[发明专利]一种计及单一TCSC等效电抗参数的有功静态安全域构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计及单一TCSC等效电抗参数的有功静态安全域构建方法。

背景技术

随着新能源发电装置的不断接入，智能电网呈现出电源出力随机、负荷水平不确定等特点，潮流分布复杂多变。作为安全域方法学的重要组成部分，静态安全域有效适用于上述背景下的电力系统实时在线安全监视、预防控制。

静态安全域传统上为在给定的网络结构下保证电力系统安全稳定运行的注入功率的集合。对于输电网较为关心的有功静态安全域，目前研究重点考虑包括支路潮流约束与发电机节点的有功出力约束。有文献基于直流潮流模型，利用节点有功注入与支路(相角差)有功潮流间的线性关系，推得有功静态安全域可以近似表示有节点注入有功功率参数空间上超平面围成凸超多面体。但现有方法较少计及电网结构参数变化的影响。

可控串联补偿器(Thyristor Controlled Series Compensation,TCSC)，作为一种较成熟的FACTS装置，可通过控制改变其等效电抗、对输电线路进行串联补偿，是进行潮流调整的有效手段之一。随着TCSC等效电抗参数变化，将改变系统节点导纳矩阵、进而不可避免地改变系统的潮流分布特性，并导致系统有功静态安全域变化。

为构建计及TCSC等效电抗参数的有功静态安全域，本发明通过将TCSC通过改变网络结构参数影响潮流分布、转化为通过修正节点注入功率来分析，并创造性地推导了由单一TCSC等效电抗参数和节点注入功率综合表达的有功静态安全域的显示表达式。

发明内容

一种计及单一TCSC等效电抗参数的有功静态安全域构建方法，其特征在于:

本发明通过将TCSC通过改变网络结构参数影响潮流分布、转化为通过修正节点注入功率来分析，并创造性地推导了由单一TCSC等效电抗参数和节点注入功率综合表达的有功静态安全域的显示表达式；可避免传统方法需遍历TCSC等效阻抗值、逐一生成一系列有功静态安全域，效率较低的问题。

本发明结合工程实际，可适应于智能电网背景下在线静态安全评估的需要。

本发明的技术方案如下：

一种计及单一TCSC等效电抗参数的有功静态安全域构建方法，其特征在于，包括：

步骤1，基于替代定理与直流潮流模型，TCSC支路可以被等效断开并将流经TCSC的有功功率等效为TCSC两端点的注入功率静增量。

具体地，对于某一系统，假设TCSC(其等效阻抗为X_TCSC)的两端点分别为l、h，则经TCSC支路从节点l流出、及注入节点h的有功功率均为：

式中，V_l、V_h分别为节点l、h的电压幅值、直流潮流模型下均取标幺值1；θ_lh为节点l、h间的相角差。

由替代定理，可将上述TCSC支路l—h断开并将其等效为：

(1)节点l上有功注入净增量：

(2)节点h上有功注入净增量：

则基于上述等效处理后，原TCSC支路l—h被断开，两端点的注入有功功率被修正为：

式中，P_l0、P_h0分别为节点l、h的初始有功注入功率。

步骤2，对于TCSC支路断开以后的系统，系统网架参数恢复为常数，则节点导纳矩阵Y及其虚部B以及B的逆矩阵X＝B^-1均便于求得。根据直流潮流方程，可得支路i—j的有功静态安全域为：