基于潮流转移分布因子的统一潮流控制器控制整定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于柔性交直流输电领域，涉及一种基于潮流转移分布因子的统一潮流控 制器（UPFC)控制整定方法。
【背景技术】
[0002] 随着电网负荷不断增长，电网运行特性日益复杂，受制于部分重载设备的输电瓶 颈，局部地区供电能力不足，变压器和线路等负载分布不均，电网供电能力难以大幅提升。 与此同时，随着经济社会的不断发展，全社会对电网运行可靠性等方面的要求更加严苛，对 电网事故的容忍度越来越小。因此，如何最大程度发挥电网的供电能力，全面提高电网运 行可靠性，成为未来电网的发展方向。作为最具创造性、功能最强大的柔性交流输电系统 (Flexible Alternative Current Transmission Systems，FACTS)装置，统一潮流控制器 (Unified Power Flow Controller，UPFC)对于解决目前电网中潮流控制手段缺乏等问题， 提供了新的技术手段。目前，在含UPFC的电网静态安全分析中，UPFC的控制目标有功功 率、无功功率通常采用典型运行数据进行离线分析，控制目标值由试探法确定，计算效率低 且不能用于在线调度辅助决策。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种于潮流转移分布因子的统一潮流 控制器（UPFC)控制整定方法，可以在线刷新计算电网预想故障控制策略表，在发生N-I线 路开断故障时，查表设定UPFC的控制目标值，通过UPFC的功率控制，消除N-I过载。
[0004] 为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
[0005] 基于潮流转移分布因子的统一潮流控制器控制整定方法，其特征在于，包括以下 步骤：
[0006] 步骤一：根据电网能量管理系统，获取电网潮流及网架拓扑结构数据；
[0007] 步骤二：对电网进行线路开断故障N-I扫描计算，若存在N-I过载故障的情况，则 对电网拓扑是否改变进行判断，若不存在N-I过载故障，则返回步骤一；若电网拓扑发生改 变，则转到步骤三计算潮流转移分布因子，若电网拓扑不发生改变，则转到步骤四计算UPFC 控制目标值；
[0008] 步骤三：计算统一潮流控制器UPFC安装支路及N-I开断支路相对于N-I过载支路 的潮流转移分布因子；
[0009] 步骤四：根据支路j的最大传输有功功率的约束条件，计算开断支路k开断后， UPFC安装支路1的功率控制目标值，使得控制后的支路j传输有功功率不大于其最大传输 有功功率；
[0010] 步骤五：将计算所得UPFC控制目标值，载入电网预想故障控制策略表，在检测到 电网发生N-I故障时，查电网预想故障控制策略表设定UPFC的相应控制参数，通过UPFC的 潮流控制功能消除N-I过载。
[0011] 前述的基于潮流转移分布因子的统一潮流控制器控制整定方法，其特征在于，所 述步骤三中，所述UPFC安装支路为1、N-I开断支路为k、N-I过载支路为j、潮流转移分布 因子为D ] kl;潮流转移分布因子D ] kl的计算方法为：
[0012]
[0013] 其中，Xj、xk、义冷别为支路j、k、1的阻抗值，X为节点电纳矩阵的逆矩阵，X j k为 过载支路j与开断支路k两个端口节点对之间的互阻抗，Xu为过载支路j与UPFC安装支 路1两个端口节点对之间的互阻抗，X k_k为开断支路k端口节点对的自阻抗，Xk l为开断支 路k与UPFC安装支路1两个端口节点对之间的互阻抗，Xl k为UPFC安装支路1与开断支路 k两个端口节点对之间的互阻抗，X11为UPFC安装支路1端口节点对的自阻抗，计算公式分 别为：
[0014] X j k= M /XMk
[0015] Xj1=MjtXM1
[0016] Xkk= Mk1XMk
[0017] Xkl= Mk1XM1
[0018] X1 k= M11XMk
[0019] X11=M1tXM1
[0020] 其中，M为节点支路关联矩阵，支路流出节点为1，支路流入节点为-1。
[0021] 前述的基于潮流转移分布因子的统一潮流控制器控制整定方法，其特征在于，所 述步骤四中，所述UPFC安装支路1的功率控制目标值为P i，过载支路j最大传输的有功 功率为Pjniax，统一潮流控制器UPFC控制前，过载支路j传输的有功功率分别为P j5UPFC控 制后，过载支路j传输的有功功率分别为P i;
[0022] 过载支路j的最大传输有功功率的约束条件为：
[0023]
[0024] 其中，Pp匕分别为开断支路k开断前过载支路j和开断支路k传输的有功功率； 根据已知量匕、〇^ 1、匕、？_；!，计算1]??(：安装支路的有功功率变化值八？1，可得1]??(：的控制 目标值P Λ :
[0025] Pr I=PrAP1
[0026] 其中，P1为支路k开断前安装支路1传输的有功功率。
[0027] 前述的基于潮流转移分布因子的统一潮流控制器控制整定方法，其特征在于，所 述步骤五中，在电网正常运行工况下，根据EMS系统实时数据，更新网架拓扑结构，刷新计 算电网预想故障控制策略表。
[0028] 本发明所达到的有益效果：本专利基于潮流转移分布因子的统一潮流控制器 (UPFC)控制整定方法，可以采集EMS运行数据，通过计算潮流转移分布因子，定量分析评估 UPFC安装所在线路功率控制对N-I过载支路传输功率的影响，在线计算刷新预想故障控 制策略表，消除了常规试探法分析中控制目标值的不确定性，提高了 UPFC控制策略整定效 率。并且，预想故障控制策略表可根据EMS运行数据进行在线刷新，为电网调度提供辅助决 策。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明控制整定方法流程示意图。
[0030] 图2是本发明实施例结构示意图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0032] 下面通过实施例，并结合附图2,对本发明的技术方案作进一步说明。实施例为三 机九节点系统，仿真计算采用电力系统分析综合程序PSASP6. 283,系统结构及各条线路电 抗值标于附图2 (三个发电机节点未作编号）。
[0033] 按照图1所示，具体流程如下：
[0034] 步骤一：根据电网能量管理系统（EMS)，获取电网潮流及网架拓扑结构数据。
[0035] UPFC安装于支路1，正常工况下，支路1有功功率81. 299丽，支路4和支路7有功 功率均为55. 346MW，网架拓扑结构如附图1所示。
[0036] 步骤二：对电网进行线路开断故障（N-I)扫描计算，若存在N-I过载的情况，则计 算统一潮流控制器（UPFC)安装支路及N-I开断支路相对于N-I过载支路的潮流转移分