一种含统一潮流控制器的线性化最优潮流模型的制作方法

技术特征：

1.一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：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔP}}_i=P_{Gi}-P_{Di}-\underset{l\∈i}{\overset{N_l}{\Σ}}{A}_{il}{P}_{il}-\underset{l\∈i}{\overset{N_l}{\Σ}}{A}_{iloss}{P}_l^{\mathrm{lo}ss}\\ {\mathrm{\ΔQ}}_i=Q_{Gi}-Q_{Di}-\underset{l\∈i}{\overset{N_l}{\Σ}}{A}_{il}{Q}_{il}-\underset{l\∈i}{\overset{N_l}{\Σ}}{A}_{i\mathrm{lo}ss}{Q}_l^{\mathrm{lo}ss}\end{array}\right.$

其中：P_Gi、P_Di为节点i的有功电源、有功负荷；Q_Gi、Q_Di为节点i的无功电源、无功负荷；P_il、Q_il为线路l首端的有功、无功功率流；为线路的有功、无功损耗；A_il为线路功率流关联矩阵，阶数为N×N_l，N为系统的节点数，N_l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；A_iloss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：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{il}=\frac{1}{2}{g}_{ij}(V_i^2-V_j^2)+\frac{1}{2}{P}_l^{\mathrm{lo}ss}-b_{ij}{\mathrm{\θ}}_{ij}\\ Q_{il}=-\frac{1}{2}{b}_{ij}(V_i^2-V_j^2)+\frac{1}{2}{Q}_l^{loss}-g_{ij}{\mathrm{\θ}}_{ij}\end{array}\right.$

其中：V_i为节点i的电压幅值；V_j为节点j的电压幅值；g_ij、b_ij为线路l的电导、电纳；θ_ij＝θ_i-θ_j为线路两端的相角θ_i、θ_j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：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{il}=m_1{V}_i+m_2{V}_j+m_3{\mathrm{\θ}}_i+m_4{\mathrm{\θ}}_j+m_{P_l}\\ Q_{il}=m_5{V}_i+m_6{V}_j+m_7{\mathrm{\θ}}_i+m_8{\mathrm{\θ}}_j+m_{Q_l}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{P}_l^{loss}=m_9{V}_i+m_{10}{V}_j+m_{11}{\mathrm{\θ}}_i+m_{12}{\mathrm{\θ}}_j+m_{P_{loss}}\\ Q_l^{loss}=m_{13}{V}_i+m_{14}{V}_j+m_{15}{\mathrm{\θ}}_i+m_{16}{\mathrm{\θ}}_j+m_{Q_{loss}}\end{array}\right.$

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。

2.如权利要求1所述的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，所述步骤1中的电网参数包括：母线编号、名称、有功负荷、无功负荷、并联补偿电容，输电线路的支路号、首端节点和末端节点编号、串联阻抗、并联导纳、变压器变比和阻抗，有功电源出力、无功电源出力上下限，发电机燃煤经济参数中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的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，所述步骤6中计及UPFC的LOPF模型分为目标函数、等式约束和不等式约束三部分。

4.如权利要求3所述的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，目标函数：

$min.f\left(x\right)=\underset{i=1}{\overset{N_g}{\Σ}}(a_{2i}{P}_{Gi}^2+a_{1i}{P}_{Gi}+a_{0i})$

或者

$min.f\left(x\right)=\underset{i=1}{\overset{N_g}{\Σ}}{P}_{Gi}-\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{P}_{Di}$

其中：N_g为系统中的发电机数；a_2i、a_1i、a_0i分为第i台机组的耗费特性参数。

5.如权利要求3所述的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，等式约束：

${\mathrm{\ΔP}}_i=P_{Gi}-P_i^B-P_i^E-P_{Di}-\underset{l\∈i}{\overset{N_l}{\Σ}}{A}_{il}{P}_{il}-\underset{l\∈i}{\overset{N_l}{\Σ}}{A}_{iloss}{P}_l^{loss}$

${\mathrm{\ΔQ}}_i=Q_{Gi}-Q_i^B-Q_i^E-Q_{Di}-\underset{l\∈i}{\overset{N_l}{\Σ}}{A}_{il}{Q}_{il}-\underset{l\∈i}{\overset{N_l}{\Σ}}{A}_{iloss}{Q}_l^{loss}$

$P_{UPFC}^B-P_{UPFC}^E=0$

其中：为UPFC串联侧的有功功率，为UPFC并联侧的有功功率。

6.如权利要求3所述的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，不等式约束包括有功、无功电源出力约束，节点电压幅值、相角约束，线路功率约束，UPFC串、并联侧电压幅值、相角约束。