[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

说明书

本发明提出了一种考虑电压优化控制约束的有功频率调整方法。所述方法包括，通过获取送端电网直流闭锁故障前与故障后电网相关数据；构建送端电网直流故障后有功无功综合优化数学模型；利用内点法对模型求解，得到满足约束条件的有功无功出力最优解；根据优化结果确定送端电网直流故障后系统内发电机有功无功出力调整量以及无功补偿装置出力调整量。本发明将有功和无功同时做优化，不但可以实现系统直流闭锁故障后有功频率调整，同时考虑了电压优化控制约束，避免了系统有功调整后可能出现的电压越限现象。本发明综合考虑了系统运行经济性和安全性要求，易于实现且准确度高，是一种实用的考虑电压优化控制约束的有功频率调整方法。

技术领域

本发明涉及电力系统运行优化技术领域，特别涉及一种考虑电压优化控制约束的有功频率调整方法。

背景技术

由于资源分布不均，地域发展不平衡，大规模新能源经特高压直流外送是当前新能源送出的优选方案。高比例新能源接入经特高压直流外送在带来巨大经济效益的同时，降低了电网的可控性，改变了送端交流系统的稳定特性，送端交流系统易出现一系列频率稳定和电压稳定问题。

当特高压直流发生闭锁故障，直流功率外送通道阻断，送端系统出现发电功率过剩，引发送端系统频率升高。为调整系统频率恢复到正常运行范围内，需要对送端系统的发电功率实施调整。然而如果只进行送端系统的有功功率调整，虽然可以满足系统频率调整控制的要求，但由于有功调整后高电压等级的交流输电线路潮流轻载，线路充电电容会释放大量无功功率，可能引发局部系统出现稳态过电压现象。

发明人在研究中发现，目前多将有功优化用于系统频率调整中，在进行有功优化时未考虑电压稳定约束以及无功潮流的影响，系统经济性和安全性未能很好兼顾。因此需要研究一种考虑电压优化控制约束的系统有功频率调整方法，以系统运行经济性最优为目标，在满足有功频率调整要求的同时，避免系统出现电压越限现象。

发明内容

本发明提出一种考虑电压优化控制约束的有功频率调整方法，在有功频率调整中考虑电压安全约束，将有功和无功同时进行优化，不但可以实现系统直流闭锁故障后有功频率调整，同时避免了系统有功调整后出现的过电压现象。综合考虑了系统运行经济性和安全性要求。

本发明技术方案提供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。

作为优选，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i∈[1,N_G]，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：