[发明专利]一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法

说明书

一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，包括以下步骤：输入网络原始参数、算法相关参数；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；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；采用自适应罚函数处理状态变量约束；基于改进的NSGA‑III算法，对UPFC多目标优化配置模型进行求解。本发明一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，该方法以可用输电能力最大、电压偏差和L指标最小来对UPFC选址及容量进行优化，采用改进的NSGA‑III算法对模型进行求解，得到最优的配置方案。

技术领域

本发明涉及电力系统优化配置技术领域，具体涉及一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法。

背景技术

随着现代电力系统的不断扩大和对系统传输容量需求的提升，如何在不改变输电网络现有结构的条件下增加电力系统的可用输电能力及提高电压稳定性具有重大意义。柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission System,FACTS)的出现成为了解决该问题的有效措施。FACTS装置以高压、大功率的电力电子设备为基础，通过灵活快速的控制技术能够有效地改变输电线路的潮流分布，减小长距离输电带来的线路损耗，提高电力系统的传输容量和电压质量，从而提高电力系统运行的稳定性和经济效益。

自FACTS技术提出以来，出现了许多不同的FACTS设备，其中，统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)能够调节线路电压和相位，兼具改善潮流分布和无功补偿的功能，具有广阔的应用前景。若UPFC设备安装位置及容量配置不当，会导致输电能力和电压稳定性下降，设备的投资成本较高等问题。因此，对UPFC设备进行优化配置已成为实际工程中亟待解决的问题。

发明内容

为提高电力系统的运行经济性和稳定性，本发明提供一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，该方法以可用输电能力最大、电压偏差和L指标最小来对UPFC选址及容量进行优化，采用改进的NSGA-III算法对模型进行求解，得到最优的配置方案。

本发明采取的技术方案为：

一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，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。

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。