[发明专利]一种含UPFC电力系统经济性和静态安全性综合优化方法

摘要

本发明公开一种含UPFC电力系统经济性和静态安全性综合优化方法。由于系统安全性优先于系统运行经济性，本发明中的优化过程被分为内外两层，外层以系统运行费用为目标函数，内层为系统静态安全指标为目标函数，通过增加惩罚项的形式连接内外目标函数。本发明考虑了系统N‑1静态安全约束，由于UPFC具有多种潮流控制模式，且不同的控制模式在系统发生安全故障时具有不同的响应，因此本发明将UPFC控制模式的选择贯穿在整个优化过程中。采用粒子群算法进行求解，对每一代个体计算UPFC不同控制模式下的内层目标函数值，选择出UPFC最优控制参数和控制模式，计算结果表明本方法能够明显提高系统运行经济性和静态安全性。

主权项

一种含UPFC电力系统经济性和静态安全性综合优化方法，包括如下步骤，其特征在于：(1)读取系统网络数据、发电机出力和负荷大小相关数据；(2)设置种群大小、最大迭代次数以及粒子速度最大值相关PSO算法基本信息，初始化各个粒子的位置和速度，这里粒子的位置信息包括传统控制参数以及UPFC三个控制变量，即[Vgen1,…Vgen5,Pgen1,…Pgen5,T1,…T4,C1,C2,Vse,θse,Vk]；(3)计算各个粒子对应运行方式下的系统潮流，计算系统运行费用即外层目标函数值以及UPFC各个控制模式下的控制目标，并记录是否存在过载情况；(4)对不存在过载情况的粒子，通过灵敏度分析法，对各个线路断线后的潮流进行计算，然后进一步计算评价指标PI，对故障进行排序。(5)按照预想故障集中的排序进行N‑1静态安全校验。分别计算在四种控制模式下N‑1故障后的内层目标函数值，直到在某个故障后系统不再出现线路过载现象，取已经计算过的各个故障下目标函数的最大值来比较各个控制模式的优劣；(6)按照系统安全性优先于经济性的原则对粒子进行评价，包括粒子自身和粒子之间的比较。首先比较粒子在正常状态下是否出现过载，其次比较在N‑1之后系统的过载情况，再次对系统潮流分布的均衡度进行比较，最后对粒子的经济性指标进行比较，根据以上比较的结果，更新每个粒子的个体最优pbest数据，并将pbest中的最优解替换全局最优gbest里原有的数据，pbest和gbest中包括传统控制变量、UPFC控制参数及其控制模式；(7)通过粒子群算法更新每一个粒子的位置和速度向量；(8)校验是否达到最大迭代次数，若未达到最大迭代次数，转到步骤(5)，否则转到步骤(9)；(9)输出最终UPFC控制参数和控制模式的优化结果。