[发明专利]一种以注入功率为变量的IPFC模型及其潮流计算方法

权利要求书

1.一种以注入功率为变量的IPFC模型,其特征在于，IPFC模型以注入功率为变量等效IPFC对受控线路的影响而建立，将节点i的注入功率再细分为两部分，主控变流器和辅控变流器对节点i的注入有功功率P_ijt1、P_ijt2和注入无功功率Q_ijt1、Q_ijt2分别为：

将方程式(A₁)与IPFC对主控线路附加节点的注入功率进行等价变形，得到：

将方程式(A₂)与IPFC对辅控线路附加节点的注入功率进行类似变换，得到：

IPFC遵循有功守恒，以注入功率为变量的IPFC模型为：

方程式(A₅)中的第二个和第四个公式的左边变量V_seim、V_sein、θ_seim、θ_sein，在求得IPFC注入功率变量之后，根据式方程式(A₅)中的第二个和第四个公式推得V_seim、V_sein、θ_seim、θ_sein的值；

将方程式(A₅)中的第一个和第三个公式的实部和虚部都取为0，得到：

方程式中，θ_im、θ_in为θ_i与θ_m和θ_n的差值；

将方程式(A₆)中的注入功率P_ijt1,2,Q_ijt1,2,P_mjt、Q_mjt、P_njt、Q_njt看作变量，从而等效替代IPFC控制变量V_se、θ_se对潮流的作用；通过调节注入功率，同等地实现IPFC的控制效果；

所述V_i、θ_i分别为IPFC公共节点的节点电压幅值和相角，V_seim∠θ_seim、V_sein∠θ_sein分别为主控变流器和辅控变流器的输出电压，X_seim、X_sein分别为主控线路和辅控线路的耦合变压器电抗；

所述P_mjt、Q_mjt、V_m、θ_m分别为IPFC主控线路附加节点的注入有功功率、无功注入功率、节点电压幅值、节点电压相角；

所述P_njt、Q_njt、V_n、θ_n分别为IPFC辅控线路附加节点的注入有功功率、无功注入功率、节点电压幅值、节点电压相角。

2.根据权利要求1所述的一种以注入功率为变量的IPFC模型的潮流计算方法,其特征在于，潮流计算方法以IPFC的注入功率作为潮流计算过程中IPFC的状态变量；构建以线路功率为控制目标的IPFC潮流计算迭代更新方程，根据每次迭代的控制目标差值与系统状态量，对IPFC的注入功率进行逐步更新直至收敛；

潮流计算方法包括以下步骤：

S1：载入算例；

S2：数据初始化，并令k＝0，k为迭代次数；

S3：设定IPFC主控线路控制目标P_mjref与Q_mjref、辅控线路控制目标P_nkref；

S4：代入IPFC注入功率，采用牛顿拉弗逊法潮流计算，令k＝k+1，获取潮流不平衡量矩阵ΔP、ΔQ和系统状态量V_i^(k)、θ_i^(k)、V_m^(k)、θ_m^(k)、V_n^(k)、θ_n^(k)；

S5：迭代更新得到P_mjt^(k+1)、Q_mjt^(k+1)、P_njt^(k+1)；

考虑附加节点的功率关系，建立方程如下所示：

同时公共节点与附加节点间的功率满足：

基于方程式(A₇)-(A₁₀)，P_mjt、Q_mjt、P_njt的迭代更新值为：

S6：迭代更新得到P_ijt1^(k+1)、Q_ijt1^(k+1)；

当P_mjt、Q_mjt、P_njt给定时，根据方程式(A₆)中的第一个和第二个公式求出P_ijt1、Q_ijt1，得出：

从而P_ijt1、Q_ijt1的迭代更新值为：

S7：迭代更新得到P_ijt2^(k+1)；

根据方程式(A₆)中的第五个公式，P_ijt2满足如下关系：

P_ijt2＝-P_mjt-P_njt-P_ijt1 (A₁₄)

从而P_ijt2的迭代更新值为：

P_ijt2^(k+1)＝-P_mjt^(k+1)-P_njt^(k+1)-P_ijt1^(k+1) (A₁₅)

S8：迭代更新得到Q_ijt2^(k+1)、Q_nij^(k+1)；

根据方程式(A₆)中的第三个和第四个公式，求得Q_ijt2、Q_njt如下所示：

从而Q_ijt2、Q_njt的迭代更新值为：

S9：通过以下公式判断是否满足收敛精度ε，若不满足则回到S4；若满足则执行S10；

S10：根据式(A₅)中的第二个和第四个公式求取V_seim、V_sein、θ_seim、θ_sein，的值；

所述P_im、Q_im、P_in分别为公共节点与主控线路附加节点间的有功功率、无功功率、公共节点与辅控线路附加节点间的有功；

所述P_mj、Q_mj、P_nk为主控线路的有功功率、无功功率、辅控线路的有功功率；

所述P_mjref、Q_mjref、P_nkref分别为主控线路有功、无功、辅控线路有功的目标值。