統(tǒng)網(wǎng)損為目標，建 立最優(yōu)潮流模型，制定統(tǒng)一潮流控制器控制策略表。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含統(tǒng)一潮流控制器的電力系統(tǒng)兩階段最優(yōu)潮流計算方法，其 特征在于，所述步驟1)中將統(tǒng)一潮流控制器對系統(tǒng)的影響等效為對其兩端節(jié)點的注入功 率，統(tǒng)一潮流控制器采用雙電壓源模型，包括兩組相互并聯(lián)的可控電壓源和對應(yīng)的阻抗；具 體包括如下步驟：假設(shè)統(tǒng)一潮流控制器安裝在線路sm的S端，通過在統(tǒng)一潮流控制器末端 增加一個節(jié)點r，使統(tǒng)一潮流控制器成為獨立的支路參與系統(tǒng)潮流計算和最優(yōu)潮流計算。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含統(tǒng)一潮流控制器的電力系統(tǒng)兩階段最優(yōu)潮流計算方 法，其特征在于：所述步驟2)中的風(fēng)速場景的風(fēng)速與風(fēng)功率的對應(yīng)關(guān)系滿足如下公式：)· ，式中Α(ν)為風(fēng)電機組實際有功出力，v"為風(fēng)電機 組的切入風(fēng)速；Vf為風(fēng)電機組的額定風(fēng)速；V。。為風(fēng)電機組的切出風(fēng)速；Pf為風(fēng)電機組的額 定輸出功率。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含統(tǒng)一潮流控制器的電力系統(tǒng)兩階段最優(yōu)潮流計算方法，其 特征在于：所述步驟2)中場景削減的具體步驟如下： 21) 首先對每個場景指定一個發(fā)生的概率Ps(s= 1，...，Ns)，且Ps= 1/NS，ΣsPs= 1 ; W風(fēng)速預(yù)測值加上一個服從標準正態(tài)分布的隨機變量來模擬風(fēng)速的波動，通過MATLAB隨 機得到成個場景，每個場景概率為Pg= 1/Ng; 22) 計算每對場景之間的距罔D(s,s'),其中s=1,...,Ns,s' = 1,. . . ,Ns且 S聲s'，其值為場景s與場景s'之間的向量范數(shù)； 23) 對于每個場景k，找出與其距離最短的場景m，即D化，m) =minD化，s'），其中k= 1,...,Ns，me(1,...，Nj且k聲m; 24) 計算每個場景k和與其距離最短的場景m之間的概率距離pD(k) =ps化)蝴(k，m)， 找到概率距離最短的場景d，使pD(d) =mi噸D化)，其中，ps(k)為場景k出現(xiàn)的概率； 25) 在總場景中刪去場景m，成=Ν,-1，并且將刪去場景的概率加到與其距離最短的場 景概率上，即ps化）=ps化)+PS(m)，保證剩余場景概率值和始終為1 ; 26) 重復(fù)步驟22) -25)，直至場景數(shù)量滿足需要要求。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含統(tǒng)一潮流控制器的電力系統(tǒng)兩階段最優(yōu)潮流計算方法，其 特征在于：所述步驟3)包括W下步驟： 31) 第一階段W發(fā)電費用最小作為目標函數(shù)：式中恥(t)為第i臺發(fā)電機在時段t(t=Ti，T\e巧0min，60min])內(nèi)的有功功率出 力，曰21、曰11、曰。1為第i臺發(fā)電機發(fā)電費用系數(shù)； 32) 含統(tǒng)一潮流控制器的OPF等式約束包含節(jié)點功率平衡方程和統(tǒng)一潮流控制器內(nèi)部 有功功率平衡方程； 普通節(jié)點功率平衡方程如下式中：ΔΡι、AQi為一般交流節(jié)點的功率殘差；Pi、Qi為節(jié)點給定功率；Vi、Vj為交流節(jié)點 的電壓幅值，jei表示與節(jié)點i相連的所有節(jié)點；Θ 分別為節(jié)點i、j間相位差、 線路ij上的電導(dǎo)及電納，i、j的取值范圍為{1，2, 3…η}，η為系統(tǒng)節(jié)點數(shù)； 與統(tǒng)一潮流控制器相連的節(jié)點功率平衡方程中加入作為統(tǒng)一潮流控制器 所在支路首末端節(jié)點的附加注入功率，i取S或r:統(tǒng)一潮流控制器內(nèi)部有功功率平衡方程如下：Pe+Pe= 0,式中，Pe、Pe為兩側(cè)換流器的 有功輸入； 33) 采用不等式約束，包括發(fā)電機有功和無功出力、節(jié)點電壓幅值W及統(tǒng)一潮流控制器 運行約束：，式中：Pu,mex、PGi,mm分別為發(fā)電機i有功出 力上、下限，Qci,max、Qci.mh分別為發(fā)電機i無功出力上、下限，Vi,max、Vi,mi。分別為節(jié)點i電壓 幅值的上、下限、θθ分別為節(jié)點i相角的上、下限，P 線路傳輸功率限制，ng 為系統(tǒng)發(fā)電機數(shù)，η為系統(tǒng)總節(jié)點數(shù)；I式中：Vei.max、Vei,"u。分別為第i個統(tǒng)一潮流控制 器并聯(lián)電壓源幅值上、下限，心may、Vei,mi。分別為第i個統(tǒng)一潮流控制器串聯(lián)電壓源幅值上、 下限，0Ei,max、θΕι,πηη分別為第i個統(tǒng)一潮流控制器并聯(lián)電壓源相角上、下限，ΘBi,max、 分別為第i個統(tǒng)一潮流控制器串聯(lián)電壓源相角上、下限，nupf。