一种柔性直流输电系统运行边界搜索方法及终端与流程

文档序号:31052181发布日期:2022-08-06 07:58阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种柔性直流输电系统运行边界搜索方法,其特征在于,包括步骤:s1、初始化柔性直流输电系统的稳态模型,构建柔性直流输电系统中各节点的电压方程及运行约束;s2、构建柔性直流输电系统的运行边界搜索模型,将柔性直流输电系统的运行域确定问题转化为输出有功功率及无功功率的上下限优化问题;s3、构建柔性直流输电系统的运行工况集合,并采用所述运行边界搜索模型计算所述运行工况集合中不同工况下的输出功率上下限值,得到柔性直流输电系统的运行边界。2.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电系统运行边界搜索方法,其特征在于,所述s1中构建各节点的电压方程及运行约束具体为:分别构建柔性直流输电系统中上下桥臂虚拟连接点、输出点、公共连接点、馈入端系统等效节点间的电压方程组,并构建所述电压方程组的电压约束和电流约束。3.根据权利要求2所述的一种柔性直流输电系统运行边界搜索方法,其特征在于,所述s1中构建各节点的电压方程及运行约束,具体包括以下步骤:s11、构建所述电压方程组,得到公式(1):其中,diff为基波频率下柔性直流输电系统的上下桥臂虚拟连接点,v为柔性直流输电系统的输出点,pcc为柔性直流输电系统与馈入端系统的公共连接点,sys为柔性直流输电系统的馈入端系统等效节点,arm为柔性直流输电系统的桥臂,t为柔性直流输电系统的换流变,u为节点电压,p为有功功率,q为无功功率,z为阻抗,j为虚数单位,字母上方有点表示为相量,字母上方无点表示为常规变量;s12、将公式(1)中的相量按照实部、虚部分别计算,得到公式(2)、(3)和(4):s12、将公式(1)中的相量按照实部、虚部分别计算,得到公式(2)、(3)和(4):s12、将公式(1)中的相量按照实部、虚部分别计算,得到公式(2)、(3)和(4):其中,d为柔性直流输电系统的输出点电压d轴分量,q为柔性直流输电系统的输出点电
压q轴分量,r为电阻,x为电抗;s13、构建柔性直流输电系统的上下桥臂电压虚拟连接点的电压约束,如下公式(5):其中,u
dc
为柔性直流输电系统的直流侧电容电压;s14、构建柔性直流输电系统的输出点的电压约束,如下公式(6):u
min
≤u
v
≤u
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6);其中,u
min
为柔性直流输电系统的输出点的电压下限,u
max
为柔性直流输电系统的输出点的电压上限;s15、构建柔性直流输电系统的输出点的电流约束,如下公式(7):其中,i
max
为柔性直流输电系统的输出点的电流上限。4.根据权利要求3所述的一种柔性直流输电系统运行边界搜索方法,其特征在于,所述柔性直流输电系统的运行边界搜索模型包括输出上限优化模型和输出下限优化模型,所述s2中将柔性直流输电系统的运行域确定问题转化为输出有功功率及无功功率的上下限优化问题,具体为:s21、构建所述输出上限优化模型,得到公式(8):其中,q
v,max
为柔性直流输电系统的输出无功上限,s.t.为subject to的缩写,s.t.(2)-(7)表示所述输出上限优化模型要满足前述公式(2)-(7);s22、构建所述输出下限优化模型,得到公式(9):其中,q
v,min
为柔性直流输电系统的输出无功下限。5.根据权利要求4所述的一种柔性直流输电系统运行边界搜索方法,其特征在于,所述s3具体包括以下步骤:s31、构建所述运行工况集合,得到公式(10):set1={p
v
|p
min
≤p
v
≤p
max
}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10);其中,set1为所述运行工况集合,p
max
为柔性直流输电系统的输出有功功率上限,p
min
为柔性直流输电系统的输出有功功率下限;s32、将所述运行工况集合的运行工况逐一代入所述输出上限优化模型和所述输出下限优化模型,分别得到柔性直流输电系统的输出无功功率的上下限,并根据上下限得到柔性直流输电系统的运行边界,如下公式(11):
