[发明专利]一种含统一潮流控制器的线性化最优潮流模型

摘要

本发明公布了一种含统一潮流控制器UPFC的线性化最优潮流LOPF模型。直流最优潮流DCOPF是目前最热门的OPF线性化方法，其求解速度快，但是计算精度相对较低，且无法求解节点电压幅值和线路无功功率两个电气量。UPFC可以提升地区电网的供电能力，将其引入DCOPF模型则增加了问题复杂度，还将线性化的DCOPF转化成了非线性模型。基于此，本发明提出了一种精度更高的且更加完善的新型LOPF模型，该模型可以求解电压和无功功率；并对UPFC的电流源型稳态模型进行处理，使其等效嵌入到线路中，从而适用于本发明所提LOPF模型。算例仿真结果表明，本发明保留了线性化模型的高效性，计算结果具有较高的精度，且能够求解出比DCOPF模型更加完备的潮流信息。

主权项

一种含统一潮流控制器的线性化最优潮流模型，其特征在于，按以下步骤建立模型：(1)读取电网数据；(2)将节点功率方程解耦成线路功率流和损耗流两部分，公式为：ΔPi=PGi-PDi-Σl∈iNlAilPil-Σl∈iNlAilossPllossΔQi=QGi-QDi-Σl∈iNlAilQil-Σl∈iNlAilossQlloss]]>其中：PGi、PDi为节点i的有功电源、有功负荷；QGi、QDi为节点i的无功电源、无功负荷；Pil、Qil为线路l首端的有功、无功功率流；为线路的有功、无功损耗；Ail为线路功率流关联矩阵，阶数为N×Nl，N为系统的节点数，Nl为系统中的线路数，若节点i为线路首节点，则对应元素为1，节点i为线路末节点，则对应元素为‑1，否则为0；Ailoss为线路损耗关联矩阵，节点i为线路末节点，则对应元素为1，否则为0；l∈i表示与节点i相连的线路；(3)通过简化和等价代换，将损耗流带入到线路功率流公式中，得到：Pil=12gij(Vi2-Vj2)+12Plloss-bijθijQil=-12bij(Vi2-Vj2)+12Qlloss-gijθij]]>其中：Vi为节点i的电压幅值；Vj为节点j的电压幅值；gij、bij为线路l的电导、电纳；θij＝θi‑θj为线路两端的相角θi、θj的相角差；(4)读取当前调度潮流数据，包括节点电压幅值和线路的有功、无功功率，在热启动环境下，将电力系统最优潮流OPF问题中非线性的节点功率方程线性化处理，公式为：Pil=m1Vi+m2Vj+m3θi+m4θj+mPlQil=m5Vi+m6Vj+m7θi+m8θj+mQl]]>Plloss=m9Vi+m10Vj+m11θi+m12θj+mPlossQlloss=m13Vi+m14Vj+m15θi+m16θj+mQloss]]>其中：m1～m16、为进行变换处理后得到的系数；(5)建立统一潮流控制器UPFC等效电流源模型，将等效电流源模型处理成嵌入式模型，UPFC对系统的影响处理成线路首末段的负荷为UPFC并联侧对节点i侧有功、无功潮流影响，为UPFC串联侧对节点i侧有功、无功潮流影响，为UPFC串联侧对节点j侧有功、无功潮流影响；(6)建立计及UPFC的线性化最优潮流LOPF模型；(7)采用简化原‑对偶内点法对上述LOPF模型进行求解；(8)输出最优解，得出电网最优运行状态。