[发明专利]基于MFO算法的光伏高占比电网UPFC应用优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于MFO算法的光伏高占比电网UPFC应用优化方法及系统，方法包括获取UPFC控制模型；根据UPFC控制模型，确定UPFC优化参数并获取优化目标函数；基于MFO算法对UPFC优化参数进行优化。改进MFO算法的种群初始化、飞行机制以及火焰熄灭规则，增加其算法的全局寻优能力，加快收敛速度，并通过MATLAB和PSD‑BPA的联合仿真，验证其所提方法的有效性，以提高UPFC设备对电网的暂态电压支撑能力以及阻尼功率振荡的能力。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种基于MFO算法的光伏高占比电网UPFC应用的优化方法及系统。

背景技术

电力系统是一个复杂的大规模非线性动态系统，其稳定性分析一直是电力系统规划与运行的重要研究课题。伴随电力系统从发电、输电的一体制发展到如今开放、竞争的市场环境，电力系统规划与运行的不确定性和不安全因素増多，特别是在新能源发展迅速的当下，光伏占比较高的局部电网，存在日夜送受转换的问题。日间光伏大发，电网呈外送特性，易存在动态稳定问题；夜间光伏零出力，电网呈受电特性，负荷较重地区易存在暂态电压稳定问题。动态稳定安全与电压安全的协调配合己经成为限制电力传输的重要因素。

改善动态稳定常用的方法是优化机组电力系统稳定器(PSS)参数，但机组之间关系复杂，实际操作存在一定难度。改善电压稳定性最常用的方法是向系统注入无功功率进行补偿。然而此类传统的机械式控制方法有明显的局限性，其反应速度较慢，缺乏足够的控制能力。而作为柔性交流输电(FACTS)中功能最强的设备，UPFC(统一潮流控制器)能够快速可靠地对系统进行动态潮流控制以及电压无功支撑，以增强系统阻尼，提高暂态电压水平，且具有较强的可控性。现阶段已投运的UPFC工程主要有南京西环网工程、苏南工程、上海蕰藻浜工程等等，但多数工程均以潮流控制为主要目标，未综合考虑装置在多种稳定问题下的协调控制。

在UPFC建模的过程中，将其串联侧和并联侧分别用受控电压源和受控电流源表示，相应地，UPFC的控制器也分为串联侧控制和并联侧控制，其中，串联侧电压源输出电压的纵分量和横分量由受控线路的有功、无功功率调节，并联侧电流源输出电流的横分量、纵分量则分别由直流电容电压和受控母线电压调节。在进行控制器设计的过程中，对应UPFC的控制器，一般采用比例积分微分(PID)控制器的设计思路，利用比例、微分和积分的方式调节串联侧和并联侧电压纵分量和横分量。因此，在实际应用过程中，PID控制器中P、I、D三个参数的选取至关重要，它们直接影响到控制效果的好坏。

目前，基于比例—积分(PI)控制器的dq解耦双环控制策略在诸多已经投运的UPFC示范工程中得到广泛运用，通过优化设定PI控制器控制参数，可以改善UPFC装置的稳态、动态性能，但是该策略的控制参数主要依靠人为经验来设定，且相关的调试工作量大。目前已有的优化控制算法包括将UPFC控制模型的指令跟踪能力作为优化目标，基于粒子群优化算法控制参数的优化方法，和利用遗传算法对PID控制器参数进行优化，采用偏差绝对值对时间的积分性能指标作为最小目标函数。但是，以上算法收敛性较差、精度不足，易陷入局部最优，整体鲁棒性较差的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种基于MFO算法的光伏高占比电网UPFC应用优化方法，解决了现有技术中的算法收敛性较差、精度不足，易陷入局部最优，整体鲁棒性较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于MFO算法的光伏高占比电网UPFC应用优化方法，其特征是，包括以下过程：

获取UPFC控制模型；

根据UPFC控制模型，确定UPFC优化参数并获取优化目标函数；

基于MFO算法对UPFC优化参数进行优化。

进一步的，所述UPFC控制模块包括：

UPFC串联侧的控制模型和UPFC并联侧的控制模块。