[发明专利]一种含潮流控制设备的参考电网评价方法

权利要求书

1.一种含潮流控制设备的参考电网评价方法，其特征是，它包括以下步骤：

(1)给定现状电网参数，前瞻时间尺度内各时段负荷预测值，以及规划网络候选输电支路方案；

(2)对移相器和可控串联补偿装置的潮流控制方式进行建模；

(3)进行含潮流控制设备的参考电网优化模型的构建，优化模型以最小化年发电成本和年输电成本之和为目标并包括多个约束；

(4)对优化模型进行简化处理，如果系统中仅含移相器一种潮流控制设备，则由补偿法构建移相器注入形式的潮流模型，并根据系统支路电抗和节点支路关联关系，形成系统节点注入转移因子阵，进行优化模型变量缩减处理以提高计算效率；如果系统中含可控串联补偿装置，则将优化模型中的非线性约束进行处理，将其转换为线性规划模型，并采用线性规划法对优化模型进行求解，得到最终的输电线路容量值；

所述由补偿法构建移相器注入形式的潮流模型的方法为：

将输电支路传输容量约束中，负荷时段t支路l的传输有功功率的表达式和负荷时段t移相器控制的支路l的相角偏移量的表达式转换为移相器注入形式的潮流模型的表达式；

将预想事故情况下输电支路传输容量约束中，预想事故s下负荷时段t支路l的有功功率的表达式和预想事故s下负荷时段t移相器控制的支路l的相角偏移量的表达式转换为移相器注入形式的潮流模型的表达式；

所述将优化模型中的非线性约束进行处理，将其转换为线性规划模型的方法为：

将输电支路传输容量约束中，负荷时段t支路l的传输有功功率的表达式和为负荷时段t可控串联补偿装置控制的支路l的电纳变化比例系数的表达式转换为线性规划模块的表达式；

将预想事故情况下输电支路传输容量约束中，预想事故s下负荷时段t支路l的有功功率的表达式和预想事故s下负荷时段t可控串联补偿装置控制的支路l的电纳变化比例系数的表达式转换为线性规划模块的表达式；

所述步骤(3)中，优化模型中多个约束具体包括以下七类约束：

1)节点功率平衡约束

其中，N_B为节点集合；为负荷时段t支路l的传输有功功率；N_s，i为以节点i为首端的传输支路；N_E，i为以节点i为尾端的传输支路；N_G，i和N_D，i分别表示节点i上的发电机集合和负荷集合；

2)发电机组有功功率上下限约束

其中，和分别为发电机组g有功功率上下限；

3)输电支路传输容量约束

其中，N_TL为常规输电支路集合，N_L为所有输电支路集合，即N_L＝{N_TL∪N_PS∪N_TC}；B_l为输电支路l电纳；为负荷时段t节点i电压相角；为负荷时段t移相器控制的支路l的相角偏移量；为负荷时段t可控串联补偿装置控制的支路l的电纳变化比例系数；|

5)N-1预想事故情况下节点功率平衡约束：

N_S为预想事件集合；上标(s)标记事故运行状态s，下同；

6)N-1预想事故情况下发电机组有功功率上下限约束：

其中，为预想事故s下负荷时段t发电机组g再调度的有功功率；

7)N-1预想事故情况下输电支路传输容量约束：

为常规机组g在时段t输出有功功率；N_T为划分的负荷时段集合；负荷d在时段t输出有功功率；N_G为发电机集合；为负荷时段t节点j电压相角；N_PS表示移相器支路集合；N_TC表示含可控串联补偿装置的支路集合；为移相器控制的支路l的相角偏移量最大值；为移相器控制的支路l的相角偏移量最小值；为可控串联补偿装置控制的支路l的电纳变化比例系数最大值；为可控串联补偿装置控制的支路l的电纳变化比例系数最小值；T₁为线路l待决策的传输容量；N_L＝{N_TL∪N_PS∪N_TC}；为预想事故s下负荷时段t节点j的电压相角；

其中，为预想事故s下负荷时段t候选支路l的运行状态，表示预想事故s下负荷时段t候选支路l处于运行状态，表示预想事故s下负荷时段t候选支路l处于事故停运状态；为预想事故s下负荷时段t支路l的有功功率；为预想事故s下负荷时段t节点i的电压相角；为预想事故s下负荷时段t移相器控制的支路l的相角偏移量；为预想事故s下负荷时段t可控串联补偿装置控制的支路l的电纳变化比例系数；

所述步骤(4)中由补偿法构建移相器注入形式的潮流模型的处理方式，将式(9)和式(10)转换为以下表达形式：

类似地，在预想事故情况下将式(18)利式(19)转换为以下表达形式：

所述步骤(4)中根据系统支路电抗和节点支路关联关系，形成系统节点注入转移因子阵，其表达式为：

ψ＝B_LA(A^TB_LA)^-1 (30)

其中，B_L为支路电纳对角阵，A为节点-支路关联矩阵，上标“T”标记矩阵的转置；注入转移因子阵ψ中元素ψ_l，i表示支路l传输功率对节点i注入功率的灵敏度因子；

所述步骤(4)中进行优化模型变量缩减处理是指借助节点注入转移因子阵，将支路功率表示成关于节点注入功率的线性函数，即：

P_L＝ψP_I (31)

式中，P_L表示支路有功功率向量，P_I表示节点注入有功功率向量；由此通过消去节点电压相角变量以提高计算效率；

所述步骤(4)中当系统中含可控串联补偿装置，则将优化模型中的非线性约束进行处理是指将式(11)和式(12)转换为以下表达形式：

类似地，在预想事故情况下等式(20)和式(21)转换为以下表达形式：