[发明专利]一种基于柔性直流输电技术的电网潮流在线优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，特别是涉及一种基于柔性直流输电技术的电网潮流在线优化控制方法。

背景技术

柔性直流输电技术可独立控制有功和无功功率，具有可控性好、运行方式灵活的特点，使其在城市电网互联、新能源并网以及无源负荷供电等领域有着极其广泛的应用前景。电网潮流优化控制是电力系统以满足各种安全性约束的条件，使总的运行费用最少的优化控制方法，其目的在于综合电网运行的安全性和经济性。将柔性直流输电技术应用于电网潮流优化控制，可为电网调度运行提供灵活、高效的控制手段。

目前国内投运有上海南汇、广东南澳、浙江舟山和福建厦门四个柔性直流输电工程。除福建厦门柔性直流输电工程采用真双极接线、并应用于省级电网外，其余柔性直流输电工程均采用伪双极接线，主要应用于新能源送出或者城市配网等。目前尚无基于真双极接线柔性直流输电技术的省级电网潮流在线优化控制方法的相关报道。

采用伪双极接线柔直输电系统的运行特性与采用真双极接线的柔直输电特性有着本质区别。伪双极接线的柔直系统一极停运时，直流系统无法再输送功率。真双极系统接线如图1所示。其中：两侧换流站之间由两回直流线和一回回流线形成回路，当一极停运时，另一回直流线同回流线形成回路，可继续输送50％的额定功率。

2015年12月建成投运的福建厦门柔性直流输电工程直流额定电压±320kV，输送容量1000MVA，是世界上首个采用真双极接线的柔性直流工程，电压等级和输送容量均达到国际之最。目前厦门柔性直流输电系统已并入福建省高压主干网络。研究一种基于真双极柔性直流输电技术的省级电网潮流在线优化控制方法具有很大的工程意义和实用价值。

本方法依托福建厦门柔性直流输电工程，为在省级电网运行控制中为充分发挥柔直技术优点，需要解决的技术问题有：柔性直流输电系统与交流电网形成环网运行。由于环网中不同输电通道潮流具有非同向性特点，调节柔直系统有功功率在减轻某些通道负载的同时，势必会加重其他通道负载，需要从均衡全网负载的角度对柔直系统有功功率进行优化控制；利用柔直系统无功控制能力有利于电网电压控制和降低网损，但柔直系统无功调节能力受有功功率、换流变档位、调制比等因素制约。因此，需根据柔性直流输电工程运行特点，以及柔性直流输电通道与电网中其他输电通道潮流相互耦合关系，实现可兼顾降低电网总体损耗和均衡主要通道负载率的综合优化目标。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于柔性直流输电技术的电网潮流在线优化控制方法，用以提高电网运行经济性和安全性。

本发明采用以下方案实现：一种基于柔性直流输电技术的电网潮流在线优化控制方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：定时从EMS系统获取电网实时运行信息以及柔直系统的运行信息，所述电网实时运行信息主要包括接线方式、节点负荷以及机组出力等，所述柔直系统的运行信息主要包括控制模式、换流变档位以及设备状态；

步骤S2：根据获取的电网运行方式，调整柔直系统有功，根据N-1原则进行含柔直系统的电网静态安全分析，求取满足交流系统以及柔直系统安全性约束条件的柔直系统有功功率区间；

步骤S3：根据柔直系统不同档位下的PQ功率圆、换流变档位以及调制比约束条件，以及柔直系统有功功率的优化区间，得到柔直系统无功功率优化区间；

步骤S4：在柔直系统有功、无功优化区间内，求取满足节点电压裕度及系统总体损耗最小的柔直有功功率和无功功率的最优值；通过EMS系统与柔直系统功率交换接口将最优有功和无功值下达给柔直系统，实现对柔直功率现场控制。

进一步地，所述步骤S2中，交流系统中每个节点应满足功率平衡约束：

各个节点的电压满足控制要求：

各个断面的潮流不超过断面限额：

各条线路的潮流不超过其长期允许载流量：

其中，i、j属于环网中各母线节点集合；k属于电网各个控制断面集合；上标^-和下标_-分别表示上下限；

柔性直流输电系统主要变量有：

T_tap∈[-8,-7,…,+8]