[发明专利]一种以注入功率为变量的IPFC模型及其潮流计算方法

说明书

本发明公开一种以注入功率为变量的IPFC模型及其潮流计算方法，具体为：直接将注入功率作为变量，等效IPFC对受控线路的影响，通过数学变形使模型不涉及IPFC变流器的注入电压变量，从而建立了一种新型IPFC模型；在此基础上，直接以IPFC注入功率作为潮流计算过程中IPFC的状态变量，构建了以线路功率为控制目标的IPFC潮流计算迭代更新方程，并根据每次迭代的控制目标差值与系统状态量。本发明IPFC模型具备建模简便、模型收敛性好、收敛精度高；本发明IPFC模型的潮流计算方法能够快速准确地实现含IPFC的大电网潮流计算，有利于挖掘IPFC在实际电网中的应用价值和控制潜力。

技术领域

本发明涉及电力系统运行分析和仿真技术领域，具体是一种以注入功率为变量的IPFC模型及其潮流计算方法。

背景技术

线间潮流控制器(Interline Power Flow Controller，IPFC)作为第三代FACTS器件的典型代表，作为其主要功能，IPFC能够实现对多条线路潮流的精确调控，IPFC能够灵活控制电力系统的有功、无功、电压、阻抗和功角，控制效果显著。与此同时，而IPFC控制潮流具有定向、定量的特点，可将重载线路潮流“搬运”至临近轻载线路，减少对其他线路的潮流影响。综上，IPFC能够灵活控制电力系统的有功、无功、电压、阻抗和功角，IPFC具有巨大的研究潜力和深远的应用前景，便于优化系统运行，提高电网供电可靠性及安全性。

为挖掘IPFC在实际电网中的应用价值和控制潜力，首先应进行含IPFC的电力系统潮流计算。发明人经调研发现，目前含IPFC的电力系统潮流计算研究存在如下不足：而现有的IPFC模型，如基于传统功率注入法所建立的IPFC模型常忽略线路电阻、导纳以及串联耦合变压器等效阻抗的影响，容易造成潮流收敛困难的问题。然而，如果计及线路阻抗及导纳，则所建模型非常复杂，单次潮流计算时间长，难以应用于后续的潮流优化迭代计算。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以注入功率为变量的IPFC模型及其潮流计算方法，具备建模简便、模型收敛性好、收敛精度高的特点，能够快速准确地实现含IPFC的大电网潮流计算，有利于挖掘IPFC在实际电网中的应用价值和控制潜力。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种以注入功率为变量的IPFC模型,IPFC模型以注入功率为变量等效IPFC对受控线路的影响而建立，将节点i的注入功率再细分为两部分，主控变流器和辅控变流器对节点i的注入有功功率P_ijt1、P_ijt2和注入无功功率Q_ijt1、Q_ijt2分别为：

将方程式(A₁)与IPFC对主控线路附加节点的注入功率进行等价变形，得到：

将方程式(A₂)与IPFC对辅控线路附加节点的注入功率进行类似变换，得到：

IPFC遵循有功守恒，以注入功率为变量的IPFC模型为：

方程式(A₅)中的第二个和第四个公式的左边变量V_seim、V_sein、θ_seim、θ_sein，在求得IPFC注入功率变量之后，根据式方程式(A₅)中的第二个和第四个公式推得V_seim、V_sein、θ_seim、θ_sein的值。

将方程式(A₅)中的第一个和第三个公式的实部和虚部都取为0，得到：