[发明专利]一种用于UPFC的选址和容量配置方法

摘要

本发明公开了一种用于UPFC的选址和容量配置方法，建立了暂态稳定约束的UPFC选址和容量配置模型，以差分进化算法为框架，对UPFC的安装位置和容量进行优化，采用中心校正内点法对每个差分进化个体进行连续变量的优化和适应度评估，由于差分进化算法操作简单、搜索能力强、调节参数少适用于混合优化和内点法收敛性好、鲁棒性强的优点，所提的混合算法较好地解决了UPFC选址和容量配置的问题，高效方便，具有良好的应用前景。

主权项

一种用于UPFC的选址和容量配置方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤(1)，将UPFC装置接入到电网，根据UPFC装置的稳态模型，建立含UPFC装置的电力系统最优配置模型，如公式(1)所示，其中，Pg、QR分别为发电机所发有功功率和无功功率，θ、V分别为节点电压相角和幅值，kc、分别为UPFC装置内可控电压源的幅值控制参数、相角控制参数，Qsh为UPFC装置的无功控制参数；f(x)为目标函数，表示发电机费用，Pgi是第i个发电机发出的有功功率，a2i、a1i、a0i为耗量特性曲线参数，a0、a1、a2为UPFC装置的投资费用常系数，S为UPFC装置的容量，τ为现值转等年值系数，rp为电力投资回收率，ny为UPFC经济使用年限；min.f(x)为最小的目标函数；h(x)为等式约束条件，为交流系统的功率平衡方程，等式约束个数为m；g(x)为不等式约束条件，包含交流系统的电压幅值、相角，线路传输功率约束，UPFC装置的可控电压源幅值参数、相角控制参数，不等式约束个数为r，g为不等式约束条件的下限，为不等式约束条件的上限；步骤(2)，获取电力系统的网络参数，包括母线编号、名称、负有功、负荷无功、补偿电容、输电线路的支路号、首端节点和末端节点编号、串联电阻、串联电抗、并联电导、并联电纳、变压器变比和阻抗、发电机有功出力、无功上下限、经济参数；步骤(3)，设定差分进化算法的种群大小Np、最大迭代次数Kmax、缩放因子F和交叉概率CR，待优化离散变量为UPFC装置的安装位置UPFC装置的容量初始化DE种群，其中迭代次数kiter＝0；步骤(4)，通过中心校正内点法对连续变量进行优化，得到目标函数的最优值并作为DE个体的适应值进行评估；步骤(5)，对DE种群进行变异和交叉操作，得到试验种群的UPFC装置的安装位置UPFC容量步骤(6)，重复步骤(4)，通过中心校正内点法对试验种群的连续变量进行优化，得到最优运行点；步骤(7)，对选定的故障进行含UPFC装置的暂态时域仿真，每一步长时刻判断电力系统的稳定性，并存储每一步长时刻的变量值，若电力系统失稳，则进行步骤(8)；若电力系统稳定，则判断仿真时间是否达到，若达到，则进行转移功率计算，将所得的目标函数最优值作为DE个体的适应值进行评估，并转到步骤(10)；步骤(8)，根据步骤(7)得到的每一步长时刻的变量值，计算每一时步的轨迹灵敏度，直到故障失稳时刻；步骤(9)，根据步骤(8)，得到故障失稳时刻的最领先发电机和最落后发电机的转子角度，以及相对最领先发电机的有功输出的灵敏度，并求得最领先发电机和最落后发电机之间的转移功率，并修改步骤(1)电力系统最优配置模型中不等式约束条件中的发电机有功出力的上、下限，返回步骤(7)；步骤(10)，对原种群和试验种群的适应值进行选择，选取得到新一代种群，并更新目标函数最优值步骤(11)，判断迭代次数是否大于Kmax，若大于，则退出并输出计算不收敛的结果，若不大于，则置迭代次数kiter值加1，返回步骤(5)。