[发明专利]一种可控移相器配置优化和运行控制方法

摘要

一种可控移相器配置优化和运行控制方法，涉及交流干线或交流配电网络的建设规划及其运行控制方法，尤其涉及一种用于超高压输电网的、基于提高电网断面输送能力的可控移相器配置优化和运行控制方法，包括以下步骤：获取所述电网断面的节点数据和可控移相器的计划配置台数，建立含有可控移相器的电力系统节点功率平衡方程；建立个求解所述的最优潮流数学模型；根据综合断面传输容量最大时可控移相器的配置状态，确定可控移相器的最优配置状态；建立可控移相器运行控制参数表；依据运行控制参数表调节各台可控移相器的运行方式和移相角，本发明的方法通过可控移相器的优化配置和运行控制，可以将电网断面输送能力几乎提高到断面的理论热稳极限。

主权项

一种可控移相器配置优化和运行控制方法，电网断面为包含L个节点和n_L条输电线路，对应于所述的n_L条输电线路计划配置M台可控移相器，其中，L为≥3的正整数，n_L为≥2的正整数，M为≤n_L的正整数；其特征在于所述的可控移相器配置优化和运行控制方法包括以下步骤：S100：获取所述电网断面L个节点的节点数据和可控移相器的计划配置台数M，所述的节点数据包括节点导纳，节点上的发电机有功出力、有功负荷和无功功率；S200：用串联电压源和并联电流源等效可控移相器，利用诺顿定理，将其中的电压源支路转化为附加节点注入功率，建立含有可控移相器的电力系统节点功率平衡方程；S300：通过设置功率权重系数w₁和网损权重系数w₂调节优化目标中断面输送功率和系统网损的权重，以断面输送功率最大并且兼顾系统网损最小为优化目标，建立含有可控移相器并且考虑多运行方式下断面N‑1约束的最优潮流数学模型$\begin{array}{c}\max \underset{m=1}{\overset{n_m}{\mathrm{\Σ}}}{f}^{(m,0)}(u^{(m,0)},x^{(m,0)})\\ s.t.\left\{\begin{array}{c}{h}^{(m,k)}(u^{(m,k)},x^{(m,k)})=0\\ {\underset{\‾}{g}}^{(m,k)}\≤g^{(m,k)}(u^{(m,k)},x^{(m,k)})\≤{\stackrel{\‾}{g}}^{(m,k)}\\ m=\mathrm{1,2},...,n_m;k=\mathrm{0,1},...,n_k\end{array}\right.\end{array}---\left(3\right),$其中，n_m为优化问题所考虑的基础运行方式个数；上标m表示运行方式m；n_k为N‑1开断方式总数；上标k＝0表示断面健全运行；k＝1,2,…,n_k则表示第k个N‑1开断方式；标量函数f^(m,0)是系统在方式m下健全运行时的目标函数；向量函数h^(m,k)＝0为方式m下第k个开断方式的节点功率平衡方程；常数向量g^(m，k)分别表示对向量函数g^(m,k)约束的上、下限；向量u、x分别为控制向量和状态向量；S400：采用非线性原始‑对偶内点法，以所有节点在基础运行方式及其N‑1断开运行方式下的功率平衡方程式为等式约束条件，以发电机的有功、无功出力限制、移相角限制、节点电压限制为变量约束条件，以所有线路功率热稳极限限制为不等式约束条件，求解所述的最优潮流数学模型；S500：对应于电网断面的各条线路中配置2至M台可控移相器的所有配置状态，采用穷举法重复调用步骤S400进行计算，获取不同配置状态下各种基础运行方式及其N‑1开断方式下的断面传输容量；S600：比较步骤S500获得的每一种配置状态下各种基础运行方式的断面传输容量，根据综合断面传输容量最大时可控移相器的配置状态，确定可控移相器的最优配置状态，所述的最优配置状态包括可控移相器的安装台数，以及各可控移相器在所述电网断面中的安装位置；S700：根据步骤S600确定的可控移相器最优配置状态，在电网断面的输电线路上配置可控移相器；同时令目标函数中的功率权重系数w₁＝0，令约束中取健全运行方式个数n_m＝1，令负荷率λ≡1，对应于电网断面在系统健全运行状态和断面N‑1开断状态的各种运行方式，采用穷举法重复调用步骤S400进行计算，确定各可控移相器的开机方式和移相角取值，建立可控移相器运行控制参数表；S800：可控移相器控制装置根据系统当前的运行状态，读取可控移相器运行控制参数表，依据运行控制参数表调节各台可控移相器的运行方式和移相角，在系统健全运行状态及N‑1开断状态实现电网断面输送能力的最优化。