本發(fā)明涉及配電網(wǎng)及分布式電源并網(wǎng)，特別是涉及一種旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率控制方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)面向用戶的最終環(huán)節(jié)，是保證城市工業(yè)生產(chǎn)和居民日常生活的關(guān)鍵部分，有源配電網(wǎng)的承載力和穩(wěn)定性對于保證供電可靠性至關(guān)重要。當(dāng)前配電臺區(qū)大多為“閉環(huán)設(shè)計，開環(huán)運行”的供電方式，隨著新能源發(fā)電和電動汽車等多種源荷的高比例接入，配電臺區(qū)面臨著如反向潮流、電壓越限等承載力不足的問題。并且傳統(tǒng)配電臺區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，調(diào)節(jié)方式固定，缺乏足夠的靈活調(diào)節(jié)能力使得其電壓和潮流調(diào)控變得更為不易。

2、近年來，不同類型柔性互聯(lián)裝置(flexible?interconnection?device，fid)的出現(xiàn)，為臺區(qū)合環(huán)互聯(lián)問題提供了有效解決方案。利用柔性互聯(lián)裝置對配電網(wǎng)進行柔性改造能夠極大提升配電網(wǎng)控制的靈活性與安全性。通過fid對多臺區(qū)間進行互聯(lián)互供，能夠?qū)⑴_區(qū)過剩的新能源功率轉(zhuǎn)移到另一個重負荷臺區(qū)，在減少配電臺區(qū)網(wǎng)損的同時能有效提高配電網(wǎng)的承載力。

3、旋轉(zhuǎn)潮流控制器(rotary?power?flow?controller，rpfc)作為一種電磁式柔性交流互聯(lián)配電裝置，它通過改變相量合成的轉(zhuǎn)子角，調(diào)節(jié)rpfc注入線路的電壓大小和相位，從而控制線路潮流，并且作為一種連續(xù)可調(diào)的潮流控制裝置，可以靈活地補償線路電壓，精確實現(xiàn)潮流控制的目標，且具有響應(yīng)速度較快，可靠性高，控制簡單，成本造價較低，故障承受能力強的優(yōu)勢，可見rpfc在配電網(wǎng)潮流控制提升配電網(wǎng)承載力方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

4、目前rpfc的功率控制方法多是根據(jù)設(shè)定控制目標值進行有功和無功功率調(diào)控，然而，這些控制目標值通常是基于人工經(jīng)驗設(shè)定的，缺乏準確性計算和科學(xué)性指導(dǎo)，此外，根據(jù)靜態(tài)經(jīng)驗值設(shè)定的控制目標可能無法有效應(yīng)對電力系統(tǒng)的負載特性和運行特性變化，導(dǎo)致在負荷波動或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化時控制效果下降，無法增強配電網(wǎng)的承載力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率控制方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，能夠提高配電網(wǎng)承載力和功率控制的準確性。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率控制方法，包括以下步驟：

3、以配電網(wǎng)承載力指標為目標，以潮流約束、節(jié)點電壓約束、線路載流量約束為約束條件，構(gòu)建旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率優(yōu)化模型；

4、求解所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率優(yōu)化模型，得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器最優(yōu)功率值；

5、基于所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器最優(yōu)功率值得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器的旋轉(zhuǎn)角參考值；

6、以旋轉(zhuǎn)潮流控制器旋轉(zhuǎn)角作為控制器的控制目標，將所述旋轉(zhuǎn)角參考值作為控制器輸入，得到功率控制指令，采用所述功率控制指令完成旋轉(zhuǎn)潮流控制器的功率控制。

7、所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率優(yōu)化模型的目標函數(shù)表示為：f1＝αfm+βfl，其中，f1為配電網(wǎng)承載力，fm為潮流均衡度，表示為：fl為線路容量裕度，表示為：α和β為權(quán)重系數(shù)，且α+β＝1,0≤α≤1,0≤β≤1，sm,1,t和sm,2,t分別為t時刻流過兩柔性互聯(lián)線路主變壓器潮流的視在功率；smax,1和smax,2分別為兩柔性互聯(lián)線路主變壓器的額定視在功率；t為時段數(shù)；n為兩柔性互聯(lián)線路的總支路數(shù)；iij,n,t為t時刻流過第n條線路的支路電流；imax,n為第n條線路的額定電流。

