[发明专利]一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法

权利要求书

1.一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：输入网络原始参数，包括系统支路参数、各节点负荷、补偿装置参数上下限；

输入算法相关参数，包括种群大小、最大迭代次数、变异系数上下限、交叉系数上下限；

步骤2：构建以可用输电能力最大、电压偏差和电压稳定性最小为目标函数的UPFC多目标优化配置模型；

步骤3：建立满足系统稳定运行的约束条件，包括等式约束、不等式约束，其中，等式约束为系统的潮流方程，不等式约束包括控制变量约束和状态变量约束；

步骤4：采用自适应罚函数处理状态变量约束；

步骤5：基于改进的NSGA-III算法，对UPFC多目标优化配置模型进行求解。

2.根据权利要求1所述一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，其特征在于：所述步骤2中，电压偏差以所有支路中电压偏移之和表示，电压稳定性以L指标反映系统的电压稳定情况，目标函数具体为：

用输电能力：

电压偏差：

L指标：

式(1)、式(2)、式(3)中，f₁为系统可用输电能力，即区域间的ATC，λ_Li表示第i个负荷的增长比例；P_Li表示第i个负荷节点的有功负荷；N_PQ为受电区域PQ节点个数；P₀表示基态潮流情况下的有功负荷；

f₂为总电压偏差；U_i为线路末端处实际电压，U_N为线路末端处的额定电压；

f₃为L指标；L_j表示第j个负荷节点的L指标，取所有负荷节点L指标的最大值来评价整个系统的L指标；n_G表示系统中发电机节点个数；α_L、α_G表示系统中所有负荷节点、发电机节点的集合；U_i表示第i个发电机节点电压，U_j为第j个负荷节点电压；F_ji为负荷参与因子矩阵F的第j行第i列元素；

负荷参与因子矩阵的具体计算表达式如下：

式(4)中，Y_LL和Y_LG为节点导纳矩阵的子阵，Y_LL^-1表示Y_LL的逆矩阵；

Y_LL和Y_LG可由下式求得：

式(5)表示将系统节点分为发电机节点和负荷节点这两组后，对其列写的节点电压方程，其中，U^G、I^G表示所有电机节点的电压、电流形成的列向量；U^L、I^L表示所有负荷节点的电压、电流形成的列向量；Y_LL、Y_GG表示所有负荷节点、发电机节点形成的节点导纳矩阵；Y_LG、Y_GL表示负荷节点与发电机节、发电机节点与负荷节点形成的节点导纳矩阵。

3.根据权利要求1所述一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，其特征在于：所述步骤3中，根据系统的运行特性，状态变量约束包括发电机节点电压、发电机有功出力约束、节点电压约束、变压器档位约束及UPFC的控制变量。