基于潮流轉(zhuǎn)移分布因子的統(tǒng)一潮流控制器控制整定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于柔性交直流輸電領(lǐng)域，涉及一種基于潮流轉(zhuǎn)移分布因子的統(tǒng)一潮流控 制器（UPFC)控制整定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)負(fù)荷不斷增長(zhǎng)，電網(wǎng)運(yùn)行特性日益復(fù)雜，受制于部分重載設(shè)備的輸電瓶 頸，局部地區(qū)供電能力不足，變壓器和線路等負(fù)載分布不均，電網(wǎng)供電能力難以大幅提升。 與此同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，全社會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行可靠性等方面的要求更加嚴(yán)苛，對(duì) 電網(wǎng)事故的容忍度越來(lái)越小。因此，如何最大程度發(fā)揮電網(wǎng)的供電能力，全面提高電網(wǎng)運(yùn) 行可靠性，成為未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展方向。作為最具創(chuàng)造性、功能最強(qiáng)大的柔性交流輸電系統(tǒng) (Flexible Alternative Current Transmission Systems，F(xiàn)ACTS)裝置，統(tǒng)一潮流控制器 (Unified Power Flow Controller，UPFC)對(duì)于解決目前電網(wǎng)中潮流控制手段缺乏等問(wèn)題， 提供了新的技術(shù)手段。目前，在含UPFC的電網(wǎng)靜態(tài)安全分析中，UPFC的控制目標(biāo)有功功 率、無(wú)功功率通常采用典型運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析，控制目標(biāo)值由試探法確定，計(jì)算效率低 且不能用于在線調(diào)度輔助決策。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種于潮流轉(zhuǎn)移分布因子的統(tǒng)一潮流 控制器（UPFC)控制整定方法，可以在線刷新計(jì)算電網(wǎng)預(yù)想故障控制策略表，在發(fā)生N-I線 路開(kāi)斷故障時(shí)，查表設(shè)定UPFC的控制目標(biāo)值，通過(guò)UPFC的功率控制，消除N-I過(guò)載。
[0004] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
[0005] 基于潮流轉(zhuǎn)移分布因子的統(tǒng)一潮流控制器控制整定方法，其特征在于，包括以下 步驟：
[0006] 步驟一：根據(jù)電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，獲取電網(wǎng)潮流及網(wǎng)架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；
[0007] 步驟二：對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行線路開(kāi)斷故障N-I掃描計(jì)算，若存在N-I過(guò)載故障的情況，則 對(duì)電網(wǎng)拓?fù)涫欠窀淖冞M(jìn)行判斷，若不存在N-I過(guò)載故障，則返回步驟一；若電網(wǎng)拓?fù)浒l(fā)生改 變，則轉(zhuǎn)到步驟三計(jì)算潮流轉(zhuǎn)移分布因子，若電網(wǎng)拓?fù)洳话l(fā)生改變，則轉(zhuǎn)到步驟四計(jì)算UPFC 控制目標(biāo)值；
[0008] 步驟三：計(jì)算統(tǒng)一潮流控制器UPFC安裝支路及N-I開(kāi)斷支路相對(duì)于N-I過(guò)載支路 的潮流轉(zhuǎn)移分布因子；
[0009] 步驟四：根據(jù)支路j的最大傳輸有功功率的約束條件，計(jì)算開(kāi)斷支路k開(kāi)斷后， UPFC安裝支路1的功率控制目標(biāo)值，使得控制后的支路j傳輸有功功率不大于其最大傳輸 有功功率；
[0010] 步驟五：將計(jì)算所得UPFC控制目標(biāo)值，載入電網(wǎng)預(yù)想故障控制策略表，在檢測(cè)到 電網(wǎng)發(fā)生N-I故障時(shí)，查電網(wǎng)預(yù)想故障控制策略表設(shè)定UPFC的相應(yīng)控制參數(shù)，通過(guò)UPFC的 潮流控制功能消除N-I過(guò)載。
[0011] 前述的基于潮流轉(zhuǎn)移分布因子的統(tǒng)一潮流控制器控制整定方法，其特征在于，所 述步驟三中，所述UPFC安裝支路為1、N-I開(kāi)斷支路為k、N-I過(guò)載支路為j、潮流轉(zhuǎn)移分布 因子為D ] kl;潮流轉(zhuǎn)移分布因子D ] kl的計(jì)算方法為：
[0012]
[0013] 其中，Xj、xk、義冷別為支路j、k、1的阻抗值，X為節(jié)點(diǎn)電納矩陣的逆矩陣，X j k為 過(guò)載支路j與開(kāi)斷支路k兩個(gè)端口節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的互阻抗，Xu為過(guò)載支路j與UPFC安裝支 路1兩個(gè)端口節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的互阻抗，X k_k為開(kāi)斷支路k端口節(jié)點(diǎn)對(duì)的自阻抗，Xk l為開(kāi)斷支 路k與UPFC安裝支路1兩個(gè)端口節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的互阻抗，Xl k為UPFC安裝支路1與開(kāi)斷支路 k兩個(gè)端口節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的互阻抗，X11為UPFC安裝支路1端口節(jié)點(diǎn)對(duì)的自阻抗，計(jì)算公式分 別為：
