基于rpfc的特高压电网互动式潮流控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于RPFC的特高压电网互动式潮流控制方法，应用RPFC潮流控制装置实现电网大范围内的大容量潮流转移，包括步骤：步骤1，获得重载线路和轻载线路；步骤2，根据重载线路与轻载线路进行RPFC布点；步骤3，步骤3，构建RPFC潮流控制模型；步骤4，基于RPFC潮流控制模型，采用RPFC对主要控制节点进行潮流控制。本发明从电网中各区域间关联性入手，基于电网网架结构体系，考虑了电网局部间的互动并兼顾电网整体潮流均衡性；同时还可根据电网中负荷需求进行局部的按需潮流控制。
【专利说明】基于RPFC的特高压电网互动式潮流控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及特高压电网中接入旋转潮流控制器（RPFC)后的潮流控制方法，尤其 设及一种基于RPFC的特高压电网互动式潮流控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国特高压交直流工程不断接入电网，逐步形成W特高压为骨干网架的全国 性互联大电网。此外，随机性电源及负荷的接入，互联大电网的潮流变化越来越复杂，不同 条件下呈现出不同的双向流向性，运行方式的制定变得更加复杂，如何控制调节大电网的 潮流，提高特高压电网的运行平稳性，是一个非常复杂的问题。
[0003] 特高压工程跨越多个省电网，特高压输送功率的变化直接引起多个省电网的潮流 变化，在极端情况下可能导致受端大电网的功率缺失，引起切负荷及稳定性等问题。特高压 工程远距离、跨越大区域，且输送功率大，影响其输送功率的因素众多。当前电网中使用的 统一潮流控制器扣PFC)，是一种典型的电力电子装置，其调节速度很快，能较好的实现潮流 调节。然而其快速的响应能力，将引起诸多的稳定性问题。其次，电力电子器件及组成的主 电路，在电网运行方式多变情况下，其可靠性问题突出。该些都导致UPFC应用受到了一定 的限制。旋转潮流控制器（RPFC)由旋转的移相变压器及电力电子开关组成，移相变压器是 一种传统设备，其运行可靠性较高，电力电子开关的控制调节速度快。因此，RPFC装置综合 了常规设备和电力电子设备的优点，调节速度较快，可靠性较高，同时可控容量大，是一种 较为理想的潮流控制器。
【发明内容】
[0004] 针对现有特高压大电网潮流控制技术中存在的问题，本发明从电网中区域间的关 联性入手，提供了一种将电网全局和局部相结合的、基于RPFC的特高压电网互动式潮流控 制方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
[0006] 一、一种基于RPFC的特高压电网互动式潮流控制方法，包括步骤：
[0007] 步骤1，分析电网中薄弱点，根据薄弱点获得重载线路和轻载线路；
[000引步骤2,将重载线路与轻载线路间位置作为RPFC的候选布点，选择位于PMU布点间 或PMU监测区域内的候选布点作为RPFC布点；
[0009] 步骤3,构建RPFC潮流控制模型，本步骤进一步包括子步骤：
[0010] 3. 1采用灵敏度分析法获得特定节点相角变量引起的电网潮流转移量，将电网潮 流转移量大于5%的特定节点作为主要控制节点，所述的特定节点包括特高压落点相连接 的电源节点、特高压落点相连接的500kV变电站节点和大负荷母线节点；
[0011] 3. 2将相关度为0. 2?20的主要控制节点相角为强相关的节点相角；
[0012] 3. 3 W强相关的节点相角为变量，基于潮流功率方程获得RPFC潮流控制模型 cA戶 A/^=式'AA-，APi表示负荷节点功率变化量，A5j表示强相关的节点相角；
[0013] 步骤4,采用RPFC对主要控制节点进行潮流控制，本步骤进一步包括子步骤：
[0014] 4. 1基于灵敏度分析获得潮流转移的起始节点、经过线路和终点区域；
[0015] 4. 2设定优化目标，包括局部供电需求优化目标和全局均衡性优化目标；局部供 电需求优化目标即电网内变电站供电功率等于负荷功率；全局均衡性优化目标即电网中各 线路传输功率占自身额定功率的比例均为A，
