[发明专利]一种基于蒙特卡罗的交直流混联电网输电能力评估方法

摘要

本发明公开了一种基于蒙特卡罗的交直流混联电网输电能力评估方法，包括以下步骤：根据系统状态输入各设备的初始数据，形成系统的基本信息并设定有效蒙特卡罗抽样次数和计算误差；采用蒙特卡罗法对系统中各设备依次进行状态抽样，根据抽样结果，利用安全域方法调整发电出力和负荷需求，对系统的状态进行评估，若出现不平衡、系统解列、或输电线路过负荷等情况，记录该状态下ATC的值为零；如果系统正常运行，确定待评估的输电断面所涉及的负荷节点和源点，基于交替迭代计算系统潮流直至系统越限或达到最大迭代次数，求解抽样状态下的ATC，直到循环计算达到设定的抽样次数，最后统计得到的各项概率评估指标。

主权项

一种基于蒙特卡罗的交直流混联电网输电能力评估方法，其特征在于包括以下步骤：A、根据系统的初始运行状态，输入各设备的初始数据，形成系统的基本信息，设定有效蒙特卡罗抽样次数、控制循环次数及计算误差；B、建立交直流混联电网的输电能力评估模型，输电能力评估模型包含目标函数，约束条件及评估指标，目标函数为：f=(1-ϵ){Σi∈S,j∈R[Pij(x)-Pij0]+Σm∈S,n∈R[Pmn(x)-Pmn0]}]]>式中，ε为裕度系数，分别为交流、直流的现存输电协议；Pij、Pmn分别为交流、直流联络线上流动的有功功率；在交直流混联电网中，约束条件包含等式约束和不等式约束，等式约束为：(1)交直流系统的节点潮流方程Pi±Pdi-ViΣj=1NVj(Gijcosδij+Bijsinδij)=0Qi±Qdi+Qsi-ViΣj=1NVj(Gijsinδij+Bijcosδij)=0]]>其中，Pi、Qj为交流节点有功、无功功率；Pdi、Qdj为直流节点有功、无功功率式；Pdi和Qdi前正、负号分别对应于逆变站和整流站，Qsi为无功补偿；Gij+jBij为交流系统节点导纳阵中的第i行第j列元素；Vi、Vj为交流系统节点的电压幅值；δij＝δi‑δj为交流系统节点i与节点j的电压相角差；N为系统的节点总数；(2)直流系统网络方程其中，Vd0为换流器直流侧空载电压；B为整流侧和逆变侧换流器串联的桥数；T为整流侧和逆变侧换流器变压器的变比；Eac为换流母线交流侧线电压的有效值；Vd为直流电压；α为整流器触发角；Xc换相电抗；Id为直流电流；γ为逆变器熄弧角；为换流器功率角；Pd为换流器节点直流侧有功功率，流出节点为正，流入节点为负；Qd为换流器节点交流侧吸收的无功功率；不等式约束为：(1)交流系统的不等式约束交流节点电压幅值约束：Vimin≤Vi≤Vimax其中，Vi为节点电压；Vimin、Vimax为节点电压上、下限；机组有功、无功出力约束：PGmin≤PG≤PGmaxQGmin≤QG≤QGmax]]>其中，PG、QG分别为机组有功、无功出力；PGmin、PGmax、QGmin、QGmax分别为机组有功、无功出力上、下限；线路热稳定约束：Pl＜Plmax其中，Pl为线路潮流；Plmax为线路潮流上限；线路电流约束：Iijmin≤Iij≤Iijmax其中，Iij为线路电流；Iijmin、Iijmax分别为线路电流上下限。(2)直流系统的不等式约束换流器直流电流幅值约束：Idmin≤Id≤Idmax其中，Id为直流电流；Idmin、Idmax分别为直流电流上下限；换流器的控制角约束：其中，α为整流器触发角；γ为逆变器熄弧角；αmin、γmin分别为整流器触发角和逆变器熄弧角下限；输电能力评估指标包含ATC最大值、最小值、均值以及四分位数；C、采用蒙特卡罗法对系统中各个设备，依次进行状态抽样；D、根据抽样所得结果，利用安全域方法调整发电出力和负荷需求，对系统的状态进行评估，如果系统正常运行，则转到步骤E；若出现系统的发电与负荷不平衡、系统解列、或者是输电线路过负荷情况，则返回步骤C，同时记录该状态下ATC的值为零；E、确定待评估的输电断面所涉及的负荷节点和源点，关注是否包含直流系统，基于交替迭代计算潮流，直至系统越限或达到最大迭代次数，求解抽样状态下的ATC值；F、循环计算直到达到设定的抽样次数，统计得到的各项概率评估指标。