[发明专利]含柔性直流输电的交直流并列系统有功潮流优化分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及交直流线路并列运行的柔性直流输电系统技术领域，更具体地，涉及一种含柔性直流输电的交直流并列系统有功潮流优化分配方法。

背景技术

柔性直流输电(VSC-HVDC)是一种新型的输配电技术，它以IGBT全控电力电子器件和PWM技术为核心，与常规HVDC相比，柔性直流输电具有有功/无功的独立解耦控制、开关器件可以自关断而无换相失败问题、潮流翻转不需要改变电压极性等诸多优点，更是可以连接弱交流系统或无源网络，因此目前广受关注和应用。其主要应用在：连接电网与小容量远距离的分布式发电，如风力发电等；给偏远地区供电、海上供电；城市输配电网增容改造；提高配电网电能质量；电力市场环境下电力供应商之间的交易；交流电网的非同步联接以及一些需要考虑电压支撑和美化环境等场合。

利用VSC-HVDC技术进行输电时，一般情况下，必须有一端换流器采用定直流电压控制，另一个端的换流器采用定有功功率控制方式。换流器系统级的有功功率控制指令值P_ref一般依据当地电网各种运行方式、电网之间的电力交易合同、电网自动调度系统来设定的，凭借的是一定的运行经验，缺乏相应的理论依据，换流器有功功率控制参考值设定的合理性无法保障。交流输电和直流输电具有各自的优势，在交直流并列运行情况下如何在交直流线路中进行功率的合理分配输送，在经济、安全等多种效益上达到更优，显然很有必要。实际上，如果换流器的P_ref设置过低，就不能最充分地利用柔性直流输电技术在输电能力、直流线路低损耗、输送功率可控等优势；相反如果换流器的P_ref设置过高，则可能出现交直流线路输送功率流向相反的情况（简称“并列环流”），另外一定程度上也加大了直流设备发生故障的几率等。强直弱交或者强交弱直的传输容量分配比例都可能导致交直流系统的自组织临界性较强，发生大停电事故的可能性较大。因此，保证交直流线路传输容量一定程度上的均衡，进行合理的有功功率指令值设定方法研究很有必要。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有柔性直流输电交直流并列运行系统在传统定有功功率控制中对P_ref设置缺乏理论支撑、交直流并列输送线路有功潮流没有得到优化的弊端，提出一种含柔性直流输电的交直流并列系统有功潮流优化分配方法。对多个目标条件分别建立目标函数进行优化，得出交直流并列运行情况下的有功潮流优化结果，从而确定最优的有功功率指令值。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种含柔性直流输电的交直流并列系统有功潮流优化分配方法，包括以下步骤：

S1.获取电网的基本参数，包括交流线路和直流线路的额定输送功率P_acN、P_dcN，交流线路的额定输送视在功率S_acN，交流线路等效电阻R_ac，交流线路的暂态稳定输送功率极限P_aclimit；

S2.根据获取的电网基本参数，对多个目标条件分别建立对应的目标函数f_j(P_ac,P_dc)；

S3.根据各目标函数，建立多目标优化函数minF(P_ac,P_dc)；

S4.根据模糊理论，给每个目标函数指定一个隶属度函数μ_j(f_j(u))；

S5.根据隶属度函数，将多目标优化函数转化为基于模糊算法的求解式minF^*(P_ac,P_dc)；

S6.根据minF^*(P_ac,P_dc)求解得到多目标优化值P_dc.opt；

上述步骤中j表示第j个目标条件。

步骤S2对多个目标条件分别建立对应的目标函数f_j(P_ac,P_dc)，具体为：

1）输电损耗的目标函数