【权利要求】
1. 基于RPFC的特高压电网互动式潮流控制方法，其特征是，包括步骤： 步骤1，分析电网中薄弱点，根据薄弱点获得重载线路和轻载线路； 步骤2,将重载线路与轻载线路间位置作为RPFC的候选布点，选择位于PMU布点间或PMU监测区域内的候选布点作为RPFC布点； 步骤3,构建RPFC潮流控制模型，本步骤进一步包括子步骤： 3. 1采用灵敏度分析法获得特定节点相角变量引起的电网潮流转移量，将电网潮流转 移量大于5%的特定节点作为主要控制节点，所述的特定节点包括特高压落点相连接的电 源节点、特高压落点相连接的500kV变电站节点和大负荷母线节点； 3. 2将相关度为0. 2?20的主要控制节点相角为强相关的节点相角； 3. 3以强相关的节点相角为变量，基于潮流功率方程获得RPFC潮流控制模型APi = ^ 5ΔΡ sij·Δδj，Δρ?表示负荷节点功率变化量，Δδj表示强相关的节点相角； 步骤4,采用RPFC对主要控制节点进行潮流控制，本步骤进一步包括子步骤： 4. 1基于灵敏度分析获得潮流转移的起始节点、经过线路和终点区域； 4. 2设定优化目标，包括局部供电需求优化目标和全局均衡性优化目标；局部供电需 求优化目标即电网内变电站供电功率等于负荷功率；全局均衡性优化目标即电网中各线路 λ=Λ_ 传输功率占自身额定功率的比例均为λ， 'P1^电网中线路总功率，PiN为线路i 的额定功率，P为电网中线路数； 4. 3根据潮流控制要求，结合RPFC自身响应速度及控制能力，确定各主要控制节点的 相角控制量值和相角控制量变化步长，并确保相角控制量值不越限； 4. 4在当前相角控制量变化步长下采用RPFC潮流控制模型迭代计算优化目标，直至满 足优化目标或达到预设迭代次数，RPFC以迭代结束时的相角控制量值为主要控制节点的相 角值，迭代公式为A(Hl) =A⑷+/f ，其中，Λδ"Λδ2、…Λδη分别 为主要控制节点对应的相角控制量变化步长；f(Δδ…Λδη)为RPFC潮流控制模型，i(kl 表示对Λδ』求导数，其上标k表示迭代次数；δ』(k+1)为当前迭代下主要控制节点j的相 角控制量值，SjQO表示上一次迭代下主要控制节点j的相角控制量值。
2. 如权利要求1所述的基于RPFC的特高压电网互动式潮流控制方法，其特征是： 步骤1具体为： 以特高压输电通道为切入点，根据电网拓扑结构分析其落点在受端电网中位置，根据 特高压线路故障跳闸后电网的潮流分布情况，确定潮流转移量；通过仿真计算确定电网薄 弱点，基于薄弱点分析潮流转移后造成的重载线路和轻载线路。
3. 如权利要求1所述的基于RPFC的特高压电网互动式潮流控制方法，其特征是： 子步骤3. 2中主要控制节点相角间的相关度采用如下方式获得： 令主要控制节点A和B的相角变化值分别为ΛδJPΛδ2，则主要控制节点A和B相 角间的相关度为Δδ^Λδ2。
4.如权利要求1所述的基于RPFC的特高压电网互动式潮流控制方法，其特征是： 在步骤4的迭代过程中还包括步骤： 每次迭代完毕时，根据局部供电需求优化目标偏差值调整相角控制量变化步长.,,,AP1.,, Δ# = ，其中，ΛS 当前相角控制量变化步长，ΛS'i为调整后的相角控制量变 化步长，APi为当前相角控制量变化步长下电网内变电站供电功率和负荷功率的差值；采 用调整后的相角控制量变化步长进行下一次迭代。
5. -种特高压电网中RPFC的布点方法，其特征在于，包括步骤： 步骤1，分析电网中薄弱点，根据薄弱点获得重载线路和轻载线路； 步骤2,根据特高压线路故障跳闸后电网的潮流分布情况获得电网中潮流转移情况，结 合步骤1获得的重载线路与轻载线路间位置，确定RPFC的候选布点； 步骤3,选择位于PMU布点间或监测区域内的候选布点作为RPFC布点。
【文档编号】H02J3/00GK104466960SQ201510005065
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2015年1月6日 优先权日:2015年1月6日
【发明者】孙建波, 方华亮, 李大虎, 王波, 彭辉 申请人:武汉大学, 国网湖北省电力公司