一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法.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CN113629715A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202110802494.5H02J3/14(2006.01)(22)申请日2021.07.15H02J3/46(2006.01)H02J3/48(2006.01)(71)申请人国网浙江省电力有限公司嘉兴供电H02J3/50(2006.01)公司G06N3/00(2006.01)地址314000浙江省嘉兴市城北路99号申请人三峡大学(72)发明人杨晓雷石博隆叶琳项中明孙维真张静周正阳陶欢方江晓屠一艳张涛陶然霍然李逸鸿郭玥彤刘景(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5页说明书9页附图3页(54)发明名称一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法(57)摘要一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，包括以下步骤：输入网络原始参数、算法相关参数；构建以可用输电能力最大、电压偏差和电压稳定性最小为目标函数的UPFC多目标优化配置模型；建立满足系统稳定运行的约束条件，包括等式约束、不等式约束，其中，等式约束为系统的潮流方程，不等式约束包括控制变量约束和状态变量约束；采用自适应罚函数处理状态变量约束；基于改进的NSGA‑III算法，对UPFC多目标优化配置模型进行求解。本发明一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，该方法以可用输电能力最大、电压偏差和L指标最小来对UPFC选址及容量进行优化，采用改进的NSGA‑III算法对模型进行求解，得到最优的配置方案。CN113629715ACN113629715A权利要求书1/5页1.一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：输入网络原始参数，包括系统支路参数、各节点负荷、补偿装置参数上下限；输入算法相关参数，包括种群大小、最大迭代次数、变异系数上下限、交叉系数上下限；步骤2：构建以可用输电能力最大、电压偏差和电压稳定性最小为目标函数的UPFC多目标优化配置模型；步骤3：建立满足系统稳定运行的约束条件，包括等式约束、不等式约束，其中，等式约束为系统的潮流方程，不等式约束包括控制变量约束和状态变量约束；步骤4：采用自适应罚函数处理状态变量约束；步骤5：基于改进的NSGA‑III算法，对UPFC多目标优化配置模型进行求解。2.根据权利要求1所述一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，其特征在于：所述步骤2中，电压偏差以所有支路中电压偏移之和表示，电压稳定性以L指标反映系统的电压稳定情况，目标函数具体为：用输电能力：电压偏差：L指标：式(1)、式(2)、式(3)中，f1为系统可用输电能力，即区域间的ATC，λLi表示第i个负荷的增长比例；PLi表示第i个负荷节点的有功负荷；NPQ为受电区域PQ节点个数；P0表示基态潮流情况下的有功负荷；f2为总电压偏差；Ui为线路末端处实际电压，UN为线路末端处的额定电压；f3为L指标；Lj表示第j个负荷节点的L指标，取所有负荷节点L指标的最大值来评价整个系统的L指标；nG表示系统中发电机节点个数；αL、αG表示系统中所有负荷节点、发电机节点的集合；Ui表示第i个发电机节点电压，Uj为第j个负荷节点电压；Fji为负荷参与因子矩阵F的第j行第i列元素；负荷参与因子矩阵的具体计算表达式如下：‑1式(4)中，YLL和YLG为节点导纳矩阵的子阵，YLL表示YLL的逆矩阵；YLL和YLG可由下式求得：式(5)表示将系统节点分为发电机节点和负荷节点这两组后，对其列写的节点电压方程，其中，UG、IG表示所有电机节点的电压、电流形成的列向量；UL、IL表示所有负荷节点的电压、电流形成的列向量；YLL、YGG表示所有负荷节点、发电机节点形成的节点导纳矩阵；YLG、YGL2CN113629715A权利要求书2/5页表示负荷节点与发电机节、发电机节点与负荷节点形成的节点导纳矩阵。3.根据权利要求1所述一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，其特征在于：所述步骤3中，根据系统的运行特性，状态变量约束包括发电机节点电压、发电机有功出力约束、节点电压约束、变压器档位约束及UPFC的控制变量。4.根据权利要求1所述一种计及可输电能力的UPFC多目标优化配置方法，其特征在于：所述步骤3中，约束条件具体为：等式约束：不等式约束：控制变量约束：状态变量约束：式(6)、式(7)、式(8)中，Ui、Uj分别表示节点i、j的电压幅值；θij表示节点i、j间的电压相位差；Gij、Bij分别表示支路i‑j间的电导与电纳；λiG、λiL分别为发电机有功出力和负荷功率的增长比例；PGi和QGi分别表示安装于节点i发