[发明专利]一种多端统一潮流控制器的分解优化方法有效

专利信息
申请号: 201210502030.3 申请日: 2012-11-30
公开(公告)号: CN103853042B 公开(公告)日: 2017-12-05
发明(设计)人: 叶鹏;武智慧;何柳;袁林;张开 申请(专利权)人: 沈阳工业大学
主分类号: G05B13/04 分类号: G05B13/04
代理公司: 沈阳智龙专利事务所(普通合伙)21115 代理人: 宋铁军
地址: 110870 辽宁*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 多端 统一 潮流 控制器 分解 优化 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种电力系统计算方法,特别涉及一种包含多端统一潮流控制器的电力系统分解优化方法,属于电力系统电力传输和运营技术领域。

背景技术

自柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission Systems简称FACTS)的概念提出以来,越来越多的FACTS元件应用到电力传输系统中来保证电网的安全运行。其中统一潮流控制器由于其强大的控制功能,一直在引起国内外学者的广泛关注。随着FACTS技术的进一步发展,一种源于统一潮流控制器但比统一潮流控制器功能更为强大的FACTS元件——多端统一潮流控制器(multi-terminal unified power flow controller简称M-UPFC)开始进入了人们的视线。多端统一潮流控制器不仅可以控制节点电压而且可同时控制多条线路或系统中某一子网络的潮流,和统一潮流控制器只能控制单条线路的潮流相比显示出更强大的控制能力,并且比多台单端统一潮流控制器更有经济效益。同时多端统一潮流控制器对电力系统的适应性很强,不必改变电力系统的硬件结构,是一种控制电力系统潮流、增强电力系统传输功率极限和增加电力系统稳定性的有效技术。因此,研究含有多端统一潮流控制器的电力系统优化计算问题具有重要的实际意义。

目前,针对含有多端统一潮流控制器的电力系统最优潮流计算方法的文献较少,鲜有文献对其进行深入的研究。最优潮流问题是一种复杂的非线性数学问题,随着现代数值优化理论和电力系统最优潮流计算技术的不断发展,各种数值类优化方法被应用于电力系统最优潮流计算,如线性规划方法、二次规划方法和非线性规划方法等,其中基于牛顿类求解方法的内点最优潮流计算成为现代最优潮流计算方法的主流。仅有的一些文献中对多端统一潮流控制器的最优潮流求解都是基于内点法,在此基础上加上一些变化,如基于信赖域的内点法等。但是这类方法主要存在三个问题,一是引入了多端统一潮流控制器的控制方程,和电力系统原有方程一并进行优化求解,增加了求解问题的非线性,因而系统的收敛性和可靠性变差;二是加入了新的控制方程后,需要对原有的算法和程序进行较大的修改;三是没有充分利用现有的优化潮流算法和程序。基于上述原因,这类方法很难在工程上应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠的含有多端统一潮流控制器的电力系统最优潮流计算方法。本方明采用的方法把含有多端统一潮流控制器的电力系统最优潮流计算问题通过网络等值分解为一个两层优化问题:外层基于禁忌搜索,通过调用内层优化计算,来实现对多端统一潮流控制器有功控制功率的优化;内层优化计算是在确定的多端统一潮流控制器有功控制功率控制值的条件下,进行传统的最优潮流计算。本发明采用的方法,能够更有效和可靠的进行含有多端统一潮流控制器的电力系统最优潮流计算,具有工程使用价值。

本发明的特点和现有技术上述方法的根本区别是:(1)基于网络等值,把多端统一潮流控制器支路等效为包含控制目标的多个PQ节点(2)采用禁忌搜索,仅优化多端统一潮流控制器的一个等效的控制变量,即多端统一潮流控制器的有功控制目标,从而减少了计算量,简化了优化计算;(3)优化过程是通过两层优化策略来完成的,外层采用禁忌搜索,优化多端统一潮流控制器的控制目标,内层采用传统的最优潮流计算方法,优化系统的运行状态,外层优化调用内层优化;上述方法提高了包含多端统一潮流控制器的电力系统最优潮流计算的效率和可靠性。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:这种包含多端统一潮流控制器的电力系统分解优化方法,其特点是按以下步骤进行:

步骤1)获取电力系统最优潮流计算所需稳态运行参数;

步骤2)确定多端统一潮流控制器的控制参数和控制目标及调控范围;

步骤3)基于网络等值,把多端统一潮流控制器支路等效为包含控制目标的多个PQ节点;

步骤4)采用禁忌搜索,多次进行最优潮流计算,来确定多端统一潮流控制器的有功控制目标:

①对多端统一潮流控制器有功控制目标变量集合进行编码;

②产生初始解;

③将单个移动和交换移动分别作用于初始解,得到一组可行的试验解;

④对上述可行的试验解进行最优潮流计算,把最优潮流计算的目标函数值作为禁忌搜索的评价函数;

⑤更新禁忌搜索表;

⑥更新初始解;

⑦判断终止条件:若连续几次迭代目标函数值没有改进或达到最大允许迭代次数,则停止计算,输出结果;

⑧若没有达到终止条件,重复③步;

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