一种用于获取新的混合直流输电系统最优潮流的方法
【技术领域】
[0001] 发明属于电力系统运行和控制技术领域，特别涉及一种用于获取新的混合直流输 电系统最优潮流的方法。
【背景技术】
[0002] 随着电力系统的发展，直流输电在电网中得到了越来越多的应用。电流源换流型 高压直流输电（current source converter-high voltage direct current,CSC-HVDC)由 于其简单的构造、低功率损耗和比较大的有功功率传输能力，在长距离电力传输中优势明 显。在含多馈入CSC-HVDC交直流系统中，由于需要平衡CSC的电流和机械操作来变更潮流 流向且逆变器存在换相失败等问题，CSC的运行和控制将变得非常复杂，而电压源换流型高 压直流输电（voltage source converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)潮流 控制简单快捷、无换相失败，且可以向弱互联网络进行远距离供电，但建造费用比较昂贵， 在原有的CSC-HVDC交直流系统上并联VSC-HVDC，构造成多馈入混合交直流系统，将会在系 统的经济性和技术性上得到折衷。
[0003] 改进的VSC-HVDC模型等效了 VSC内部的结构，换相角得到更准确的表达，且考虑 了换流器内部的开关损耗和无功容量特性。将改进的VSC-HVDC模型与CSC-HVDC模型结合 形成新的混合直流输电系统已经成为了一种趋势，但是，目前还没有方法有效的获取新的 混合直流输电系统最优潮流的方法。
【发明内容】
[0004] 发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种能够有效，准确的 获得新的混合直流输电系统最优潮流的方法。
[0005] 技术方案：本发明提供了一种用于获取新的混合直流输电系统最优潮流的方法， 其特征在于：包括以下步骤 ：
[0006] 步骤1 :将CSC-HVDC和VSC-HVDC系统同时接入到电网，根据CSC-HVDC和VSC-HVDC 系统的稳态模型建立含混合直流输电的电力系统最优潮流模型：
[0007]
【主权项】
1. 一种用于获取新的混合直流输电系统最优潮流的方法，其特征在于：包括以下步 骤： 步骤1 :将CSC-HVDC和VSC-HVDC系统同时接入到电网，根据CSC-HVDC和VSC-HVDC系 统的稳态模型建立含混合直流输电的电力系统最优潮流模型： obj.min.f(x) s.t.h(x) = 0
式中，f(x)为目标函数，h(x)为等式约束条件，g(x)为不等式约束条件；其中，所述VSC-HVDC系统的稳态模型增加了换流变压器模型； 步骤2 :根据步骤1中建立的含混合直流输电的电力系统最优潮流模型，构造拉格朗日 函数如下：
其中y= [y。...，ym]T为等式约束的拉格朗日乘子，m为等式约束的个数，z=h，…，zJT、w=h，…，wJT为不等式约束的拉格朗日乘子，1 = [1 ^…，1JT、u= [Ul，. . .，uJT为不等式约束的松弛变量，r为不等式约束的个数，y为扰动因子； 步骤3 :程序初始化，设置状态量初值、拉格朗日乘子初值和扰动因子初值、节点次序 优化、形成节点导纳矩阵、恢复迭代计数器k' = 1、设置精度要求和最大迭代次数K_; 步骤4 :定义对偶间隙(：_= 1Tz-uTw，计算出的值并判断C_的值是否满足步骤3 中设定的精度要求，若满足，则输出计算结果并停止执行后续步骤，若不满足，则继续执行 步骤5 ; 步骤5:根据公式y= 〇 0^/21"计算扰动因子y; 步骤6 :对步骤2中的约束条件进行校正； 步骤7 :确定原始变量和对偶变量的迭代步长：
步骤8 :更新原始变量及拉格朗日乘子； 步骤9 :判断迭代次数是否大于1(_，若大于，则退出程序并输出计算不收敛的结果，若 不大于，则置迭代次数k'值加1，返回步骤4。
2. 根据权利要1所述的用于获取新的混合直流输电系统最优潮流的方法，其特征在 于：步骤7中还包括分别对原始变量和对偶变量的迭代步长的加权系数进行优化的步骤；
的初始值范围是[apad，1」，玦'tW发糸wwp、wwd，仗ap、adtf」歹1X琅人。 其中优化方法为d Wwp、Wwd
3. 根据权利要1或2所述的用于获取新的混合直流输电系统最优潮流的方法，其特征 在于：步骤5中所述中心参数〇的动态估计方法为： 步骤501 :设定中心参数〇 = 0 ; 步骤502:求解以下方程，得到仿射方向Axaff，Alaff，Auaff，Ayaff，Azaff，Awaff:
其中：AXaff、Ayaff、Azaff、Alaff、Auaff、Awaff分别为X、y、Z、l、u、w的仿射方向修正 量，是一个数学符号，表不偏导的转置；
步骤503 :确定仿射方向的迭代步长aaff:
步骤504 :根据下列方程计算仿射方向的互补间隙:
步骤505:动态估计中心参数〇 :
4. 根据权利要求1或2所述的用于获取新的混合直流输电系统最优潮流的方法，其特 征在于：步骤6中所述的校正方法为： 步骤601:根据公式^ = 111111{?1#+4#,1}设定仿射迭代步长增加量5，其中，63"为 设定的常数增加量，Saff取0.4: 步骤602:按照下列式更新z、l、u、w得到w、h；:
其中，h2、G、G为z、l、u、w更新后的值： 步骤603 :按照下式更新p、q:其中，p、q分别表示超立方体的边界；
其中：放大系数6_取4~6中任意值，Pmin取0. 1~0. 45中任意值，夕=|況、 八 八八 r 1T 分=;e=L1，? ? ?，1」； 步骤 604:根据以下方程求解Ax。。。，Ay。。。，Al。。。，Au。。。，AZ。。。，AW_:
其中：
Aw?°分别为x、y、z、1、u、w的校正方向修正量，根据x、y、z、1、u、w的校正方向修正量与 仿射方向修正量的和得到总的牛顿方向的修正量Ax,Ay,A1，Au,Az,Aw。
5.根据权利要求4所述的用于获取新的混合直流输电系统最优潮流的方法，其特征在 于：所述步骤603中所述放大系数最大值0max取6,放大系数最大值0min取0. 3。
【专利摘要】本发明公开了一种用于获取新的混合直流输电系统最优潮流的方法，本发明建立了含CSC-HVDC和VSC-HVDC的混合直流系统最优潮流的模型。改进的VSC-HVDC稳态模型没有忽略换流变压器模型，该模型可以模拟定变压器变比运行工况，考虑了VSC内部的开关损耗和无功容量上、下限。本文将此模型与CSC-HVDC稳态模型相结合，推导了一种基于中心校正内点法的含多馈入混合直流输电的最优潮流模型。该模型将CSC-HVDC和VSC-HVDC直流网络与交流系统结合起来，对混合交直流系统进行联立求解。本发明能够有效，快速的获得含混合直流输电的电力系统最优潮流，而且对整个电力系统的优化效果显著。
【IPC分类】G06Q50-06
【公开号】CN104700319
【申请号】CN201510052470
【发明人】卫志农, 黄为民, 孙国强, 孙永辉, 杨雄, 厉超
【申请人】河海大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月30日