[发明专利]一种考虑IPFC控制模式的预防控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑IPFC控制模式的预防控制方法。考虑IPFC的多种控制模式，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。本发明可以充分挖掘IPFC的静态控制潜力，实现系统稳态运行时的潮流分布的优化，显著提高系统的实用性和静态安全水平。

技术领域

本发明属于电力系统运行分析和稳定控制领域，特别涉及了一种考虑IPFC控制模式的预防控制方法。

背景技术

近年来，随着国民用电需求的增加，输电网络的网架规模不断扩大、拓扑结构愈加复杂，导致输电线路的潮流分布不均，系统运行的安全性与稳定性受到挑战。线间潮流控制器(Interline Power Flow Controller,IPFC)是功能最为强大的综合型FACTS(FlexibleAC Transmission Systems,FACTS)设备之一，作为其主要功能，IPFC能够实现对多条线路潮流的精确调控，潮流优化效果显著，将其安装于电网，可以解决由于潮流分布不均而引起的输电瓶颈问题，提升电网的静态安全裕度。因此，IPFC具有巨大的研究潜力和深远的应用前景，为提高电网供电可靠性及安全性，研究含综合型FACTS的电力系统的潮流优化问题势在必行。

然而，发明人经调研发现，目前含IPFC的潮流优化研究存在两方面的不足：

1)目前研究的IPFC模型，只能实现以线路功率为控制目标的潮流计算，仅考虑定功率模式因而功能比较局限单一，而IPFC具有多种控制模式，还能够对母线电压幅值、母线电压相角、线路等效阻抗进行调节，可以根据实际需求，实现不同的调控功能。

2)目前研究缺少针对IPFC控制模式的预防控制优化。在实际运行中，更关注系统供电的连续性与可靠性，而以上文献均考虑在系统稳态运行情况下进行优化，未包含系统的N-1安全约束。除此之外，在预防控制中，不同的IPFC控制模式会影响系统N-1故障后的潮流分布，由于实际运行中IPFC难以检测远方的故障并及时快速调整其控制模式，应提前选择好IPFC的控制模式进行预防控制。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种考虑IPFC控制模式的预防控制方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种考虑IPFC控制模式的预防控制方法，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。

进一步地，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。

进一步地，(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：