[发明专利]基于双端发电机等效的交直流混合潮流优化方法

说明书

一种基于双端发电机等效的交直流混合潮流优化方法，通过双端发电机等效的方式来实现直流输电线路在交流系统中的转换，整体合成优化模型并进行优化计算分析，与传统的优化算法相比具有较高的灵活性及可操作性。

技术领域

本发明涉及交直流混合网络，特别是一种基于双端发电机等效的交直流混合潮流优化方法。

背景技术

电网的复杂性与多样性使得网络的结构、模式不断地发生变化，随着大功率电力电子技术的发展，使得直流输电受到青睐，目前直流输电已走向普遍，直流输电是通过电力电子器件来实现电流的变换，从而实现直流输电的过程。远距离大功率输送促使直流输电进一步发展。直流输电系统可以提高系统抗故障的能力，可以减轻电网崩溃的危险。

目前，直流、柔性直流输电已经广泛投入应用，基于直流线路在交流系统中的运行、潮流分配以及最优潮流问题，针对交流系统中的直流线路的不同等效方式来实现交直流潮流的混合优化。

发明内容

本发明提供一种基于双端发电机等效的交直流混合潮流优化方法，首先通过将直流系统加以等效，使直流系统的数据加入至交流系统中，其次将直流线路的功率损耗函数加至优化方程的约束中，之后进行潮流优化计算，将得到的结果，属于直流线路的数据转化为原始数据，输出至屏幕。

本发明的技术解决方案如下：

具体实现步骤如下：

步骤一：将交流系统网络及参数、直流系统网络与参数分别列入发电机组、母线组、线路数据组的矩阵中，如图1～3所示；

步骤二：采用双端发电机等效法，将直流线路的两端等效为一对虚拟发电机组；

步骤三：将发电机组与直流线路数据加入至交流系统的参数中；

步骤四：建立整体潮流优化模型，使用内点法进行优化计算求解。

优化方法具体实施内容如下：

1)将直流系统进行双端等效设计：

①直流输电线路两端等效为两组虚拟发电机，即将直流线路两端各视为发电机节点，一端传输有功功率，一端接收功有功率，首端“from”端相当于发出负功率为P_f的电机，末端“to”端相当于接收了P_t的有功功率的电机，将虚拟发电机组其加入到发电机矩阵数据当中；

②直流线路的损耗为线路首端功率的一次函数，这种等效形式忽略了直流线路与换流站的具体情况，单纯地将线路损耗与换流损耗(Voltage-Source-Converter，简称为VSC)合并为一线性约束，如下式所述：

P_loss＝l₀+l₁P_f

并将其进一步变形整理为首末端功率的约束，写入优化模型的等式约束之中；

P_t＝(1-l₁)P_f-l₀

2)通过交流及直流系统的参数建立整体的优化模型，以系统发电成本最小为目标函数，发电成本为功率的二次函数形式，即总成本可以写成如下形式：

其中，P_j为每台发电机组发出的功率，a_j2、a_j1、a_j0分别为系统发电成本的二次项系数、一次项系数和常数项系数，j＝1……k，k为发电机个数；

3)建立与目标所联系的系统约束条件，包括潮流等式非线性约束、机组运行约束、直流线路损耗约束等。