[发明专利]一种统一潮流控制器的两阶段多目标选址方法

说明书

本发明公开了一种统一潮流控制器的两阶段多目标选址方法，属于电力系统运行和控制的技术领域。该方法基于层次分析法分两个阶段进行统一潮流控制器选址，首先，从系统安全稳定性出发，以支路综合负载率和综合脆弱性评估各支路的风险性，对各支路进行打分，初步筛选出UPFC的备选支路集；然后，从安装UPFC后带来的经济性收益和安全性收益出发，计算UPFC与电网建设替代方案的投资比、UPFC的运行收益、控制灵敏度以及安装UPFC后系统的阻尼梯度，结合第一阶段备选支路的打分值得出各支路的综合得分，给出UPFC的推荐安装地点。该决策方法评估指标全面，并通过分阶段的方法减少了计算规模，可以为电网规划人员提供UPFC选址的指导性建议。

技术领域

本发明公开了一种统一潮流控制器的两阶段多目标选址方法，属于电力系统运行和控制的技术领域。

背景技术

随着经济技术的发展，电力系统区域间的互联加强、输电电压等级逐渐提高、非线性负荷和高精度用电设备对电能质量的要求越来越高等问题日益突出，传统的电力技术已经不足以解决上述问题，日趋完善的大功率柔性交流输电技术为这些问题提供了可行方案。

统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)的概念首先由美国西屋科技中心的L.Gyugyi博士在1991年提出。UPFC是第三代柔性交流输电(FACTS,FlexibleAlternative Current Transmission Systems)装置的典型代表，它综合了多种FACTS装置的控制手段，不仅具有电压调节、串联补偿和移相等诸多功能，还具有强大的潮流调节能力和动态控制能力，可以改善系统潮流分布，减轻或消除线路重载状况，提高电压能力；同时，通过UPFC的控制作用在系统发生扰动时增加阻尼，加快扰动衰减速度以实现改善系统动态性能的目的，提高系统安全性。然而，UPFC的造价高昂，因此如何选取合适的安装地点以最大化其调节功能以及投资收益对电力系统的运行规划有着重要意义。

目前，对UPFC选址的研究主要有从系统静态稳定性和潮流角度入手的灵敏度分析法、模态分析法以及将其转化为以投资成本最低或网损最小等为目标的优化问题。周正宇等提出了一种直流潮流下UPFC的功率注入模型，并以有功潮流方差函数为目标计算有功潮流与UPFC参数的灵敏度进而确定UPFC的最佳安装位置(周正宇，王海潜，祁万春，吴熙，基于灵敏度的UPFC选址研究[J]，江苏电机工程，2016，35(1):33-36)；赵渊等将UPFC纳入传统最优负荷削减模型中，通过计算系统电量不足期望对UPFC安装容量的灵敏度进而确定UPFC的安装位置(赵渊，杨晓嵩，谢开贵，UPFC对电网可靠性的灵敏度分析及优化配置[J]，电力系统自动化，2012，36(1):55-59)；李尹等利用结构保留模型和拓扑能量函数分析系统中暂态势能的分布以及变化，提出了对割集稳定性的评价指标，并利用该指标分析UPFC的最优安装位置(李尹，张伯明，赵晋泉等，一种基于扩展线性规划的在线最优潮流方法[J]，电力系统自动化，2006，5(3):18-23)；中国专利《考虑负荷及新能源随机性的UPFC安装位置优化方法》(ZL201510549069.4)建立了考虑负荷、风电、太阳能随机因素的含UPFC的随机最优潮流计算模型，通过计算电网运行费用的概率分布函数对UPFC控制变量的随机灵敏度进而确定UPFC的安装位置；中国专利《一种统一潮流控制器选址的实用化方法》(ZL201510520994.4)通过计算线路的负载率和支路开断分布因子来计算各支路的选址适应性指标，从而确定UPFC的安装地点；中国专利《一种用于UPFC的选址和容量配置方法》(ZL201510509156.7)以UPFC发电费用最小为目标，加入暂态稳定约束，通过差分进行算法确定UPFC的安装地点。上述UPFC选址方法选取的评价目标都较为单一，没有考虑影响UPFC调节功能及投资收益最大化的多方位因素，无法向规划人员给出UPFC选址的全面性指导建议。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种统一潮流控制器的两阶段多目标选址方法，全面评估影响UPFC选址的指标并减少了计算规模，解决了现有UPFC选址方法选取的评价目标单一的技术问题。