[0014] X j k= M /XMk
[0015] Xj1=MjtXM1
[0016] Xkk= Mk1XMk
[0017] Xkl= Mk1XM1
[0018] X1 k= M11XMk
[0019] X11=M1tXM1
[0020] 其中，M為節(jié)點(diǎn)支路關(guān)聯(lián)矩陣，支路流出節(jié)點(diǎn)為1，支路流入節(jié)點(diǎn)為-1。
[0021] 前述的基于潮流轉(zhuǎn)移分布因子的統(tǒng)一潮流控制器控制整定方法，其特征在于，所 述步驟四中，所述UPFC安裝支路1的功率控制目標(biāo)值為P i，過(guò)載支路j最大傳輸?shù)挠泄?功率為Pjniax，統(tǒng)一潮流控制器UPFC控制前，過(guò)載支路j傳輸?shù)挠泄β史謩e為P j5UPFC控 制后，過(guò)載支路j傳輸?shù)挠泄β史謩e為P i;
[0022] 過(guò)載支路j的最大傳輸有功功率的約束條件為：
[0023]
[0024] 其中，Pp匕分別為開(kāi)斷支路k開(kāi)斷前過(guò)載支路j和開(kāi)斷支路k傳輸?shù)挠泄β剩?根據(jù)已知量匕、〇^ 1、匕、？_；!，計(jì)算1]??(：安裝支路的有功功率變化值八？1，可得1]??(：的控制 目標(biāo)值P Λ :
[0025] Pr I=PrAP1
[0026] 其中，P1為支路k開(kāi)斷前安裝支路1傳輸?shù)挠泄β省?br>[0027] 前述的基于潮流轉(zhuǎn)移分布因子的統(tǒng)一潮流控制器控制整定方法，其特征在于，所 述步驟五中，在電網(wǎng)正常運(yùn)行工況下，根據(jù)EMS系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，更新網(wǎng)架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，刷新計(jì) 算電網(wǎng)預(yù)想故障控制策略表。
[0028] 本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：本專(zhuān)利基于潮流轉(zhuǎn)移分布因子的統(tǒng)一潮流控制器 (UPFC)控制整定方法，可以采集EMS運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算潮流轉(zhuǎn)移分布因子，定量分析評(píng)估 UPFC安裝所在線路功率控制對(duì)N-I過(guò)載支路傳輸功率的影響，在線計(jì)算刷新預(yù)想故障控 制策略表，消除了常規(guī)試探法分析中控制目標(biāo)值的不確定性，提高了 UPFC控制策略整定效 率。并且，預(yù)想故障控制策略表可根據(jù)EMS運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行在線刷新，為電網(wǎng)調(diào)度提供輔助決 策。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1是本發(fā)明控制整定方法流程示意圖。
[0030] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0032] 下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖2,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例為三 機(jī)九節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，仿真計(jì)算采用電力系統(tǒng)分析綜合程序PSASP6. 283,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及各條線路電 抗值標(biāo)于附圖2 (三個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)未作編號(hào)）。
[0033] 按照?qǐng)D1所示，具體流程如下：
[0034] 步驟一：根據(jù)電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)（EMS)，獲取電網(wǎng)潮流及網(wǎng)架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。
[0035] UPFC安裝于支路1，正常工況下，支路1有功功率81. 299麗，支路4和支路7有功 功率均為55. 346MW，網(wǎng)架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如附圖1所示。
[0036] 步驟二：對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行線路開(kāi)斷故障（N-I)掃描計(jì)算，若存在N-I過(guò)載的情況，則計(jì) 算統(tǒng)一潮流控制器（UPFC)安裝支路及N-I開(kāi)斷支路相對(duì)于N-I過(guò)載支路的潮流轉(zhuǎn)移分