一种计及系统可用输电能力的UPFC和STATCOM优化配置方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113659578A(43)申请公布日2021.11.16(21)申请号202110729343.1H02J3/18(2006.01)(22)申请日2021.06.29H02J3/38(2006.01)H02J3/46(2006.01)(71)申请人国网浙江省电力有限公司嘉兴供电H02J3/48(2006.01)公司H02J3/50(2006.01)地址314000浙江省嘉兴市城北路99号H02J3/14(2006.01)申请人三峡大学G06F30/27(2020.01)(72)发明人陶欢殷伟斌项中明方江晓G06N3/00(2006.01)石博隆杨晓雷叶琳张思G06Q50/06(2012.01)沈华黄金波张涛刘文丽G06F111/06(2020.01)郭玥彤陶然霍然G06F113/04(2020.01)(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103代理人吴思高(51)Int.Cl.H02J3/06(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图3页(54)发明名称一种计及系统可用输电能力的UPFC和STATCOM优化配置方法(57)摘要计及系统可用输电能力的UPFC和STATCOM优化配置方法，输入系统原始参数，输入算法相关参数；考虑风机出力的不确定性，建立大规模风机接入电网后的数学模型；在不改变系统初始网络结构的条件下，通过安装FACTS装置，对系统进行补偿；同时考虑系统的安全性与可靠性，对不同FACTS装置进行优化配置，构建目标函数；建立满足系统稳定运行的约束条件，设置系统初始参数以及UPFC装置和STATCOM装置安装容量范围；通过改进多目标混合蛙跳算法，求解系统可用输电能力的FACTS装置优化配置。本发明方法兼顾多个优化目标，得到FACTS装置的优化配置方案，达到可以同时对FACTS装置的补偿地点及容量进行优化的目的。CN113659578ACN113659578A权利要求书1/4页1.一种计及系统可用输电能力的UPFC和STATCOM优化配置方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：输入系统原始参数，包括系统总节点数、支路参数、风电场初始风速、UPFC装置与STATCOM装置容量上下限；输入算法相关参数，包括种群规模N，子种群数S，最大迭代次数M，子种群更新次数T，交叉因子Rcr；步骤2：考虑风机出力的不确定性，建立大规模风机接入电网后的数学模型；步骤3：在不改变系统初始网络结构的条件下，通过安装FACTS装置，对系统进行补偿；同时考虑系统的安全性与可靠性，对不同FACTS装置进行优化配置，构建可用输电能力、电压稳定指标、FACTS装置投资费用的目标函数；步骤4：建立满足系统稳定运行的约束条件，包括功率平衡约束、控制变量约束、状态变量约束；步骤5：设置系统初始参数，包括种群规模、最大迭代次数、初始各节点电压值、系统PV节点与PQ节点电压范围，变压器分接头档位设置，以及UPFC装置和STATCOM装置安装容量范围；步骤6：通过改进多目标混合蛙跳算法，求解系统可用输电能力的FACTS装置优化配置。2.根据权利要求1所述一种计及系统可用输电能力的UPFC和STATCOM优化配置方法，其特征在于：所述步骤2中，大规模风机接入电网后的数学模型，利用Weibull分布模型对已有风速数据进行拟合，风机的概率密度函数为：式中：v为实际风速；k为形状参数，取值范围为1.5～3.0；λ为尺度参数；风电机组在不同风速范围内具有不同的出力特性，根据此特征，忽略电气损耗和风电场尾流等因素对风电场产生影响，对风电机组出力和风速之间的关系进行拟合：式中：PWT为风电实际输出功率；vci为切入风速值；vco为切出风速值；vN为额定风速；PN为风电的额定输出功率；风力发电时输出的无功功率为：式中：QWT为风力发电机组输出的无功功率，为风电的功率因数角；STATCOM和风机接入同一节点，该节点的有功功率、无功功率为：式中，Pi、Qi、Pi′、Qi′分别为接入装置前、后的有功功率、无功功率；Pwt、Qwt分别为风机接2CN113659578A权利要求书2/4页入的有功、无功功率；QSTATCOM为STATCOM的补偿容量。3.根据权利要求1所述一种计及系统可用输电能力的UPFC和STATCOM优化配置方法，其特征在于：所述步骤3中，采用极大化送电区所有发电机节点有功功率增量的累加值的方法计算系统可用输电能力。4.根据权利要求1所述一种计及系统可用输电能力的UPFC和STATCOM优化配置方法，其特征在于：所述步骤3中，可用输电能力目标函数，公式如下：式中，λLi为反映系统第i个负荷的增长比例；NPQ为受电区域的PQ节点数；P0为基态潮流的有功负荷总量；PLi为第i个负荷节点的有功