[发明专利]基于配电网N-1安全评估的柔性互联装置容量配置优化方法

说明书

本发明提供一种基于配电网N‑1安全评估的柔性互联装置容量配置优化方法，分别构建配电网的最小失电负荷和最小联络线开关动作次数目标函数；根据最小失电负荷目标函数确定N‑1安全评估预想事故集；确定配电网一般约束和配电网运行约束；求解最小失电负荷和最小联络线开关动作次数的目标函数；进一步确定优化后的柔性互联装置的换流器容量。本发明可计算得到不同支路故障后柔性直流装置换流器的优化功率，使得配电网的失电负荷和支路联络线开关动作次数尽可能的小，进而降低在发生N‑1故障后配电网的失电负荷，并提供无功支撑，减小配电网支路的无功传输，从而达到提高配电网运行可靠性和供电安全的效果。

技术领域

本发明涉及电网优化运行技术领域，尤其涉及一种基于配电网N-1安全评估的柔性互联装置容量配置优化方法。

背景技术

柔性互联配电网是通过增加柔性直流装置实现不同分区/馈线的互联，可以解决传统配电网因为开环运行而无法实现紧急功率支援的问题。

目前，针对柔性互联装置容量配置优化策略主要集中在静态安全分析、最大供电能力分析和柔性直流装置的容量配置和运行优化等方面。主要有：研究柔性互联装置容量与最大无功输出的分段线性关系，来确定容量配置；根据电网静态安全性和暂态电压稳定性，研究柔性互联配电网的最大供电能力模型；研究电网供电能力分析模型，实现供电能力的最大化同时优化柔性互联装置的容量配置；以电压波动和网损最小的目标函数，研究多柔性互联装置的运行特性约束，优化容量配置。

现有方案对柔性互联装置容量配置优化策略主要从系统安全运行的某一方面单独考虑，并未从多个角度研究其容量配置优化。交直流柔性配电网运行时，其交直流潮流平衡约束、支路安全电流/功率约束、节点电压约束和设备运行特性等约束都需要满足，另外也要满足配电网N-1可靠性运行要求，尽可能的降低因故障损失的负荷。如果仅以某方面的约束单独考虑容量配置，并不能反映系统的实际运行，也不能达到容量配置最优的目的。

发明内容

针对现有方案存在的缺陷，本发明提出一种基于配电网N-1安全评估的柔性互联装置容量配置优化策略，对柔性互联配电网的柔性直流装置换流器进行运行功率的优化，建立了以最小配电网失电负荷和最小支路联络开关动作次数的目标函数，同时考虑柔性互联配电网交直流潮流平衡约束、支路安全电流/功率约束、节点电压约束和设备运行特性等约束，根据建立的预想故障集对支路N-1故障扫描，得到柔性互联装置在各支路故障下的优化功率，进而优化换流器的容量配置。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于配电网N-1安全评估的柔性互联装置容量配置优化方法，其特征在于，包括：

分别构建配电网的最小失电负荷和最小联络线开关动作次数目标函数；

根据配电网确定N-1安全评估预想事故集；

确定配电网稳态约束和配电网运行约束；

求解运行约束和稳态约束下的最小失电负荷和最小联络线开关动作次数的目标函数；

根据求解的最小失电负荷和最小联络线开关动作次数的目标函数，确定优化后的柔性互联装置的换流器容量。

进一步的，所述最小失电负荷目标函数如下：

其中k(i)表征交流节点i与配电网的拓扑连接关系，k(i)＝1则故障隔离且恢复后交流节点i与配电网存在闭合连接支路，k(i)＝0则无闭合连接支路；N_all为配电网的交流节点总数；P_d(i)为交流节点i的负荷有功；S_d(i)表示交流节点i负荷转供时因支路过载被切除的负荷比例。

进一步的，所述最小支路联络线开关动作次数目标函数如下：