[发明专利]一种统一潮流控制器静态安全预防控制方法

说明书

本发明公开一种统一潮流控制器静态安全预防控制方法。本发明将电力系统静态安全问题转化为优化问题，首先建立电力系统静态安全评价指标，作为优化目标函数；然后通过故障排序法对所有预防静态安全故障进行排序；由于UPFC拥有四种常用的潮流控制模式：定功率、电压调节、相角调节和阻抗补偿控制模式，各种控制模式控制特性各异，本发明将UPFC四种控制模式考虑到UPFC静态安全预防控制中，优化UPFC控制参数的同时，优化UPFC的控制模式；优化算法采用粒子群算法。计算结果表明，本方法得到的UPFC预防控制参数和控制模式能明显提高电力系统的静态安全水平。

技术领域

本发明涉及电力系统安全与控制领域，特别是涉及一种统一潮流控制器静态安全预防控制方法。

背景技术

当今的电力系统，安全并灵活的运行变得越来越重要，为了更合理的利用已有的输配电设备，灵活交流输电系统(FACTS)得到前所未有的关注和发展。灵活交流输电设备能够有效的提高系统的灵活性和可控性，而其中统一潮流控制器(UPFC)是交流柔性输电设备(FACTS)的典型代表，具有控制线路潮流，稳定母线电压，提高系统稳定性的能力。随着UPFC的逐渐推广应用，在电力系统运行控制中考虑UPFC的调节作用势在必行。

静态安全是电力系统运行的基本要求，而静态安全预防控制是提高系统静态安全性重要措施之一。预防控制是指在潜在故障发生前，在不损失电源和负荷的前提下，采取的控制手段，预防控制能够使系统在发生故障时将系统从不安全运行状态转移到安全运行状态。对含UPFC系统而言，UPFC强大的潮流调节控制能力为电力系统的预防控制提供了新的控制手段。UPFC接入系统后，其潮流控制作用不仅影响系统正常运行时的潮流分布，也将影响系统故障后的潮流情况，因此为了充分发挥UPFC的潮流控制作用，提高系统的静态安全性，需对UPFC的静态安全预防控制进行研究。

另外，UPFC在进行潮流控制时，其控制目标可以是线路潮流、母线电压及其相角、线路阻抗。根据UPFC控制目标的不同，UPFC有四种不同的控制模式，分别为：定功率控制、相角调节控制、阻抗补偿控制以及电压调节控制。考虑到UPFC在不同控制模式下有着不同的潮流的控制特性，UPFC对系统潮流的影响取决于其控制模式，特别在系统出现故障的情况下。因此，UPFC的静态安全预防控制需要考虑UPFC控制模式选择，现有研究普遍基于UPFC的定功率控制模式，而对其它三种控制模式考虑不足。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种统一潮流控制器静态安全预防控制方法，本发明将UPFC静态安全预防控制问题转化为电力系统优化问题，以电力系统静态安全裕度为目标函数，采用粒子群算法求解。优化过程中增加N-1静态安全约束和UPFC控制模式的选择，最终形成UPFC静态安全预防控制方法，为达此目的，本发明提供一种统一潮流控制器静态安全预防控制方法，包括如下步骤，其特征在于：

(1)读取系统网络数据、发电机出力和负荷大小相关数据；

(2)计算系统的潮流，并通过灵敏度分析法，对各个线路断线后的潮流进行计算，然后进一步计算故障危害度评价指标，得到排序后的预想故障集；

(3)设置种群大小、最大迭代次数以及粒子速度最大值相关PSO算法基本信息；

(4)初始化各个粒子的位置和速度，这里粒子的位置信息为UPFC的三个控制变量；

(5)将各个粒子带入到潮流程序中计算正常情况下的潮流分布，得到UPFC各个控制模式下的控制目标，并记录是否存在过载情况；

(6)对不存在过载情况的粒子按照预想故障集中的排序进行N-1静态安全校验，分别计算在四种控制模式下N-1故障后的目标函数值，直到在某个故障后系统不再出现线路过载现象，取已经计算过的各个故障下目标函数的最大值来比较各个控制模式的优劣，其中UPFC四种不同控制模式，分别为：定功率控制、相角调节控制、阻抗补偿控制以及电压调节控制；