[发明专利]一种考虑电压优化控制约束的有功频率调整方法

权利要求书

1.一种考虑电压优化控制约束的有功频率调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取送端电网系统内发电机出力上下限、送端电网系统内无功补偿装置出力上下限、送端电网系统内节点的电压上下限、送端电网系统内支路的潮流上下限，并获取直流闭锁故障前发电机出力、无功补偿装置出力、直流输送功率以及直流闭锁故障后直流输送功率；

步骤2：通过送端电网系统内发电成本、送端电网系统内有功网损构建送端电网直流闭锁故障后有功无功综合优化数学模型的优化目标，通过节点潮流方程约束、系统有功频率约束、节点电压上下限约束、发电机有功无功出力上下限约束、无功补偿装置出力上下限约束、线路潮流上下限约束构建送端电网直流闭锁故障后有功无功综合优化数学模型的约束条件；

步骤2所述送端电网系统内优化目标为：

min[f₁,f₂]

其中，f₁表示步骤2所述送端电网系统内发电成本，f₂表示步骤2所述送端电网系统内有功网损；

其中，N_G为送端电网系统内发电机的数量；P_G,i为送端电网系统内第i台发电机的有功出力；a_i为送端电网系统内第i台发电机的第一经济参数；b_i为送端电网系统内第i台发电机的第二经济参数；c_i为送端电网系统内第i台发电机的固定成本参数；N_N为送端电网系统内节点的数量；G_m,n为送端电网系统内第m个节点与第n个节点之间的支路电导；V_m为送端电网系统内第m个节点的电压幅值；V_n为送端电网系统内第n个节点的电压幅值；θ_m,n为送端电网系统内第m个节点与第n个节点之间的电压相角差；

步骤2所述节点潮流方程约束为：

其中，P_G,m为送端电网系统内第m个节点上发电机的注入有功功率；Q_G,m为送端电网系统内第m个节点上发电机的注入无功功率；P_L,m为送端电网系统内第m个节点上的有功负荷；Q_L,m为送端电网系统内第m个节点上的无功负荷；V_m为送端电网系统内第m个节点的电压幅值；G_m,n为送端电网系统内第m个节点与第n个节点之间的支路电导；B_m,n为送端电网系统内第m个节点与第n个节点之间的支路电纳；

步骤2所述系统有功频率约束为：

其中，N_G为送端电网系统内发电机的台数；K_G,i为送端电网系统内第i台发电机的频率调节系数；Δf_max为送端电网系统内所允许的最大频率偏差；ΔP_dc为送端电网系统内直流闭锁故障后输送功率的变化量，为步骤1所述直流闭锁故障前直流输送功率；为步骤1所述直流闭锁故障后直流输送功率；

步骤2所述节点电压上下限约束为：

其中，N_N为送端电网系统内节点个数；V_n为送端电网系统内第n个节点的电压幅值；为步骤1所述送端电网系统内第n个节点的电压上限；为步骤1所述送端电网系统内第n个节点的电压下限；

步骤2所述发电机有功无功出力上下限约束为：

其中，N_G为送端电网系统内发电机的台数；P_G,i为送端电网系统内第i台发电机有功出力；Q_G,i为送端电网系统内第i台发电机无功出力；为步骤1所述送端电网系统内第i台发电机有功出力上限；为步骤1所述送端电网系统内第i台发电机有功出力下限；为步骤1所述送端电网系统内第i台发电机无功出力上限；为步骤1所述送端电网系统内第i台发电机无功出力下限；

步骤2所述无功补偿装置出力上下限约束为：

其中，N_C为系统中无功补偿装置个数；Q_C,j为送端电网系统内第j台无功补偿装置的出力；为步骤1所述送端电网系统内第j台无功补偿装置的出力上限；为步骤1所述送端电网系统内第j台无功补偿装置的出力下限；

步骤2所述线路潮流上下限约束为：

其中，N_L为送端电网系统内支路的数量；S_l为送端电网系统内第l条支路的潮流；为送端电网系统内第l条支路的潮流上限；为送端电网系统内第l条支路的潮流下限；

步骤3：结合送端电网直流故障后有功无功综合优化数学模型的优化目标以及约束条件，通过内点法优化求解得到送端电网系统内直流故障后有功无功出力最优解；

步骤4：根据送端电网系统内直流故障后有功无功出力最优解，分别计算送端电网直流故障后系统内发电机有功出力调整量、发电机无功出力调整量、无功补偿装置出力调整量；

步骤1所述送端电网系统内发电机出力上下限为：

送端电网系统内第i台发电机有功出力上限为送端电网系统内第i台发电机有功出力下限为N_G为送端电网系统内发电机的数量；

送端电网系统内第i台发电机无功出力上限为送端电网系统内第i台发电机无功出力下限为

步骤1所述送端电网系统内无功补偿装置出力上下限为：

送端电网系统内第j台无功补偿装置的出力上限为送端电网系统内第j台无功补偿装置的出力下限为N_C为送端电网系统内无功补偿装置的数量；

步骤1所述送端电网系统内节点的电压上下限为：

送端电网系统内第n个节点的电压上限为送端电网系统内第n个节点的电压下限为N_N为送端电网系统内节点的数量；

步骤1所述送端电网系统内支路的潮流上下限为：

送端电网系统内第l条支路的潮流上限为送端电网系统内第l条支路的潮流下限为N_L为送端电网系统内支路的数量；

步骤1所述获取直流闭锁故障前发电机出力为：

直流闭锁故障前送端电网系统内第i台发电机的有功出力为

直流闭锁故障前送端电网系统内第i台发电机的无功出力为

步骤1所述获取直流闭锁故障前无功补偿装置出力为：

直流闭锁故障前送端电网系统内第j台无功补偿装置的出力为

步骤1所述直流闭锁故障前直流输送功率为

步骤1所述直流闭锁故障后直流输送功率为

步骤3所述送端电网系统内直流故障后有功无功出力最优解为：

优化后第i台发电机的有功出力即优化后第i台发电机的无功出力即优化后第j台无功补偿装置的出力即N_G为送端电网系统内发电机的数量，j∈[1,N_C]，N_C为送端电网系统内无功补偿装置的数量；

步骤4所述计算送端电网直流故障后系统内发电机有功出力调整量为：

步骤4所述计算送端电网直流故障后系统内发电机无功出力调整量为：

步骤4所述计算送端电网直流故障后系统内无功补偿装置出力调整量为：

其中，ΔP_G,i为送端电网系统内直流故障后第i台发电机的有功调整量，ΔQ_G,i为送端电网系统内直流故障后第i台发电机的无功调整量，ΔQ_C,j为送端电网系统内直流故障后第j台无功补偿装置的出力调整量；为优化后第i台发电机的有功出力；为优化后第i台发电机的无功出力；为优化后第j台无功补偿装置的出力；为送端电网系统内直流闭锁故障前第i台发电机的有功出力，为送端电网系统内直流闭锁故障前第i台发电机的无功出力，为送端电网系统内直流闭锁故障前第j台无功补偿装置的出力。