[发明专利]一种考虑IPFC控制模式的预防控制方法

权利要求书

1.一种考虑IPFC控制模式的预防控制方法，其特征在于：考虑IPFC的多种控制模式，包括主控路线下的阻抗补偿模式、相角调节模式、电压调节模式和定功率模式以及辅控线路下的定有功模式，利用IPFC各控制模式下的潮流计算迭代格式进行包含主、辅控模式的电力系统潮流计算；构建综合实用性与安全性的多目标优化函数，并给出电力系统和IPFC的运行约束；基于粒子群优化算法，实现电力系统的预防控制潮流优化；

考虑IPFC控制模式的电力系统潮流计算的求解步骤：一方面，根据IPFC的注入功率，进行电力系统部分的潮流计算；另一方面，利用算得的系统状态量和给定的控制目标值，更新IPFC变流器的输出参数；其中，将潮流不平衡量和IPFC主、辅控目标差值合并成误差矩阵，用来判断潮流计算是否收敛；

(a)对于阻抗补偿模式，串联变流器等效为一个补偿阻抗，使IPFC串联侧注入的电压与流过串联线路的电流比值始终等于目标值Z_ref不变，求得公共节点与附加节点之间的等效阻抗Z_im：

其中，V_i∠θ_i、V_m∠θ_m分别为公共节点与主控线路附加节点的节点电压，I_im为公共节点与附加节点之间的电流；

如果满足第k次迭代后误差小于给定参数ε：

则说明IPFC的控制目标满足收敛精度，否则需要对IPFC输出参数进行修正，首先求得主控变流器等效电抗上的电压差

其中，V_j∠θ_j为主控线路末端的节点电压，Z_mj为主控线路阻抗，B_c为主控线路并联电纳，X_seim为主控变流器的等效电抗，j为虚数单位；

将附加节点与公共节点之间的电压差修正为：

基于第k次潮流计算的迭代结果，求得变流器输出电压的更新值，主控变流器输出电压V_seim∠θ_seim的迭代格式如下：

其中，上标k和k+1分别表示第k次迭代值和第k+1次迭代值；

(b)对于相角调节模式，IPFC通过串联侧变流器控制附加节点与公共节点电压的相角差θ_mi等于目标值θ_ref不变，同时保证公共节点电压幅值与附加节点的电压幅值相等；

如果满足第k次迭代后满足：

则说明IPFC的控制目标满足收敛精度，否则需要对IPFC输出参数进行修正，将附加节点与公共节点之间的电压差修正为：

基于第k次潮流计算的迭代结果，求得变流器输出电压更新值，主控变流器输出电压V_seim∠θ_seim迭代格式如下：

(c)对于电压调节模式，利用串联侧变流器使线路同时满足两个条件：控制主控线路附加节点的电压幅值等于目标值V_ref不变，以及串联侧注入的电压相角与公共节点的电压相角相同；

如果满足第k次迭代后满足：

则说明IPFC的控制目标满足收敛精度，否则需要对IPFC输出参数进行修正，将附加节点与公共节点之间的电压差修正为：

基于第k次潮流计算的迭代结果，求得变流器输出电压更新值，主控变流器输出电压V_seim∠θ_seim迭代格式如下：

(d)对于定功率模式，即控制主控线路的有功、无功潮流P_mj、Q_mj等于目标值P_mjref、Q_mjref不变；

如果满足第k次迭代后满足：

则说明IPFC的控制目标满足收敛精度，否则需要对IPFC输出参数进行修正，V_seimp、V_seimq为以公共节点的电压方向为参考，对变流器输出电压V_seim做PQ分解的有功、无功分量幅值；

将V_seimp、V_seimq看作待求变量，需要满足如下约束：

基于第k次潮流计算的迭代结果，主控变流器输出电压V_seim∠θ_seim迭代格式如下：

(e)对于定有功模式，即控制辅控线路的有功潮流P_nk等于目标值P_nkref不变；如果满足第k次迭代后满足：

则说明满足IPFC的控制目标满足收敛精度，否则需对IPFC输出参数进行修正；对辅控变流器输出电压V_sein进行PQ分解为V_seinp、V_seinq，根据功率关系求得：

其中，V_n∠θ_n为辅控线路附加节点的节点电压，X_sein为辅控变流器的等效电抗；

之后代入V_seinq求得V_seinp：

基于第k次潮流计算的迭代结果和V_seim^(k+1)、θ_seim^(k+1)，辅控变流器V_sein∠θ_sein迭代格式如下：