統(tǒng)和IPFC的運(yùn)行約束；基于粒子群優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的預(yù)防控制潮流優(yōu)化；

考慮IPFC控制模式的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的求解步驟：一方面，根據(jù)IPFC的注入功率，進(jìn)行電力系統(tǒng)部分的潮流計(jì)算；另一方面，利用算得的系統(tǒng)狀態(tài)量和給定的控制目標(biāo)值，更新IPFC變流器的輸出參數(shù)；其中，將潮流不平衡量和IPFC主、輔控目標(biāo)差值合并成誤差矩陣，用來(lái)判斷潮流計(jì)算是否收斂；

(a)對(duì)于阻抗補(bǔ)償模式，串聯(lián)變流器等效為一個(gè)補(bǔ)償阻抗，使IPFC串聯(lián)側(cè)注入的電壓與流過串聯(lián)線路的電流比值始終等于目標(biāo)值Z_ref不變，求得公共節(jié)點(diǎn)與附加節(jié)點(diǎn)之間的等效阻抗Z_im：

其中，V_i∠θ_i、V_m∠θ_m分別為公共節(jié)點(diǎn)與主控線路附加節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓，I_im為公共節(jié)點(diǎn)與附加節(jié)點(diǎn)之間的電流；

如果滿足第k次迭代后誤差小于給定參數(shù)ε：

則說(shuō)明IPFC的控制目標(biāo)滿足收斂精度，否則需要對(duì)IPFC輸出參數(shù)進(jìn)行修正，首先求得主控變流器等效電抗上的電壓差

其中，V_j∠θ_j為主控線路末端的節(jié)點(diǎn)電壓，Z_mj為主控線路阻抗，B_c為主控線路并聯(lián)電納，X_seim為主控變流器的等效電抗，j為虛數(shù)單位；

將附加節(jié)點(diǎn)與公共節(jié)點(diǎn)之間的電壓差修正為：

基于第k次潮流計(jì)算的迭代結(jié)果，求得變流器輸出電壓的更新值，主控變流器輸出電壓V_seim∠θ_seim的迭代格式如下：

其中，上標(biāo)k和k+1分別表示第k次迭代值和第k+1次迭代值；

(b)對(duì)于相角調(diào)節(jié)模式，IPFC通過串聯(lián)側(cè)變流器控制附加節(jié)點(diǎn)與公共節(jié)點(diǎn)電壓的相角差θ_mi等于目標(biāo)值θ_ref不變，同時(shí)保證公共節(jié)點(diǎn)電壓幅值與附加節(jié)點(diǎn)的電壓幅值相等；

如果滿足第k次迭代后滿足：

則說(shuō)明IPFC的控制目標(biāo)滿足收斂精度，否則需要對(duì)IPFC輸出參數(shù)進(jìn)行修正，將附加節(jié)點(diǎn)與公共節(jié)點(diǎn)之間的電壓差修正為：

基于第k次潮流計(jì)算的迭代結(jié)果，求得變流器輸出電壓更新值，主控變流器輸出電壓V_seim∠θ_seim迭代格式如下：

(c)對(duì)于電壓調(diào)節(jié)模式，利用串聯(lián)側(cè)變流器使線路同時(shí)滿足兩個(gè)條件：控制主控線路附加節(jié)點(diǎn)的電壓幅值等于目標(biāo)值V_ref不變，以及串聯(lián)側(cè)注入的電壓相角與公共節(jié)點(diǎn)的電壓相角相同；

如果滿足第k次迭代后滿足：

則說(shuō)明IPFC的控制目標(biāo)滿足收斂精度，否則需要對(duì)IPFC輸出參數(shù)進(jìn)行修正，將附加節(jié)點(diǎn)與公共節(jié)點(diǎn)之間的電壓差修正為：

基于第k次潮流計(jì)算的迭代結(jié)果，求得變流器輸出電壓更新值，主控變流器輸出電壓V_seim∠θ_seim迭代格式如下：

(d)對(duì)于定功率模式，即控制主控線路的有功、無(wú)功潮流P_mj、Q_mj等于目標(biāo)值P_mjref、Q_mjref不變；

如果滿足第k次迭代后滿足：

則說(shuō)明IPFC的控制目標(biāo)滿足收斂精度，否則需要對(duì)IPFC輸出參數(shù)進(jìn)行修正，V_seimp、V_seimq為以公共節(jié)點(diǎn)的電壓方向?yàn)閰⒖迹瑢?duì)變流器輸出電壓V_seim做PQ分解的有功、無(wú)功分量幅值；

將V_seimp、V_seimq看作待求變量，需要滿足如下約束：

基于第k次潮流計(jì)算的迭代結(jié)果，主控變流器輸出電壓V_seim∠θ_seim迭代格式如下：

(e)對(duì)于定有功模式，即控制輔控線路的有功潮流P_nk等于目標(biāo)值P_nkref不變；如果滿足第k次迭代后滿足：

則說(shuō)明滿足IPFC的控制目標(biāo)滿足收斂精度，否則需對(duì)IPFC輸出參數(shù)進(jìn)行修正；對(duì)輔控變流器輸出電壓V_sein進(jìn)行PQ分解為V_seinp、V_seinq，根據(jù)功率關(guān)系求得：

其中，V_n∠θ_n為輔控線路附加節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓，X_sein為輔控變流器的等效電抗；

之后代入V_seinq求得V_seinp：

基于第k次潮流計(jì)算的迭代結(jié)果和V_seim^(k+1)、θ_seim^(k+1)，輔控變流器V_sein∠θ_sein迭代格式如下：