為統(tǒng)一潮流控制器的個數(shù)； 第一階段優(yōu)化控制變量及狀態(tài)變量包括X= [X。，XupJ=化，Qe，V，0，心Θe，Ve，0e]， 其中，控制變量IVQt；分別為發(fā)電機有功出力和無功出力，狀態(tài)變量V、θ為節(jié)點電壓幅值 和相角，Ve，0e，Ve，為統(tǒng)一潮流控制器第一階段確定的參數(shù)；根據(jù)第一階段優(yōu)化結(jié)果，確 定常規(guī)火電機組在各個時刻的出力，并作為下一階段優(yōu)化的已知量。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含風(fēng)電場電力系統(tǒng)動態(tài)隨機最優(yōu)潮流模型與計算方法，其特 征在于：所述步驟4)中計算模型如下： 41)W網(wǎng)損最小作為目標函數(shù)式中：Pw(t)為第i臺發(fā)電 機在時段t(t=T2，T2e[5min，15min])內(nèi)的有功功率出力，PDl(t)為母線i在時段t(t= [5min，15min])內(nèi)的有功功率負荷； 42) 含統(tǒng)一潮流控制器的OPF等式約束包含節(jié)點功率平衡方程和統(tǒng)一潮流控制器內(nèi)部 有功功率平衡方程； 普通節(jié)點功率平衡方程如下：式中：ΔΡι、AQi為一般交流節(jié)點的功率殘差；Pi、Qi為節(jié)點給定功率；Vi、Vj為交流節(jié)點 的電壓幅值，jei表示與節(jié)點i相連的所有節(jié)點；Θ 分別為節(jié)點i、j間相位差、 線路ij上的電導(dǎo)及電納，i、j的取值范圍為{1，2, 3…η}，η為系統(tǒng)節(jié)點數(shù)； 與統(tǒng)一潮流控制器相連的節(jié)點功率平衡方程中加入作為統(tǒng)一潮流控制器 所在支路首末端節(jié)點的附加注入功率，i取S或r:統(tǒng)一潮流控制器內(nèi)部有功功率平衡方程如下：Pe+Pe= 0,式中，Pe、Pe為兩側(cè)換流器的 有功輸入； 43) 采用不等式約束，包括發(fā)電機有功和無功出力、節(jié)點電壓幅值W及統(tǒng)一潮流控制器 運行約束：式中：Pw,max、PGi,min分別為平衡機組i有功 出力上、下限，分別為平衡機組i無功出力上、下限，Vi,max、Vi,"u。分別為節(jié)點i電 壓幅值的上、下限、ΘΘ分別為節(jié)點i相角的上、下限，P線路傳輸功率限制， nw為系統(tǒng)平衡機組數(shù)；式中：Vu,m。、、Vu,mm分別為第i個統(tǒng)一潮流控制 器并聯(lián)電壓源幅值上、下限，心。。、、乂81,。1。分別為第1個統(tǒng)一潮流控制器串聯(lián)電壓源幅值上、 下限，0Ei,max、θΕι,πηη分別為第i個統(tǒng)一潮流控制器并聯(lián)電壓源相角上、下限，ΘBi,max、 分別為第i個統(tǒng)一潮流控制器串聯(lián)電壓源相角上、下限，nupf。為統(tǒng)一潮流控制器的個數(shù)； 第二階段優(yōu)化控制變量及狀態(tài)變量包括X' = [X"，XupJ= [P&hi，Q&w，V'，θ'，ν'e， θ'Ε，ν'B，θ'B]，其中，控制變量Pe,bal、Qe,bal為平衡機組有功和無功出力，狀態(tài)變量V'、e' 為節(jié)點電壓幅值和相角（包含新增加的節(jié)點r)。ν'e，θ'E，ν' ,，θ',為統(tǒng)一潮流控制器 的控制參數(shù)，根據(jù)第二階段優(yōu)化結(jié)果，確定風(fēng)速不確定性實現(xiàn)后統(tǒng)一潮流控制器的控制策 略表。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含統(tǒng)一潮流控制器的電力系統(tǒng)兩階段最優(yōu)潮流計算方法，基于功率注入法推導(dǎo)了UPFC穩(wěn)態(tài)模型，提出了兩階段調(diào)度模型，并分別建立了含UPFC的最優(yōu)潮流計算模型，通過調(diào)節(jié)UPFC的控制參數(shù)來修正間歇式能源的波動性，實現(xiàn)風(fēng)電與UPFC的協(xié)調(diào)配合。本發(fā)明所達到的有益效果：(1)本發(fā)明模型首先在日內(nèi)滾動調(diào)度階段制定機組出力計劃，優(yōu)化運行成本；然后在實時調(diào)度階段根據(jù)風(fēng)電出力預(yù)測誤差得到統(tǒng)一潮流控制器的控制策略表，實時修正運行計劃，為運行調(diào)度人員提供調(diào)度依據(jù)；(2)利用統(tǒng)一潮流控制器的靈活控制能力，通過統(tǒng)一潮流控制器控制參數(shù)的快速調(diào)節(jié)可以協(xié)調(diào)風(fēng)電出力的波動性和不確定性，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性與安全性。
【IPC分類】H02J3/00, H02J3/46
【公開號】CN105322535
【申請?zhí)枴緾N201510673633
【發(fā)明人】錢臻, 孫永輝, 衛(wèi)志農(nóng), 孫國強, 臧海祥, 陳霜
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月13日