[发明专利]一种基于断面负载均衡度的UPFC系统级控制方法

说明书

本发明公开了一种基于断面负载均衡度的UPFC系统级控制方法。以断面中各个线路负载率的平方差来表征断面负载均衡度。通过本方法，可针对UPFC应用于重要输电断面的场景，给出UPFC有功功率控制的目标值的计算方法，并提出三永N‑1故障和稳态运行两种工况下的控制方法。该方法为评估UPFC的潮流控制效果、研究UPFC对断面潮流分布的优化作用提供了可量化的指标，可为UPFC工程接入的电网规划、运行等方面提供参考。

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种基于断面负载均衡度的UPFC系统级控制方法。

背景技术

我国能源资源分布不均，能源资源与用电需求呈逆向分布，随着大煤电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，以及大规模电力远距离输送工程的陆续推进，我国西部地区电力外送中心、东部地区负荷中心分别呈现大规模送出、大规模受入的特点。

目前，部分省间联络断面存在通道潮流分布不均的问题，断面输电能力受限于重载通道热稳极限，导致断面输电能力受限，

受能源资源、用电需求分布的影响及制约，我国部分省间联络断面和省内输电断面存在功率交换较大的情况。电源和负荷自然分布不均匀、不同通道的线路参数不协调等原因，均可导致重要的输电断面潮流分布不均衡，不仅断面输送容量受限于重载线路热稳定水平，供电可靠性也存在隐患。

受省内电源、负荷中心分布的影响及制约，我国部分省级电网内部也存在输电断面功率交换较大的情况，包括地区间交流输电断面、直流落点近区受电断面等。由于电源和负荷自然分布不均匀、不同通道的线路参数不协调等原因，均可导致重要的省内断面潮流分布不均衡，进而制约该断面的输电能力。

由于建设用土地资源日渐稀缺，电网建设项目遇到的阻力越来越大，传统方案如新建线路和线路增容等措施适用性减弱，亟需采用新型技术手段予以破解。在重要输电断面通道上加装UPFC，可以起到均衡通道潮流的作用，进而提高断面的功率交换能力，综合利用效益显著。

目前，学术上对于UPFC的研究大多集中于建模分析和装置级控制策略两方面。工程经验仍不成熟，系统级控制策略尚待研究。关于UPFC潮流控制目标值的设定是其工程实用的难点之一。UPFC通常装设于重要断面的单回线或双回线，但构成输电断面的各个线路相互间灵敏度较大，应进行综合考虑。因此，制定一套可以工程实用的基于断面负载均衡度的UPFC系统级控制方法十分有必要。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种基于断面负载均衡度的UPFC系统级控制方法。用统计学中标准差表征断面负载均衡度，通过本方法，可针对UPFC应用于重要省间或者省内输电断面的情况，根据运行工况计算UPFC有功功率的控制值。在稳态运行或无线路过载的系统扰动时，UPFC通过潮流控制功能使断面潮流优化分布。断面支路发生三永N-1故障时，若UPFC所在线路过载，则降低自身功率；若其他线路过载，通过UPFC将功率转移至非过载线路。从而实现断面输电能力的改善和潮流分布的优化，同时提高电网的安全稳定性。

一种基于断面负载均衡度的UPFC系统级控制方法，包括以下步骤：

(1).搭建重要输电断面所在的电网网架的数据模型；

(2).将UPFC接入数据模型；

(3).确定UPFC所在断面的支路集合；

(4).判断系统运行方式，根据情况转至步骤(5)或(6)：

(5).若系统为稳态运行，则考虑断面全部支路；

(6).若UPFC断面发生N-1故障，则考虑除故障线路外全部支路；

(7).确定优化模型；

(8).求解得出有功潮流控制的目标值。