8、所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率優(yōu)化模型的約束條件表示為：

9、其中，vi和vj分別為節(jié)點i和節(jié)點j的電壓，rij為支路ij的電阻，xij為支路ij的電抗，pij為支路ij流過的有功功率，qij為支路ij流過的無功功率，k為以節(jié)點j為首節(jié)點的支路的末端節(jié)點，pl,j表示節(jié)點j處負荷的有功功率，pdg,j表示節(jié)點j處分布式電源的有功功率，prpfc.j為節(jié)點j處流過旋轉(zhuǎn)潮流控制器的有功功率；ql,j為節(jié)點j處負荷的無功功率；qrpfc.j為節(jié)點j處流過旋轉(zhuǎn)潮流控制器的無功功率，sij,max為線路ij允許通過的視在功率最大值。

10、所述基于所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器最優(yōu)功率值得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器的旋轉(zhuǎn)角參考值，具體包括：

11、將所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器最優(yōu)功率值作為設(shè)定值輸入控制器，得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器的實際有功功率值和無功功率值；

12、對旋轉(zhuǎn)潮流控制器接入線路的r端三相電壓和g端的三相電壓進行dq分解，得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器的g端直軸電壓、r端直軸電壓和r端交軸電壓；

13、根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器的實際有功功率值、無功功率值、旋轉(zhuǎn)潮流控制器的g端直軸電壓、r端直軸電壓、r端交軸電壓、以及串入線路的旋轉(zhuǎn)潮流控制器的阻抗計算旋轉(zhuǎn)潮流控制器的d軸電壓和q軸電壓；

14、根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器的d軸電壓和q軸電壓得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器串入線路的電壓幅值和電壓角度；

15、基于所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器串入線路的電壓幅值和電壓角度得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器的旋轉(zhuǎn)角參考值。

16、所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器的d軸電壓和q軸電壓通過計算得到，其中，urpfcd和urpfcq分別為旋轉(zhuǎn)潮流控制器的d軸電壓和q軸電壓，ugd為旋轉(zhuǎn)潮流控制器的g端直軸電壓，urd為旋轉(zhuǎn)潮流控制器的r端直軸電壓，urq為旋轉(zhuǎn)潮流控制器的r端交軸電壓，p和q為旋轉(zhuǎn)潮流控制器的實際有功功率值和無功功率值，r和l為旋轉(zhuǎn)潮流控制器的電阻和電感，ω為角頻率。

17、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率控制裝置，包括：

18、構(gòu)建模塊，用于以配電網(wǎng)承載力指標為目標，以潮流約束、節(jié)點電壓約束、線路載流量約束為約束條件，構(gòu)建旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率優(yōu)化模型；

19、求解模塊，用于求解所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率優(yōu)化模型，得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器最優(yōu)功率值；

20、計算模塊，用于基于所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器最優(yōu)功率值得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器的旋轉(zhuǎn)角參考值；

21、控制模塊，用于以旋轉(zhuǎn)潮流控制器旋轉(zhuǎn)角作為控制器的控制目標，將所述旋轉(zhuǎn)角參考值作為控制器輸入，得到功率控制指令，采用所述功率控制指令完成旋轉(zhuǎn)潮流控制器的功率控制。

