[发明专利]考虑电压稳定性及事故综合代价的直流受端系统紧急负荷控制方法

摘要

本发明公开了一种考虑电压稳定性及事故综合代价的直流受端系统紧急负荷控制方法，包括以下步骤(1)获取直流受端系统数据；(2)计算电压薄弱性指标并识别故障后电压最为薄弱的若干负荷节点；(3)建立受端系统紧急负荷控制优化问题数学模型并对事故罚款曲线作近似处理；(4)应用原对偶内点法求解受端系统紧急负荷控制优化问题；(5)校核紧急负荷控制优化方案的事故综合代价及电压稳定性。本发明在不增加控制方案综合代价的前提下，提高了系统的电压稳定性和综合性能，可极大地提高计算速度，有效地减少计算量，可适用于紧急负荷控制。

主权项

一种考虑电压稳定性及事故综合代价的直流受端系统紧急负荷控制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)获取直流受端系统数据；(2)计算电压薄弱性指标并识别故障后电压最为薄弱的若干负荷节点；(3)建立受端系统紧急负荷控制优化问题数学模型并对事故罚款曲线作近似处理；(4)应用原对偶内点法求解受端系统紧急负荷控制优化问题；(5)校核紧急负荷控制优化方案的事故综合代价及电压稳定性；所述的直流受端系统数据包括：各线路阻抗，各负荷中心负荷、可控量上限及代价因子，各联络线输入功率，各变压器、同步发电机数据；设所述的直流受端系统有n台发电机、k个负荷中心，Li表示负荷中心i的负荷，其中，i＝1,2,…,k；直流受端系统与外部系统之间有m条联络线，其中包括若干条HVDC输电线；步骤(2)计算电压薄弱性指标并识别故障后电压最为薄弱的若干负荷节点，其过程为：对于直流受端系统，设其导纳矩阵为Y，下标G、T及L分别表示发电机节点、联络节点及负荷节点,YGG、YTT及YLL分别为发电机节点、联络节点及负荷节点的自导纳子矩阵，YGL、YLG为发电机节点及负荷节点的互导纳子矩阵，YTL、YLT为联络节点及负荷节点的互导纳子矩阵，YGT、YTG为发电机节点及联络节点的互导纳子矩阵；以U、I表示节点电压、电流向量，UG、UL为发电机节点及负荷节点的电压，IG、IL为发电机节点及负荷节点的注入电流，可以推出，负荷节点电压UL＝Eopen‑ZIL，式中：负荷Li所在节点电压ULi为：ULi＝Eopen,i‑Zeq,iILi，i＝1,2,…,k，其中，Eopen,i为列向量Eopen的第i个元素，ILi、ILj分别为负荷Li、Lj流过的电流，Zij为矩阵Z的第i行j列元素；负荷Li所在节点的电压薄弱性指标为：ZL,i为负荷Li对应的等效阻抗，若负荷Li为该节点电压为则ri越小，则该节点的静态电压稳定性越好；取直流受端系统中电压薄弱性指标r最大的若干节点组成电压薄弱节点集S，S取5‑6个电压最薄弱的节点，对集合S包含的电压薄弱节点进行重点监控；步骤(3)建立受端系统紧急负荷控制优化问题数学模型并对事故罚款曲线作近似处理的实现过程为：将所述的直流受端系统紧急负荷控制优化问题描述为：min f＝f1+f2+αf3s.t.L.F.(PG,PL,ρ,fd,U,θ)＝0,PG,min≤PG≤PG,max，Pline≤Pline,max,|fd|≤τ,u‾≤U≤u‾,ρi≤ρi,up]]>其中，为切负荷带来的直接经济损失，ρi为负荷Li的切负荷率，ci为切除负荷Li的代价因子，为负荷Li的初始值，i＝1,...,k；为根据中国《电力安全事故应急处置和调查处理条例》应缴纳事故罚金，Pen(ρi)为罚款随着切负荷率ρi变化的函数；为电压最为薄弱的若干负荷节点电压跌落量的平方和，为电压上限值，Ui为节点i的电压，S为电压薄弱节点集；α为权系数，α越大，紧急负荷控制越侧重于提高电压薄弱节点的电压水平，取α＝20；L.F.(PG,PL,ρ,fd,U,θ)为潮流计算的功率平衡方程；PG、PL及ρ分别为发电机输出功率、负荷功率及切负荷率；U,θ分别为各节点的电压幅值与相角；fd＝(f‑fn)/fn为系统频率偏差，fn为系统额定工作频率；τ为|fd|的最大值，取τ＝0.04；PG,max、PG,min分别为发电机出力的上下限，Pline为线路传输功率，Pline,max为线路最大传输功率；u分别为电压上下限，设为1.1、0.95；ρi,up为负荷Li切负荷率ρi的上限；依据中国《电力安全事故应急处置和调查处理条例》将事故划分为一般事故、较大事故、重大事故和特别重大事故的分类处理，按照电网规模及切负荷率进行事故评级，并处以相应的罚款，对省或自治区人民政府所在地城市、地级市、县级市不同类型的电网制定了相应罚款规则，所规定的罚款与切负荷率之间的函数Pen(ρ)是分段线性的不光滑曲线，为解决其计算上的困难，对不同类型电网的罚款曲线采用多项式来拟合Pen(ρ)的方法作近似处理，ρj为切负荷率ρ的j次幂，系数aj通过最小二乘法确定，j＝0,1,…,q，取q＝6。