)E(Qcimin(t)，Qciniin(t)+dgci,…Qciniax(t)-dgci,Qciniax(t)} (iE脚
[0099]其中，Qcimm(t)及如max(t)分别是可投切并联电容器无功补偿下限及可投切并联 电容器无功补偿上限，dwi为档位公差；
[0100] 有载调压变压器分接头Tah(t)离散约束 阳 101] TVi (t) E (Twimin (t)，TVimin (t)+d肌，…T肌max (t)-dwi, Twimax (t)}(i E脚 阳10引其中，Twimw(t)及TwimaxW分别是有载调压变压器分接头下限及有载调压变压器 分接头上限，dwi为档位公差； 阳10引各式中，N为交直流电网节点的集合；Pw(t)和如(t)分别为交流系统发电机节点 发出的有功功率及无功功率； 阳104] (2)交直流系统的关联约束
[0105] 交直流系统的关联约束即为交直流电网连接节点的功率平衡方程
[0107] 式中：i GN为交直流电网连接节点的集合；y为变压器分接头；Pgi(t)和QgiW 分别为交流系统发电机节点发出的有功无功功率；(Li(t)为节点i的无功补偿功率容量； Pdi (t)和Qdi (t)分别为负荷节点的有功无功功率；Pu, (V，e，y，t)和Qu, (V，e，y，t)分别为 线路上的有功功率和无功功率；Pdi (t)和Qdi (t)分别为第t个时段VSC所在节点i的有功 功率和无功功率；当换流器i为整流器时，Api=1，当换流器i为逆变器时，APi= -1，但 无论是整流还是逆变，均需要吸收无功功率，即Agi=1。
[0108] 进一步的，交直流混合系统网损的最优解包括：建立拉格朗日函数，引入A和5 系数，满足最优解KKT条件；
[0109] 模型的拉格朗日函数如下：
[0110]L(U，X)=A(X)+D(U)+ATf [X，Pc(U)，Pr(U)] 阳11U满足邸T条件：
[0113] 综合计算拉格朗日函数对控制变量、状态变量的灵敏度函数：
[0115] 其中，输电断面的交流系统网损和直流系统网损对控制变量U的灵敏度分别为：
阳11引Sdu=Sa。，即满足KKT条件，此时若不等式约束满足不越限的条件，则达到交直流系 统功率调整最优条件，越限则取限值。
[0119] 进一步的，各个时间点逐一求解，并能考虑相邻时间断面直流线路功率波动的约 束，再求解当前时间点时引入上一时间点的交直流混合系统的功率优化结果，体现动态优 化思想；Sdu和Sau是求解的关键，对相邻时间断面直流线路功率平滑波动的约束由：
[0120] APm"《Pi(t)《APmax
[0121] 变为： 阳1 2引 A Pmin+Pi (t-1)《Pi (t) + AU(Sdu+SJ《A Pmax+Pi (t-1)
[0123] 加入了时间断面和混合系统网损对U灵敏度，其中，Pi(t-1)为上一时间段得到的 直流线路的最优输送功率量。 阳124] 进一步的，包括W下具体步骤： 阳12引步骤Sl:将时刻t初始化为0,W0为起始点，即令t=0; 阳1%] 步骤S2:输入系统状态数据，系统运行约束，上一时刻直流线路最优有功功率输 送量，当t= 0时刻，输入系统前一日23时状态数据；
[0127] 步骤S3 :将迭代次数设置为0,设置优化步长为1小时；
[0128] 步骤S4 :对交直流系统进行常规潮流计算，计算各节点电压和潮流分布；
[0129] 步骤S5 :基于步骤S4常规潮流计算结果，进行无功优化计算，收敛性及系统约束 条件判定，判断本次收敛结果是否满足收敛精度及是否满足限值，满足则执行步骤S6,不满 足则执行步骤S8;
[0130] 步骤S6:t时段无功优化计算结果结束，输出本时段优化结果，进入t+1时段计 算； 阳131 ] 步骤S7 :判断时刻是否超过23点，超过则执行步骤S10,不超过则执行步骤S2 ;
