[發明專利]一種考慮區域可再生能源消納的UPFC控制策略

在審

• 申請號: 202010760711.4
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111884228A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 李作紅;彭勃;徐蔚;余夢澤;金楚;彭穗;許亮;盧洵;余浩;張蓓;劉若平;龔賢夫;宮大千;彭虹橋;張伊寧;鄭敏嘉
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/46
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 郭帥

本申請一種考慮區域可再生能源消納的UPFC控制策略，包括：獲取系統安全運行時的實時數據；建立目標函數；求解目標函數的可行域；在可行域內對目標函數進行求解；根據目標函數的解對系統損耗進行反饋控制；本申請的控制策略使得建立的目標函數和約束條件更貼近當前的系統運行情況，最大化減少網損和可再生資源的浪費，降低電網運行成本；在計算得到基于OPF算法的最優運行點后對其進行反饋控制，融合了動態控制策略計算量小、控制速度快的優點和基于OPF算法運行策略的多目標協同優化的優點，可同時滿足大規模可再生資源接入電網運行中的損耗控制、電壓越限控制和線路過載控制的要求，提高區域電網在安全經濟運行的可再生能源的消納能力。

技術領域

本發明屬于電力系統UPFC控制領域，具體涉及一種考慮區域可再生能源消納的UPFC控制策略。

背景技術

近年我國在風電光伏等可再生能源領域發展迅猛，然而，電網出力的波動性和不確定性極大限制了新能源并網消納能力，導致“三北”地區出現較高的棄風棄光問題，嚴重阻礙了可再生能源的健康發展。除了調峰能力、消納市場空間不足等因素外，電網傳輸能力限制也是制約可再生能源消納的關鍵因素之一。

統一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)具有多個控制功能，可以同時實現電壓越限控制、線路過載控制和損耗控制，為解決大規模可再生能源接入電網運行中遇到的問題提供了一種有效的手段，可以降低高比例可再生能源電網的運行難度，提高電網消納可再生能源的能力。

目前，利用UPFC解決上述可再生能源接入電網的問題通常有兩種途徑：實時動態控制策略和基于最優潮流(Optimal Power Flow，OPF)算法的運行策略，其中實時動態控制策略多利用反饋控制實現快速有效的動態控制，其控制目標通常單一且固定。基于OPF算法的運行策略可實現多個耦合度較大的控制目標和運行參數的協同優化，但其計算量受系統規模影響較大，考慮可再生能源發電量和負荷波動的影響，計算過程較為復雜，電網運行中在線計算的難度較大。

發明內容

基于此，本發明旨在提出一種考慮區域可再生能源消納的UPFC控制策略，以提高區域電網在安全經濟運行下的可再生能源消納能力。

本發明一種考慮區域可再生能源消納的UPFC控制策略，包括：

獲取系統安全運行時的實時數據以確定約束條件；

建立使得系統網損最小化的目標函數其中為系統網損最小時的最優運行點，且滿足所述約束條件包括電壓允許運行范圍、線路負載率約束和UPFC裝置容量約束，ΔI_L為的幅值；

計算目標函數中的可行域，在可行域內求得目標函數的解；

根據目標函數的解獲取校正信號疊加在動態控制器上，對流入UPFC的線路電流進行反饋控制使得系統運行在最優運行點。

進一步地，所述可行域為

進一步地，獲取系統安全運行時的實時數據以確定約束條件包括：

獲取系統的測量值和利用下式和計算和根據和確定約束條件，

其中為線路k的電流，為UPFC并聯側的母線電壓，為UPFC安裝前線路k的電流，為未接入UPFC前母線的母線電壓，A'_k為UPFC注入電流改變對輸電線路電流的影響因子，其大小只與網架結構參數有關，Z_k為線路阻抗，Λ_n為組成制定有向通路的線路集合，被指定有向通路可以是起點為UPFC并聯側線路母線，終點為線路k的任意通路；Sgn_kk為有向通路的線路集合Λ_n中除被指定有向通路的其余線路的方向標識，當與被指定有向通路同向時，Sgn_kk＝1，反向則Sgn_kk＝-1。