一种基于概率潮流控制的TCSC优化配置方法

摘要

本发明公开了一种基于概率潮流控制的TCSC优化配置方法，是应用于电力系统中，其特征是按如下步骤进行：1获取原始数据；2获得不确定因素取值；3对不确定因素取值抽样并进行潮流计算；4获得各个支路上的载荷率；5选取载荷率超过重载时载荷率的支路作为安装TCSC的支路；6获取串补支路；7建立改进的最优潮流模型；8再次对不确定因素取值抽样并进行最优潮流计算；9获得TCSC电抗值的优化值；10在串补支路处安装电抗值为优化值的TCSC，从而实现TCSC优化配置方法。本发明能更为全面的考虑电力系统中不确定因素的影响，并更为有效的控制电力系统的潮流，从而更加有利于电力系统的安全运行。

主权项

一种基于概率潮流控制的TCSC优化配置方法，是应用于电力系统中，所述电力系统是由各发电设备产生电能并汇集至各母线上，由所述各母线提供电能给用电设备并传送电能至各输电线路，经过所述各输电线路的传输，将所述电能送至各配电母线上的用电设备；将所述各母线和各配电母线记为节点t；将所述节点t依次编号为t₁,t₂,…,t_i,…t_N；t_i表示第i个节点；1≤i≤N；N表示所述节点的总数；将所述各输电线路记为支路L；将所述支路L依次编号为L₁,L₂,…,L_k,…,L_K；L_k表示第k个支路；1≤k≤K；K表示所述支路的总数；将所述各节点t上的用电设备记为D₁,D₂,…,D_i,…D_N；D_i表示第i个节点t_i上的用电设备；所述发电设备包括常规发电机组和风力发电机组和光伏发电设备；将所述各节点t上的常规发电机组记为G₁,G₂,…,G_i,…G_N；G_i表示第i个节点t_i上的常规发电机组；将所述各节点t上的风力发电机组记为W₁,W₂,…,W_i,…W_N；W_i表示第i个节点t_i上的风力发电机组；将所述各节点t上的光伏发电设备记为S₁,S₂,…,S_i,…S_N；S_i表示第i个节点t_i上的光伏发电设备；其特征是：所述优化配置方法是按如下步骤进行：步骤1、获取原始数据：从所述电力系统中获取由第i个节点t_i上的节点数据和第k个支路L_k上的支路数据构成的原始数据；从而获取N个节点上的原始数据和K个支路上的原始数据；所述第i个节点t_i上的节点数据包括：第i个节点t_i上的电压幅值V_i、第i个节点t_i上的电压相角θ_i；第i个节点t_i上的常规发电机组G_i的有功功率第i个节点t_i上的常规发电机组G_i的无功功率第i个节点t_i上的常规发电机组G_i的故障率第i个节点t_i上的风力发电机组W_i的额定有功功率第i个节点t_i上的风力发电机组W_i的功率因数角第i个节点t_i上的光伏发电设备S_i的光照总面积第i个节点t_i上的光伏发电设备S_i的光电转换效率第i个节点t_i上的光伏发电设备S_i的功率因数角第i个节点t_i上的用电设备的有功功率的均值第i个节点t_i上的用电设备的有功功率的方差第i个节点t_i上的用电设备的功率因数角所述第k个支路L_k上的支路数据包括：第k个支路L_k上的阻抗Z_k；第k个支路L_k上的允许通过的最大有功功率P_{max_k}；第k个支路L_k的故障率步骤2、采用蒙特卡洛抽样方法获得不确定因素的取值；所述不确定因素包括：常规发电机组的实际无功功率和实际无功功率、风力发电机组的有功功率和无功功率、光伏发电设备的有功功率和无功功率、用电设备的有功功率和无功功率以及支路的运行状态；步骤3、采用所述蒙特卡洛方法对所述不确定因素的取值进行Num次抽样，并对所述电力系统进行Num次潮流计算，获得所述K个支路上的有功潮流$\begin{array}{c}\{P_{L_1}^1,P_{L_2}^1,...,P_{L_k}^1,...P_{L_K}^1\},\{P_{L_1}^2,P_{L_2}^2,...,P_{L_k}^2,...P_{L_K}^2\},...,\{P_{L_1}^n,P_{L_2}^n,...,P_{L_k}^n,...P_{L_K}^n\},...\\ ,\{P_{L_1}^{\mathrm{Num}},P_{L_2}^{\mathrm{Num}},...,P_{L_k}^{\mathrm{Num}},...P_{L_K}^{\mathrm{Num}}\end{array};$表示第n次潮流计算所获得的K个支路上的有功潮流；1≤n≤Num；步骤4、利用式(1)获得所述第k个支路L_k的载荷率从而获得所述K个支路上的载荷率：${\xi }_{L_k}=\frac{\left|\frac{1}{\mathrm{Num}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Num}}{\Sigma }}{P}_{L_k}^n\right|}{P_{\max \_k}}\times 100\%---\left(1\right)$步骤5、定义表示第k个支路L_k达到重载时的载荷率；当满足时，选取第k个支路L_k作为安装TCSC的支路；步骤6、假设与所述第k个支路L_k两端相连的两个节点分别为t_a和t_b；在所述第k个支路L_k上，支路阻抗Z_k处于所述节点t_a和节点t_b之间，在所述支路阻抗Z_k与所述节点t_a之间或所述支路阻抗Z_k与所述节点t_b之间安装所述TCSC，从而在所述支路阻抗Z_k与所述TCSC之间形成串补节点t_τ；在所述串补节点t_τ与所述节点t_a之间或所述串补节点t_τ与所述节点t_b之间形成串补支路L_u；步骤7、建立改进的最优潮流模型；步骤8、根据所述改进的最优潮流模型，采用所述蒙特卡洛方法对所述不确定因素取值再次进行Num次抽样，并对所述电力系统进行Num次最优潮流计算，获得所述TCSC的电抗值x＝{x¹,x²,…,xⁿ,…,x^Num}；步骤9、利用式(2)获得所述TCSC的电抗值x的优化值$\bar{x}=\frac{1}{\mathrm{Num}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Num}}{\Sigma }}{x}^n---\left(2\right)$步骤10、在所述第k个支路L_k的支路阻抗Z_k与所述节点t_a之间安装电抗值为的TCSC，从而实现TCSC优化配置方法。