[发明专利]一种用于500kV统一潮流控制器的五端功率注入建模方法

说明书

本发明提供了一种用于500kV统一潮流控制器的五端功率注入建模方法，考虑500kV等级统一潮流控制器特殊的拓扑结构，并联侧变流器通过一回线接入低压母线，串联侧变流器两回线接入高压母线；采用统一潮流控制器的电源模型，将统一潮流控制器的控制作用等效为对母线中5点的功率注入，得到500kV统一潮流控制器的五端功率注入模型，并在500kV统一潮流控制器的五端功率注入模型的基础上进行潮流优化。本发明考虑UPFC实际拓扑结构建立用于500kV UPFC的五端功率注入模型，并将N‑1热稳定约束和UPFC控制特性加入传统潮流优化模型中，建立一个综合优化模型，为电网提供最优的系统运行方案，进一步提高电网运行的经济性和静态安全性。

技术领域

本发明属于电网控制技术领域，特别涉及一种用于500kV统一潮流控制器的五端功率注入建模方法。

背景技术

统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)的概念在1991年由美国西屋科技中心的L.Gyugyi等人提出，UPFC被认为是第三代FACTS器件中最具代表性的控制器，结构复杂、功能强大，它能够同时实现串联补偿功能和并联补偿功能，通过对网络参数快速、准确、灵活的调整，可以对输电线路中的潮流进行很好的调控。此外，UPFC还对系统稳定优化系统潮流配置，实现电网的安全、经济运行。

现有的UPFC的系统级模型无法反映串联侧控制多回线路的特殊结构，因此为了能够更好的对UPFC工程进行仿真分析，便于电力系统规划及运行人员分析，亟需开发能够切实反映UPFC结构的仿真模型；其次，应当尽可能地利用UPFC的潮流控制能力，开展电网最优潮流计算。然而，已有的潮流优化方法没有考虑在潮流运行点变化时UPFC不同控制方式对潮流的影响，从而导致当前运行点潮流最优，但N-1热稳定约束不满足的情况，因此需要在计及UPFC控制特性的综合设计潮流运行方案。

发明内容

本发明考虑UPFC实际拓扑结构建立用于500kV UPFC的五端功率注入模型，并将N-1热稳定约束和UPFC控制特性加入传统潮流优化模型中，建立一个综合优化模型，为电网提供最优的系统运行方案，进一步提高电网运行的经济性和静态安全性。

本发明具体为一种用于500kV统一潮流控制器的五端功率注入建模方法，所述五端功率注入建模方法具体包括如下步骤：

步骤(1)：建立统一潮流控制器的功率注入模型，包括高压母线、低压母线、并联变压器、串联变压器和变流器；

步骤(2)：考虑500kV等级统一潮流控制器特殊的拓扑结构，并联侧变流器通过一回线接入低压母线，串联侧变流器两回线接入高压母线；

步骤(3)：采用统一潮流控制器的电源模型，将统一潮流控制器的控制作用等效为对母线中5点的功率注入，得到500kV统一潮流控制器的五端功率注入模型，其中，第1点和第3点为高压母线始端，第2点和第4点为高压母线末端，第5点为低压母线端；

步骤(4)：针对500kV统一潮流控制器的五端功率注入模型，建立满足统一潮流控制器串并联时有功功率平衡的表达式：

式中，V₁…V₅为各个点的母线电压，θ₁…θ₅为各个点的母线相角，g_Lb_Lb_c分别是线路的电导、电纳和对地导纳，V_se′为每回线路上的统一潮流控制器串联侧输出电压，其包括自身变压器电压产生的压降，I_p为并联侧有功注入电流；

步骤(5)：根据功率注入法将步骤(4)中的表达式代入消去I_p，得到统一潮流控制器五端功率注入模型的各附加注入功率。