[发明专利]消除统一潮流控制器近区设备过载的辅助决策计算方法

权利要求书

1.一种消除统一潮流控制器近区设备过载的辅助决策计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)令UPFC模块与网络方程交替迭代次数k＝1，标识KTYPE为是否进行考虑消除过载的UPFC辅助决策潮流计算，初始为是，置标识KTYPE＝1，给定UPFC模块的初值；

2)使用节点功率注入法进行第k次UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流；

3)第k次UPFC模块和网络方程交替迭代结束后，依据标识KTYPE的值，进行消除过载的UPFC辅助决策计算，通过采取UPFC的控制消除已过载元件过载状态；

当KTYPE＝2，不进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算时，循环步骤2)所述的UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流，直至满足潮流收敛条件；

当KTYPE＝1，则进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算；根据潮流计算时UPFC逼近设定的控制功率目标过程中，UPFC串联端有功功率变化对过载元件有功功率变化的比例大小，确定能够通过UPFC控制有效消除过载的已过载元件；

4)根据过载元件的UPFC串联端有功功率对过载元件有功功率的变化比例，计算出消除元件过载所需的UPFC的有功功率控制目标值P_i^l,set，令k＝k+1，循环步骤2)中的UPFC模块和网络方程交替迭代求解过程，直至满足潮流收敛条件；

所述步骤2)具体包括以下步骤：

2-1)按基态设定的UPFC串联端的有功功率控制目标P_i^set、无功功率控制目标和并联端的目标控制电压将UPFC等效为节点功率注入，对网络方程和UPFC模块分开进行求解；

2-2)第k次交替迭代，网络方程得到的UPFC串联线路两端节点i、j电压分别为并联端节点s电压为其中V为对应电压幅值，θ为对应电压相角，第k-1次迭代后UPFC模块中串联端的受控电压源电压为为受控电压源电压幅值，为受控电压源电压相角，第k-1次迭代后UPFC模块中并联端的受控电流源电流为为受控电流源电流幅值，为受控电流源电流相角，对第k次UPFC模块求解；

2-3)对第k次UPFC模块求解，具体包括以下步骤，

由网络方程迭代计算得到串联端电压求得UPFC的串联控制侧i端功率值为：

其中：Z_ij为计及UPFC串联端换流变压器等值阻抗在内的线路阻抗值；

根据UPFC串联端的有功功率P_i^(k)和无功功率与有功功率控制目标P_i^set和无功功率控制目标的偏差，确定受控电压源电压值的偏差为：

更新串联端的受控电压源电压为：

则：经UPFC模块求解后串联线路两端节点i和j的注入电流修正为：

为串联控制侧第i端的注入修电流，为串联控制侧第j端的注入修电流；

由网络方程迭代计算得到并联端节点s的并联端电压求得UPFC的并联端节点s的并联端功率值为：

UPFC模块串并联端两侧有功功率满足相等，即

其中：

由网络方程迭代计算得到并联端无功功率值与设定值的偏差P_s^(k)，求得

2-4)基于UPFC模块求得的串联线路两端节点i和j的注入电流和并联端节点s的注入电流，更新节点注入电流向量I^(k)中对应节点i、j和s所在行的值，重新求解网络方程式(8)，Y为电力网络的导纳阵，得到节点电压向量U^(k)：

YI^(k)＝U^(k) (8)

完成一次UPFC模块和网络方程的交替迭代求解；

2-5)若受控电压源电压幅值越限，则维持电压幅值为最大值V_se,max，角度不变；即在第k+1次交替迭代时，取该受控电压源电压为

所述步骤3)中通过采取UPFC的控制消除已过载元件过载状态，具体包括以下步骤：

3-1)第k次UPFC模块和网络方程交替迭代结束后，若进行消除过载的UPFC辅助决策计算标识位KTYPE＝1，则进入步骤3-2)；

否则KTYPE＝2不进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算，则令k＝k+1，循环UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流，直至满足潮流收敛条件；

3-2)第k次交替迭代计算后，当UPFC串联端计算功率值与设定的控制功率目标的偏差小于设定门槛值后，则进行UPFC串联端有功功率变化与有效被控过载元件的有功功率变化关系的判别，进入步骤3-3)；其中，S_set取ε为UPFC控制精度；

P_i^(k)为第k次迭代UPFC串联端的有功功率，为第k次迭代UPFC串联端的无功功率；

P_i^set为第k次迭代UPFC串联端的有功功率控制目标，为第k次迭代UPFC串联端的无功功率控制目标；

3-3)依据第k次监视元件迭代计算流过的电流，判断是否存在元件过载的问题，如果有则进入步骤3-4)，否则令k＝k+1；

3-4)对任意已过载元件l，设第k次和第k-1次迭代的有功功率分别为P_l^(k)和P_l^(k-1)，若|P_i^(k)-P_i^(k-1)≥λ×|P_i^(k)-P_i^(k-1)|，则交替迭代第k-1次和第k次UPFC串联控制侧i端功率值的变化，能引起过载元件l有功功率不小于比例λ的相应变化，则认为UPFC功率控制对消除元件l的过载是有效的，反之则视为无效；若(P_l^(k)-P_l^(k-1))×(P_i^(k)-P_i^(k-1))＞0，过载元件l的有功功率和UPFC串联控制侧i端有功功率同向增减，则降低UPFC功率设定值，消除监视元件l过载现象，反之则增加UPFC功率设定值消除监视元件l过载。