[发明专利]一种用于UPFC的选址和容量配置方法

说明书

技术领域

本发明电力系统运行和控制技术领域，具体涉及一种用于UPFC的选址和容量配置方法。

背景技术

随着电网建设的发展，各区域电网之间联系越来越紧密，在当前电网网络结构下，区域电网之间安全地进行电力交易比较困难。灵活交流输电系统(flexible ac transmission systems，FACTS)是近年来出现的一项新技术，应用电力电子技术的最新发展成就以及现代控制技术实现对交流输电系统参数以至网络结构的灵活快速控制，一起实现输送功率的合理分配，降低功率损耗和发电成本，大幅度提高系统稳定性、可靠性。

统一潮流控制器(unified power flow conortller，UPFC)是FACTS家族中最复杂也是最有吸引力的一种补偿器，它综合了许多FACTS器件的灵活控制手段，被认为是最有创造性的，是功能强大的FACTS元件。

目前，如何合理配置UPFC是提高输电系统稳定性的重点之一，当前还没有配置UPFC高效、合理的方法，解决了UPFC的选址和容量配置的问题。

发明内容

本发明是为了克服现有的没有配置UPFC高效、合理的方法，解决了UPFC的选址和容量配置的问题。本发明的用于UPFC的选址和容量配置方法，采用对UPFC装置的安装位置和容量进行优化，采用中心校正内点法对每个差分进化个体进行连续变量的优化和适应度评估，配置UPFC高效、合理，具有良好的应用前景。

为了达到上述的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于UPFC的选址和容量配置方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(1)，将UPFC装置接入到电网，根据UPFC装置的稳态模型，建立含UPFC装置的电力系统最优配置模型，如公式(1)所示，

优化对象 min.f(x)

约束条件 h(x)＝0 (1)

其中，P_g、Q_R分别为发电机所发有功功率和无功功率，θ、V分别为节点电压相角和幅值，k_c、分别为UPFC装置内可控电压源的幅值控制参数、相角控制参数，Q_sh为UPFC装置的无功控制参数；f(x)为目标函数，表示发电机费用，P_gi是第i个发电机发出的有功功率，a_2i、a_1i、a_0i为耗量特性曲线参数，a₀、a₁、a₂为UPFC装置的投资费用常系数，S为UPFC装置的容量，τ为现值转等年值系数，r_p为电力投资回收率，n_y为UPFC经济使用年限；min.f(x)为最小的目标函数；h(x)为等式约束条件，为交流系统的功率平衡方程，等式约束个数为m；g(x)为不等式约束条件，包含交流系统的电压幅值、相角，线路传输功率约束，UPFC装置的可控电压源幅值参数、相角控制参数，不等式约束个数为r，g为不等式约束条件的下限，为不等式约束条件的上限；

步骤(2)，获取电力系统的网络参数，包括母线编号、名称、负有功、负荷无功、补偿电容、输电线路的支路号、首端节点和末端节点编号、串联电阻、串联电抗、并联电导、并联电纳、变压器变比和阻抗、发电机有功出力、无功上下限、经济参数；

步骤(3)，设定DE算法的种群大小N_p、最大迭代次数K_max、缩放因子F和交叉概率C_R，待优化离散变量为UPFC装置的安装位置UPFC装置的容量初始化DE种群，其中迭代次数k_iter＝0_；

步骤(4)，通过中心校正内点法对连续变量进行优化，得到目标函数的最优值并作为DE个体的适应值进行评估；

步骤(5)，对DE种群进行变异和交叉操作，得到试验种群的UPFC装置的安装位置UPFC容量

步骤(6)，重复步骤(4)，通过中心校正内点法对试验种群的连续变量进行优化，得到最优运行点；

步骤(7)，对选定的故障进行含UPFC装置的暂态时域仿真，每一步长时刻判断电力系统的稳定性，并存储每一步长时刻的变量值，若电力系统失稳，则进行步骤(8)；若电力系统稳定，则判断仿真时间是否达到，若达到，则进行转移功率计算，将所得的目标函数最优值作为DE个体的适应值进行评估，并转到步骤(10)；