22、所述構(gòu)建模塊構(gòu)建的旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率優(yōu)化模型的目標函數(shù)表示為：f1＝αfm+βfl，其中，f1為配電網(wǎng)承載力，fm為潮流均衡度，表示為：fl為線路容量裕度，表示為：α和β為權(quán)重系數(shù)，且α+β＝1,0≤α≤1,0≤β≤1，sm,1,t和sm,2,t分別為t時刻流過兩柔性互聯(lián)線路主變壓器潮流的視在功率；smax,1和smax,2分別為兩柔性互聯(lián)線路主變壓器的額定視在功率；t為時段數(shù)；n為兩柔性互聯(lián)線路的總支路數(shù)；iij,n,t為t時刻流過第n條線路的支路電流；imax,n為第n條線路的額定電流。

23、所述構(gòu)建模塊構(gòu)建的旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率優(yōu)化模型的約束條件表示為：

24、其中，vi和vj分別為節(jié)點i和節(jié)點j的電壓，rij為支路ij的電阻，xij為支路ij的電抗，pij為支路ij流過的有功功率，qij為支路ij流過的無功功率，k為以節(jié)點j為首節(jié)點的支路的末端節(jié)點，pl,j表示節(jié)點j處負荷的有功功率，pdg,j表示節(jié)點j處分布式電源的有功功率，prpfc.j為節(jié)點j處流過旋轉(zhuǎn)潮流控制器的有功功率；ql,j為節(jié)點j處負荷的無功功率；qrpfc.j為節(jié)點j處流過旋轉(zhuǎn)潮流控制器的無功功率，sij,max為線路ij允許通過的視在功率最大值。

25、所述計算模塊包括：

26、功率值計算單元，用于將所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器最優(yōu)功率值作為設(shè)定值輸入控制器，得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器的實際有功功率值和無功功率值；

27、分解單元，用于對旋轉(zhuǎn)潮流控制器接入線路的r端三相電壓和g端的三相電壓進行dq分解，得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器的g端直軸電壓、r端直軸電壓和r端交軸電壓；

28、電壓計算單元，用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器的實際有功功率值、無功功率值、旋轉(zhuǎn)潮流控制器的g端直軸電壓、r端直軸電壓、r端交軸電壓、以及串入線路的旋轉(zhuǎn)潮流控制器的阻抗計算旋轉(zhuǎn)潮流控制器的d軸電壓和q軸電壓；

29、確定單元，用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器的d軸電壓和q軸電壓得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器串入線路的電壓幅值和電壓角度；

30、參考值計算單元，用于基于所述旋轉(zhuǎn)潮流控制器串入線路的電壓幅值和電壓角度得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器的旋轉(zhuǎn)角參考值。

31、所述電壓計算單元通過計算旋轉(zhuǎn)潮流控制器的d軸電壓和q軸電壓，其中，urpfcd和urpfcq分別為旋轉(zhuǎn)潮流控制器的d軸電壓和q軸電壓，ugd為旋轉(zhuǎn)潮流控制器的g端直軸電壓，urd為旋轉(zhuǎn)潮流控制器的r端直軸電壓，urq為旋轉(zhuǎn)潮流控制器的r端交軸電壓，p和q為旋轉(zhuǎn)潮流控制器的實際有功功率值和無功功率值，r和l為旋轉(zhuǎn)潮流控制器的電阻和電感，ω為角頻率。

32、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率控制方法的步驟。

33、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率控制方法的步驟。

34、有益效果

35、由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果：本發(fā)明針對旋轉(zhuǎn)潮流控制器的功率控制問題，以有源配電網(wǎng)承載力指標作為第一控制目標，在滿足各項約束條件下求解旋轉(zhuǎn)潮流控制器最優(yōu)功率值；以旋轉(zhuǎn)潮流控制器旋轉(zhuǎn)角為第二控制目標，利用雙閉環(huán)pi控制，得到旋轉(zhuǎn)潮流控制器的旋轉(zhuǎn)角參考值，實現(xiàn)考慮有源配電網(wǎng)承載力提升的旋轉(zhuǎn)潮流控制器功率控制，本發(fā)明可以提高配電網(wǎng)承載力和功率控制的準確性，實現(xiàn)快速精準控制潮流控制器潮流的技術(shù)目標，達到提升配電網(wǎng)承載力的技術(shù)效果。