[发明专利]一种计及UPFC的含风电电力系统的ATC计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及技术领域，具体涉及一种计及UPFC的含风电电力系统的ATC计算方法。

背景技术

风能作为清洁无污染的可再生能源，在电力系统中得到广泛应用。但其波动性、间歇性限制了风电大规模并网。灵活交流输电系统(FACTS)的出现，为电力系统的安全、可靠、经济和优质运行提供了有效手段。灵活交流输电系统主要应用电力电子技术及现代控制技术对交流输电系统参数及网络结构灵活控制，从而显著提高电力系统的稳定性和可靠性。集FACTS控制器优势于一体的UPFC(统一潮流控制器)具有灵活的控制功能，其快速有效的控制与风电的波动性相配合，有希望实现风电的大规模消纳。

可用输电能力不仅是评价系统安全裕度的重要指标，还可为系统运行人员和电力市场参与者提供电网使用状况的准确信息，以便指导其市场行为。

目前，国内已有不少学者对ATC(可用输电能力)计算进行了研究，含有UPFC的ATC计算模型中，UPFC通过其强大的控制功能提高区域间的输电能力。但其研究均以传统电网为背景，未考虑新能源的接入，更没有对由间歇式能源(比如风能源)的引入带来的不确定性进行分析。电力系统本身具有不确定性，新能源的接入更加剧了其不确定性，在此背景下，采用确定性的方法将对电力系统运行的安全稳定造成威胁。传统处理不确定性的方法有随机类方法，如模拟法、解析法、模糊方法以及鲁棒优化方法，这些方法都是根据输入变量的概率信息得到输出状态量的概率信息，由此，得到的结果不具有鲁棒性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的UPFC通过其强大的控制功能提高区域间的输电能力，未考虑新能源的接入，更没有对由间歇式能源的引入带来的不确定性进行分析的问题。本发明的计及UPFC的含风电电力系统的ATC计算方法，提高了电力系统的可用输电能力，一定程度上增强了对风电波动的鲁棒性，增强了系统的稳定性，从而使该计算方法具有更大的优有点，对含不确定性的电力系统的可用输电能力计算具有重要的意义，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种计及UPFC的含风电电力系统的ATC计算方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(A)，获得电力系统的初始网络参数；

步骤(B)，建立UPFC等效功率注入模型；

步骤(C)，建立含UPFC等效功率注入模型的ATC计算优化模型；

步骤(D)，计算预测风速下的ATC初值，将其代入ATC计算公式，得到的结果作为基准值存储；

步骤(E)，当ATC计算优化模型的优化结果偏离基准值时，基于信息间隙决策理论，存在两种选择方案，以风速波动量最大为目标函数的风险规避策略和以风速波动量最小为目标函数的风险偏好策略，通过两种选择方案分别计算，形成两种策略结果；

步骤(F)，根据两种策略计算结果，确定UPFC的控制策略，提高可用输电能力，使ATC值受风力波动影响降低；

步骤(G)，改变ATC的预设目标值，转到步骤(E)-步骤(F)，重新计算得出UPFC控制策略，进一步提高可用输电能力，使ATC值受风力波动影响降低，直至ATC值超出电力系统运行约束，并输出ATC值的计算结结果。

前述的计及UPFC的含风电电力系统的ATC计算方法，其特征在于：步骤(A)，电力系统的初始网络参数，包括母线编号、名称、负荷有功、负荷无功、补偿电容，输电线路的支路号、首端节点和末端节点编号、串联电阻、串联电抗、并联电导、并联电纳、变压器变比和阻抗、风电场出力期望值、UPFC参数。

前述的计及UPFC的含风电电力系统的ATC计算方法，其特征在于：步骤(B)，建立UPFC等效功率注入模型，如下式所示，

其中，分别表示UPFC注入节点i和节点j的视在功率；i，j分别表示UPFC的节点i，节点j；分别表示节点i和节点j的电压；表示UPFC的串联电压源的电压，示UPFC的并联电流源的电流；B_c表示线路ij对地电纳。

前述的计及UPFC的含风电电力系统的ATC计算方法，其特征在于：步骤(C)，建立含UPFC等效功率注入模型的ATC计算优化模型，包括目标函数、增加UPFC后的等式约束和增加UPFC后的不等式约束，

目标函数f₁：

其中，S_R为有功负荷、P_di为节点i的有功负荷S_R为受电区域；

增加UPFC后的等式约束：