[发明专利]一种含VSC-HVDC交直流系统最大输电能力计算方法

说明书

本发明公开了属于电力系统调度自动化领域的一种含VSC‑HVDC交直流系统的最大输电能力计算方法，包括提供基于多状态最优潮流的含VSC‑HVDC交直流系统最大输电能力计算模型；提供含VSC‑HVDC交直流系统N‑1故障筛选方法；N‑1故障筛选，并利用COUENNE非线性混合整数优化模型求解器对最大输电能力计算模型进行求解。本发明能够充分考虑N‑1安全约束及故障后VSC‑HVDC控制约束，有效解决含VSC‑HVDC交直流系统最大输电能力计算问题及VSC‑HVDC最优参数整定问题，具有良好的工程应用前景。

技术领域

本发明属于电力系统调度自动化领域。特别涉及一种含VSC-HVDC(基于电压源换流器的高压直流输电系统)交直流系统最大输电能力计算方法。

背景技术

随着电网规模的扩大和用电需求的增加，互联系统的输电能力问题越来越受到人们的关注。特别是随着高压直流输电技术的发展，系统模型及控制方式变得更加复杂，相应输电能力的计算也变得更为困难。最大输电能力(TTC)是指在满足系统安全可靠运行的前提下，系统输电断面或者互联输电网所能传输的最大功率。与最大输电能力类似，可用输电能力(ATC)是指在现有输电合同的基础上，TTC中富余的、可用于商业使用的传输容量。而TTC的计算是讨论系统输电能力问题的基础。

目前对TTC或ATC的计算方法主要有连续潮流法(CPF)、重复潮流法(RPF)、最优潮流法(OPF)、蒙特卡洛仿真法等。对于含VSC-HVDC交直流系统的TTC计算，必须考虑VSC控制方式和参数整定值对系统TTC的影响，计算TTC的同时必须能够给出相应的最优VSC控制方式和参数整定值，基于RPF及CPF的TTC计算方法显然无法解决这一问题，而OPF基于优化理论，在计算系统TTC的同时，能够给出系统中装置控制变量的相应最优值，非常适合含VSC-HVDC交直流系统的TTC计算。但如何基于最优潮流模型，在准确计及N-1安全约束及N-1故障后VSC-HVDC的控制约束的前提下，计算系统TTC及确定VSC-HVDC的最优控制方式和参数整定值，仍是一个有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的提出一种含VSC-HVDC交直流系统最大输电能力计算方法，其特征在于，该计算方法包括步骤：

步骤A.提供基于多状态最优潮流的含VSC-HVDC交直流系统最大输电能力计算模型；

步骤B.提供含VSC-HVDC的交直流系统N-1故障筛选方法；

步骤C.N-1故障筛选，利用COUENNE(一种非线性混合整数规划模型的求解器)求解器对最大输电能力计算模型进行求解。其中N-1故障包括系统所有变压器支路和交流线路的开断故障。

所述基于多状态最优潮流的含VSC-HVDC交直流系统最大输电能力计算模型为：

s∈Ξ，

式中：F表示系统输电能力计算函数；Ξ表示系统运行状态集，包括系统正常运行状态及N-1故障运行状态；N表示系统的节点集；x^s表示运行状态s下的状态变量；表示运行状态s下的可变控制变量；u₂表示多种运行状态下的不变控制变量；

分别为不同运行状态下的等式约束和不等式约束，g^s、分别表示不同运行状态下不等式约束的下限和上限。

所述含VSC-HVDC的交直流系统N-1故障筛选方法包括：

(1)基于故障对静态电压稳定性影响的故障筛选：

求解方程得到Δx/Δμ与ΔλΔμ，