[0132] 步骤S8:对越限的状态变量取其限值，并继续获取网损、状态变量、交直流断面功 率对控制变量U的灵敏度关系，建立灵敏度矩阵，采用内点法求解，得到控制变量的修正 值：
[0133] 步骤S9 :修正系统变量，得到新的系统运行点并执行步骤S4 ;
[0134] 步骤SlO :系统无功优化结束。
[0135] W上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1. 一种交直流混合系统的网损动态优化方法，其特征在于：输入网络拓扑中的控制变 量，确定目标函数和约束条件，通过调整直流功率，构建混合输电网网损动态优化控制模型 并求得交直流混合系统网损的最优解。2. 根据权利要求1所述的交直流混合系统的网损动态优化方法，其特征在于：所述交 直流混合输电网网损动态优化控制模型如下： minS(u，X)=A(X)+D(u)s.t.f[x，Pc(u)，Pr(u)]=O gmm(u) ^g(u) ^gnax (u) Pc(u) =Δu+D(u)+u0 Pr (u) = -Δu+D(u) -u0 其中是状态变量，u是控制变量，即流经直流线路的有功功率，f是节点的功率平衡 方程，g(U)是相关交直流控制断面换流站有功功率值，g_(U)以及8_ (U)分别为考虑控制 断面爬坡速率约束的功率下限值以及上限值，PJu)是整流站输送的有功功率，PJu)是逆 变站输送的有功功率，A(X)是交流网损，D(U)是直流网损，u。是流经直流线路的初始有功 功率，Δu是调整量。3. 根据权利要求1所述的交直流混合系统的网损动态优化方法，其特征在于：所述确 定目标函数包括：以全天24小时交直流输电网网损最小化为目标函数，其表达式为：其中，L，Τ，Φ分别为交流系统线路、变压器支路和直流系统支路的合集，ij为节点i与j之间的支路，PupPtipP4^分别为交流线路、变压器支路和直流系统网损，t为一天中的时 刻点，以小时为间隔，At为时刻点t对应的时间段。4. 根据权利要求1所述的交直流混合系统的网损动态优化方法，其特征在于，所述约 束条件包括： (1)动态交流系统的约束 不等式约束： 发电机无功出力Qsi (t)约束 Q(；i min⑴<Qci⑴<QGimax⑴(? G N) 其中，Qsi _(t)及Qei _(t)分别是发电机无功出力下限及发电机无功出力上限； 节点电SV1U)约束 Vinin(t) ^V1U) ^Vinax(t)(ieN) 其中，V1 _(t)及V1 _(t)分别是节点电压下限及节点电压上限； 可投切电容器无功补偿Q" (t)约束 Qcimin⑴ <Qci⑴ <Qcimax (t)(iGN) 其中，_(t)及Q" _(t)分别是可投切电容器无功补偿下限及可投切电容器无功补 偿上限； 有载调压变压器分接头变比Tapi (t)约束 TAPi min⑴ <TApi (t) <TApimax⑴(?G N) 其中，Tapi _(t)及Tapi _(t)分别是有载调压变压器分接头变比下限及有载调压变压 器分接头变比上限； 可投切并联电容器无功补偿Q" (t)离散约束 Qci⑴G{QCimin (t)，Qcimin (t)+dQCi，…Qcimax (t) _dQCi，Qcimax (t)}(iGN) 其中，Q?_(t)及Q"_(t)分别是可投切并联电容器无功补偿下限及可投切并联电容 器无功补偿上限，Cltjei为档位公差； 有载调压变压器分接头Tapi (t)离散约束 TAPi (t)ε{TAPimin (t),TAPimin (t) +dAPi, ···TAPimax (t) _dAPi,TAPimax (t)}(iGN) 其中，Tapi _(t)及Tapi _(t)分别是有载调压变压器分接头下限及有载调压变压器分 接头上限，dAPl为档位公差； 各式中，N为交直流电网节点的集合；Pt^t)和Qt^t)分别为交流系统发电机节点发出 的有功功率及无功功率； (2)交直流系统的关联约束 