[发明专利]一种柔性环网控制系统运行及潮流优化方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统运行及潮流优化领域，特别涉及一种柔性环网控制系统运行及潮流优化方法。

背景技术

随着电力系统的高速发展，城市电网的网架结构愈加坚强，极大提高了电网的供电能力和供电可靠性。但与此同时，势必也会造成电网短路电流超标问题突出。如采用电网开环运行的方式解决短路电流超标问题，将给电网供电能力、供电可靠性以及电网调度灵活性等方面带来很大的困难。如何协调电网供电能力与短路电流超标问题是当前电网调度运行面临的重大难题。传统的依靠经验对电网进行分区供电的解决方法缺乏理论依据，且仅限于离线计算分析，不能实时反映电网的运行状态，具有一定的局限性。因此迫切需要有新技术、新方法创新应用于解决电网供电能力与短路电流之间的矛盾，探索、实践未来电网的可能发展方向。

目前，从现有投运的柔性直流输电工程及其技术特点来看，柔性直流输电技术主要应于风电并网、城市供电、电网互联、海上平台供电等领域，在交流电网解环方面尚无应用。已投运柔性直流输电工程的最大容量达到400MW，最高电压等级达到±200kV；在建性直流输电工程的最大容量达到1000MW，最高电压等级达到了500kV。在我国，国家网公司通过自主研发于2011年7月投运了我国首个柔性直流输电工程，即上海南汇风电网柔性直流输电示范工程，工程容量达到了20MW，电压等级达到了±30kV，标志着我在柔性直流输电技术领域实现了从无到有的突破。目前，世界范围内柔性直流输电技术正迅速朝着高电压、大容量方向发展，工程数量越来越多，应用领域也越来越广泛，从端向多端领域发展，成为促进新能源的大规模开放利用和智能电网建设的重要手段。

而柔性直流输电技术能够灵活地控制有功无功传输，具有不会对交流系统的短路电流水平产生影响、隔绝交流系统故障等优点。当系统发生故障时，柔性直流可以迅速隔离电网，避免事故影响扩大，而且可以提高系统阻尼，抑制弱交流互联可能带来的低频振荡。因此，本发明考虑在柔性直流输电技术的基础上，开发柔性环网控制器，实现城市电磁环网解列、潮流控制、无功功率调节、短路电流抑制等功能，在不增加电网短路电流水平、不降低电网稳定性的同时，增加电网运行的灵活性、可靠性，实现交流电网软分区运行。

发明内容

发明目的：

为了解决电网供电能力不足与短路电流超标问题之间的矛盾，克服传统的依靠经验对电网进行分区供电的解决方法缺乏理论支撑的弊端，本发明提出一种柔性环网控制系统运行及潮流优化方法，通过对多个目标条件分别建立目标函数进行优化，得出柔性环网控制系统正常及故障运行方式下的有功潮流优化结果，从而确定最优的有功功率支援指令值。

技术方案：

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种柔性环网控制系统运行及潮流优化方法，通过对多个目标条件分别建立目标函数进行优化，得出柔性环网控制系统正常及故障运行方式下的有功潮流优化结果，从而确定最优的有功功率支援指令值，其特征在于：该方法步骤如下：

S1.根据目标电网网架结构及电源、负荷分布情况，选择合适的母线，在母联开关处安装柔性环网控制器M₁、M₂…M_n，将目标电网划分为若干子网S₁、S₂…S_n，实现电网的软分区供电，并设定柔性环网控制器的初始潮流转移值P_trans1、P_trans2…P_transn；

S2.从D5000系统中实时获取各子网的基本网络参数，包括子网中各发电机组的出力P_G1、P_G2…P_Gn，各变电站母线所带的负荷P_L1、P_L2…P_Ln，联络线潮流值P_Line1、P_Line2…P_Linen以及每条交流线路的潮流值P_ac1、P_ac2…P_acn；

S3.以D5000系统中实时获取的基本网络参数为基础，对多个目标条件分别建立其对应的目标函数f_j(P_Gi,P_Li,P_line,P_aci,P_transi)；

步骤S3中j表示第j个目标条件；