[發(fā)明專利]一種以注入功率為變量的IPFC模型及其潮流計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011164006.4
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112398133B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡暉;王瑞;謝珍建;吳熙;彭竹弈;趙菲菲;許偲軒;陳曦;黃成辰;張文嘉;孫文濤
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;東南大學(xué);國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 北京同輝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 王依

本發(fā)明公開一種以注入功率為變量的IPFC模型及其潮流計(jì)算方法，具體為：直接將注入功率作為變量，等效IPFC對受控線路的影響，通過數(shù)學(xué)變形使模型不涉及IPFC變流器的注入電壓變量，從而建立了一種新型IPFC模型；在此基礎(chǔ)上，直接以IPFC注入功率作為潮流計(jì)算過程中IPFC的狀態(tài)變量，構(gòu)建了以線路功率為控制目標(biāo)的IPFC潮流計(jì)算迭代更新方程，并根據(jù)每次迭代的控制目標(biāo)差值與系統(tǒng)狀態(tài)量。本發(fā)明IPFC模型具備建模簡便、模型收斂性好、收斂精度高；本發(fā)明IPFC模型的潮流計(jì)算方法能夠快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)含IPFC的大電網(wǎng)潮流計(jì)算，有利于挖掘IPFC在實(shí)際電網(wǎng)中的應(yīng)用價(jià)值和控制潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行分析和仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種以注入功率為變量的IPFC模型及其潮流計(jì)算方法。

背景技術(shù)

線間潮流控制器(Interline Power Flow Controller，IPFC)作為第三代FACTS器件的典型代表，作為其主要功能，IPFC能夠?qū)崿F(xiàn)對多條線路潮流的精確調(diào)控，IPFC能夠靈活控制電力系統(tǒng)的有功、無功、電壓、阻抗和功角，控制效果顯著。與此同時(shí)，而IPFC控制潮流具有定向、定量的特點(diǎn)，可將重載線路潮流“搬運(yùn)”至臨近輕載線路，減少對其他線路的潮流影響。綜上，IPFC能夠靈活控制電力系統(tǒng)的有功、無功、電壓、阻抗和功角，IPFC具有巨大的研究潛力和深遠(yuǎn)的應(yīng)用前景，便于優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行，提高電網(wǎng)供電可靠性及安全性。

為挖掘IPFC在實(shí)際電網(wǎng)中的應(yīng)用價(jià)值和控制潛力，首先應(yīng)進(jìn)行含IPFC的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算。發(fā)明人經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前含IPFC的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算研究存在如下不足：而現(xiàn)有的IPFC模型，如基于傳統(tǒng)功率注入法所建立的IPFC模型常忽略線路電阻、導(dǎo)納以及串聯(lián)耦合變壓器等效阻抗的影響，容易造成潮流收斂困難的問題。然而，如果計(jì)及線路阻抗及導(dǎo)納，則所建模型非常復(fù)雜，單次潮流計(jì)算時(shí)間長，難以應(yīng)用于后續(xù)的潮流優(yōu)化迭代計(jì)算。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種以注入功率為變量的IPFC模型及其潮流計(jì)算方法，具備建模簡便、模型收斂性好、收斂精度高的特點(diǎn)，能夠快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)含IPFC的大電網(wǎng)潮流計(jì)算，有利于挖掘IPFC在實(shí)際電網(wǎng)中的應(yīng)用價(jià)值和控制潛力。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種以注入功率為變量的IPFC模型,IPFC模型以注入功率為變量等效IPFC對受控線路的影響而建立，將節(jié)點(diǎn)i的注入功率再細(xì)分為兩部分，主控變流器和輔控變流器對節(jié)點(diǎn)i的注入有功功率P_ijt1、P_ijt2和注入無功功率Q_ijt1、Q_ijt2分別為：

將方程式(A₁)與IPFC對主控線路附加節(jié)點(diǎn)的注入功率進(jìn)行等價(jià)變形，得到：

將方程式(A₂)與IPFC對輔控線路附加節(jié)點(diǎn)的注入功率進(jìn)行類似變換，得到：

IPFC遵循有功守恒，以注入功率為變量的IPFC模型為：

方程式(A₅)中的第二個(gè)和第四個(gè)公式的左邊變量V_seim、V_sein、θ_seim、θ_sein，在求得IPFC注入功率變量之后，根據(jù)式方程式(A₅)中的第二個(gè)和第四個(gè)公式推得V_seim、V_sein、θ_seim、θ_sein的值。

將方程式(A₅)中的第一個(gè)和第三個(gè)公式的實(shí)部和虛部都取為0，得到：