[发明专利]一种柔性直流输送功率优化方法及装置

说明书

本发明提供一种柔性直流输送功率优化方法，包括：在电力系统受到小扰动或单一故障时能够保持稳定的前提下，调整柔性直流输送功率，并确定柔性直流输送功率的范围；在所述柔性直流输送功率的输送范围内确定最优柔性直流输送功率。本发明提供的技术方案通过对柔性直流输送功率进行优化，使得供电分区潮流实现最优分布，提高了电网稳定性，分析、计算简单，适应性广泛。

技术领域

本发明涉及一种电力系统的模拟与计算领域的判定方法，具体涉及一种柔性直流输送功率优化方法及装置。

背景技术

基于电压源型换流器的高压直流输电技术(Voltage Source Converter basedHigh Voltage Direct Current Transmission，VSC-HVDC)概念的柔性直流输电技术最早于1990年由加拿大McGill大学Boon-Teck等学者提出。该直流输电技术通过控制电压源换流器中全控型电力电子器件的开通和关断，来改变输出电压的相角和幅值，实现对交流侧有功功率和无功功率的控制，达到功率输送和稳定电网等目的。作为新一代直流输电技术的柔性直流输电在结构上与高压直流输电类似，仍是由换流站和通常为直流电缆的直流输电线路构成。

用柔性直流输电(VSC-HVDC)系统向城市中心供电，不仅可以快速控制有功和无功功率，解决电压的闪变问题，改善供电的电能质量；还能提供系统阻尼，提高电网的稳定性，在电网崩溃后实现“黑启动”；同时由于柔性直流输电 (VSC-HVDC)系统采用挤压聚乙烯直流电缆，长年深埋地下，无电磁场，无油污污染等问题，勿需城市提供输电走廊，不会破坏城市景观。所以对正处于城市化进程的我国来说，推进柔性直流输电技术在城市输配网中的应用，具有明显的经济和社会效益。

在社会发展的同时,电力系统规模不断变大,对电力系统稳定性的要求也越来越高，对电力系统的优化也越来越受到重视。利用柔性直流输电技术将不同分区联网后，提高了安排的灵活度，但同时需要进一步调整功率分配，以保持柔性直流输电系统的稳定运行。柔性直流输送功率的调整，能使各分区主变负载率达到最优值，大幅减轻主变负载率过高和部分线路潮流较重的问题，精确控制各分区的潮流稳态值。而柔性直流输送功率的调整直接影响直流输电系统，甚至整个电网的稳定性。

为此需要就柔性直流输送功率的调整提供一种柔性直流输送功率优化方法，调整柔性直流输送功率，使主变负载率和电网潮流分布达到最优。

最优潮流的传统算法主要有：线性规划法和二次规划法。

线性规划法将非线性规划的目标函数和约束条件在初始点通过泰勒级数展开并忽略高次项进行线性化处理。它数学模型比较简单直观，物理概念清楚，计算速度快，但是由于模型的线性近似处理使结果有较大误差且系统规模增大，计算时间呈指数上升。

二次规划法是将目标函数用二次模型表示，而约束条件采用线性化处理。与线性规划相比，精确度更高；与非线性规划相比，形式比较简单，可近似反应电力系统的物理特性，且海森矩阵是常数矩阵，节约内存，主要在无功优化、经济调度等方面应用。但是随着变量与约束条件数目增加，计算时间急剧延长，且有可能造成不收敛。因此，不适于在大型系统中应用。

发明内容

本发明针对大规模电力系统中网络拓扑结构复杂性，提出的采用多点直流电压控制方式，具有在多个换流站共同维持直流电压稳定的特点，通过调节柔性直流输出功率，使供电分区潮流实现最优分布，从而大幅提高电网稳定性。本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种柔性直流输送功率优化方法，包括：

在电力系统受到小扰动或单一故障时能够保持稳定的前提下，调整柔性直流输送功率，并确定柔性直流输送功率的范围；

在所述柔性直流输送功率的输送范围内确定最优柔性直流输送功率。

进一步地，电力系统在受到小扰动或单一故障时能够保持稳定，包括：

确定电力系统各分区的参数；