其中,set2为柔性直流输电系统的运行上边界集合,set3为柔性直流输电系统的运行下边界集合。6.一种柔性直流输电系统运行边界搜索终端,其特征在于,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤:s1、初始化柔性直流输电系统的稳态模型,构建柔性直流输电系统中各节点的电压方程及运行约束;s2、构建柔性直流输电系统的运行边界搜索模型,将柔性直流输电系统的运行域确定问题转化为输出有功功率及无功功率的上下限优化问题;s3、构建柔性直流输电系统的运行工况集合,并采用所述运行边界搜索模型计算所述运行工况集合中不同工况下的输出功率上下限值,得到柔性直流输电系统的运行边界。7.根据权利要求6所述的一种柔性直流输电系统运行边界搜索终端,其特征在于,所述s1中构建各节点的电压方程及运行约束具体为:分别构建柔性直流输电系统中上下桥臂虚拟连接点、输出点、公共连接点、馈入端系统等效节点间的电压方程组,并构建所述电压方程组的电压约束和电流约束。8.根据权利要求7所述的一种柔性直流输电系统运行边界搜索终端,其特征在于,所述s1中构建各节点的电压方程及运行约束,具体包括以下步骤:s11、构建所述电压方程组,得到公式(1):其中,diff为基波频率下柔性直流输电系统的上下桥臂虚拟连接点,v为柔性直流输电系统的输出点,pcc为柔性直流输电系统与馈入端系统的公共连接点,sys为柔性直流输电系统的馈入端系统等效节点,arm为柔性直流输电系统的桥臂,t为柔性直流输电系统的换流变,u为节点电压,p为有功功率,q为无功功率,z为阻抗,j为虚数单位,字母上方有点表示为相量,字母上方无点表示为常规变量;s12、将公式(1)中的相量按照实部、虚部分别计算,得到公式(2)、(3)和(4):
其中,d为柔性直流输电系统的输出点电压d轴分量,q为柔性直流输电系统的输出点电压q轴分量,r为电阻,x为电抗;s13、构建柔性直流输电系统的上下桥臂电压虚拟连接点的电压约束,如下公式(5):其中,u
dc
为柔性直流输电系统的直流侧电容电压;s14、构建柔性直流输电系统的输出点的电压约束,如下公式(6):u
min
≤u
v
≤u
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6);其中,u
min
为柔性直流输电系统的输出点的电压下限,u
max
为柔性直流输电系统的输出点的电压上限;s15、构建柔性直流输电系统的输出点的电流约束,如下公式(7):其中,i
max
为柔性直流输电系统的输出点的电流上限。9.根据权利要求8所述的一种柔性直流输电系统运行边界搜索终端,其特征在于,所述柔性直流输电系统的运行边界搜索模型包括输出上限优化模型和输出下限优化模型,所述s2中将柔性直流输电系统的运行域确定问题转化为输出有功功率及无功功率的上下限优化问题,具体为:s21、构建所述输出上限优化模型,得到公式(8):其中,q
v,max
为柔性直流输电系统的输出无功上限,s.t.为subject to的缩写,s.t.(2)-(7)表示所述输出上限优化模型要满足前述公式(2)-(7);s22、构建所述输出下限优化模型,得到公式(9):其中,q
v,mix
为柔性直流输电系统的输出无功下限。10.根据权利要求9所述的一种柔性直流输电系统运行边界搜索终端,其特征在于,所述s3具体包括以下步骤:s31、构建所述运行工况集合,得到公式(10):
set1={p
v
|p
min
≤p
v
≤p
max
}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10);其中,set1为所述运行工况集合,p
max
为柔性直流输电系统的输出有功功率上限,p
min
为柔性直流输电系统的输出有功功率下限;s32、将所述运行工况集合的运行工况逐一代入所述输出上限优化模型和所述输出下限优化模型,分别得到柔性直流输电系统的输出无功功率的上下限,并根据上下限得到柔性直流输电系统的运行边界,如下公式(11):其中,set2为柔性直流输电系统的运行上边界集合,set3为柔性直流输电系统的运行下边界集合。

技术总结
本发明提供一种柔性直流输电系统运行边界搜索方法及终端,包括:初始化柔性直流输电系统的稳态模型,构建柔性直流输电系统中各节点的电压方程及运行约束;构建柔性直流输电系统的运行边界搜索模型,将柔性直流输电系统的运行域确定问题转化为输出有功功率及无功功率的上下限优化问题;构建柔性直流输电系统的运行工况集合,并采用运行边界搜索模型计算运行工况集合中不同工况下的输出功率上下限值,得到柔性直流输电系统的运行边界。本发明通过优化计算得到柔性直流输电系统输出功率的上下限值,进而直接确定系统运行边界,避免通过逐点校核确定运行范围,有效节省计算开销,并直观给出系统运行区域,为系统规划及运行调度提供参考。提供参考。提供参考。


技术研发人员:林威 林毅 吴威 唐雨晨 薛静玮 魏鑫 朱睿 黎萌
受保护的技术使用者:国网福建省电力有限公司
技术研发日:2022.04.27
技术公布日:2022/8/5
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