交直流系统的关联约束即为交直流电网连接节点的功率平衡方程式中：ieN为交直流电网连接节点的集合；y为变压器分接头；Pjt)和Qt^t)分别 为交流系统发电机节点发出的有功无功功率；Qcti (t)为节点i的无功补偿功率容量；PDl (t) 和Qdi (t)分别为负荷节点的有功无功功率；Puj (V，Θ，y，t)和Quj (V，Θ，y，t)分别为线路上 的有功功率和无功功率；Pdl (t)和Qdl (t)分别为第t个时段VSC所在节点i的有功功率和 无功功率；当换流器i为整流器时，λρι=1，当换流器i为逆变器时，λρι=-1，但无论是 整流还是逆变，均需要吸收无功功率，即Atji= 1。5.根据权利要求1所述的交直流混合系统的网损动态优化方法，其特征在于： 交直流混合系统网损的最优解包括：建立拉格朗日函数，引入λ和δ系数，满足最优 解KKT条件； 模型的拉格朗日函数如下： L(u，X)=A(X)+D(u) +λTf[X，Pc (u)，Pr (u)] 满足KKT条件：综合计算拉格朗日函数对控制变量、状态变量的灵敏度函数：其中，输电断面的交流系统网损和直流系统网损对控制变量u的灵敏度分别为：Sdu=Sau，即满足KKT条件，此时若不等式约束满足不越限的条件，则达到交直流系统功 率调整最优条件，越限则取限值。6. 根据权利要求1所述的交直流混合系统的网损动态优化方法，其特征在于：各个时 间点逐一求解，并能考虑相邻时间断面直流线路功率波动的约束，再求解当前时间点时引 入上一时间点的交直流混合系统的功率优化结果，体现动态优化思想；Sdu和Sau是求解的关 键，对相邻时间断面直流线路功率平滑波动的约束由： APnin^ P1U) APnax 变为： ΔP議+P1(H)SP1UHAu(SJSau) <ΔP随+P1(H) 加入了时间断面和混合系统网损对u灵敏度，其中，P1U-I)为上一时间段得到的直流 线路的最优输送功率量。7. 根据权利要求1所述的交直流混合系统的网损动态优化方法，其特征在于，包括以 下具体步骤： 步骤Sl:将时刻t初始化为0,以O为起始点，即令t=O; 步骤S2 :输入系统状态数据，系统运行约束，上一时刻直流线路最优有功功率输送量， 当t= 0时刻，输入系统前一日23时状态数据； 步骤S3 :将迭代次数设置为0,设置优化步长为1小时； 步骤S4 :对交直流系统进行常规潮流计算，计算各节点电压和潮流分布； 步骤S5 :基于步骤S4常规潮流计算结果，进行无功优化计算，收敛性及系统约束条件 判定，判断本次收敛结果是否满足收敛精度及是否满足限值，满足则执行步骤S6,不满足则 执行步骤S8 ; 步骤S6:t时段无功优化计算结果结束，输出本时段优化结果，进入t+Ι时段计算； 步骤S7 :判断时刻是否超过23点，超过则执行步骤S10,不超过则执行步骤S2 ; 步骤S8 :对越限的状态变量取其限值，并继续获取网损、状态变量、交直流断面功率对 控制变量u的灵敏度关系，建立灵敏度矩阵，采用内点法求解，得到控制变量的修正值： 步骤S9 :修正系统变量，得到新的系统运行点并执行步骤S4 ; 步骤SlO:系统无功优化结束。
【专利摘要】本发明涉及一种交直流混合电力系统的网损动态优化方法，其特征在于：输入网络中的控制变量，确定目标函数和约束条件，通过调整直流功率，构建混合输电网网损动态优化控制模型并求得交直流混合系统网损的最优解。本发明旨在解决大型交直流输电网的网损优化问题，并找到最优解条件以及交直流通道影响系统网损的机理。
【IPC分类】H02J3/02
【公开号】CN105391073
【申请号】CN201510980764
【发明人】林章岁, 艾欣, 林毅, 杨晓东
【申请人】国网福建省电力有限公司, 国家电网公司, 国网福建省电力有限公司经济技术研究院, 华北电力大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月24日