一種計及遠程電壓控制模式的節點類型擴展連續潮流算法的製作方法
2023-05-21 14:31:41 1
專利名稱：一種計及遠程電壓控制模式的節點類型擴展連續潮流算法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種計及遠程電壓控制模式的節點類型擴展連續潮流算法，適用於遠程電壓控制模式下系統的靜態電壓穩定分析與控制。
背景技術：
電力工業的市場化改革使得現代電力系統越來越靠近其運行極限，這對電力系統的安全穩定運行提出了巨大的挑戰。電壓穩定問題受到了眾多學者和電力系統運行人員的高度重視。經過長期的研究，連續潮流技術由於模型的實用性和算法的魯棒性，已被廣泛應用於電力系統電壓穩定臨界點的計算。傳統連續潮流沿用傳統潮流中的節點類型，即為PQ、PV、V Θ三種。但是，隨著大量柔性交流輸電設備(FACTS)、自動電壓控制系統(AVC)等引入電力系統中，往往需要引入新的節點類型到潮流計算中。文獻一《含PQV節點的潮流計算在UPFC中的應用》(電力系統自動化1997年第21卷第4期第34頁)在研究含有統一潮流控制器的潮流計算中引入了 PQV節點。文獻二《潮流計算中發電機遠方控制的不同處理方法》(電力系統自動化2008年第32卷第4期第64頁)在研究發電機及發電機群遠方控制模式時引入了 P型、PQV型節點。文獻三〈〈Singular value decomposition for an ORPF formulation in presence ofSVR)) (Proceedings of IEEE Mediterranean Electro-technical Conference, 2006 年第968頁)在研究二次電壓控制下的靜態電壓穩定性時引入了先導節點(PQV節點)，受控節點(P節點)。隨著這些特殊的節點類型的出現，傳統連續潮流在求解這類含有特殊節點類型系統的靜態電壓穩定臨界點上面臨困難。文獻四《二次電壓控制對靜態電壓穩定的影響分析》(電力系統自動化2011年第35卷第6期第20頁)通過引入無功協調因子，建立區域無功出力均衡方程，實現擴展潮流方程中未知量與方程個數的 相等，從而建立了用於計及二次電壓控制系統的靜態電壓穩定裕度求解的擴展連續潮流模型。但該文對單發電機控制單個先導節點情況未做研究，同時該文中節點類型轉換邏輯未考慮電壓穩定約束條件，也未研究分岔點類型識別問題。電力系統中的遠程電壓控制是指通過調節參與遠程電壓控制的發電機的無功輸出來維持遠端被控節點的電壓恆定。此時發電機機端電壓隨負荷變化而變化，因此發電機節點只有P固定，該節點被定義為P節點，而受控節點(一般為高壓樞紐節點)的電壓幅值被維持在恆定值，因此受控節點被定義為PQV節點。對遠程電壓控制模式下的電力系統進行靜態電壓穩定分析時亟需能夠處理這類新型節點的連續潮流模型。
發明內容
發明目的:針對傳統節點類型的連續潮流模型無法應用於遠程電壓控制模式下電力系統靜態電壓穩定臨界點計算的困難，本發明的目的是提供一種計及遠程電壓控制模式的節點類型擴展連續潮流算法。技術方案:為實現上述發明目的，本發明採用的技術方案為一種計及遠程電壓控制模式的節點類型擴展連續潮流算法，包括以下步驟:步驟A、根據節點類型擴展潮流可解性判據設定模擬遠程電壓控制模式的P節點和PQV節點；步驟B、建立節點類型擴展連續潮流模型，利用預測-校正算法求解靜態電壓穩定臨界點；步驟C、給出基於節點類型擴展連續潮流法計算遠程電壓控制模式下電力系統靜態穩定臨界點過程中發電機無功越限的處理方式；步驟D、給出基於節點類型擴展連續潮流的電壓穩定臨界點分岔類型識別方法。進一步的，所述步驟B中，建立節點類型擴展連續潮流模型，利用預測-校正算法求解靜態電壓穩定臨界點，其具體步驟如下:B1、建立節點類型擴展連續潮流數學模型，其具體數學表達式如下:發電機有功出力以及負荷有功和無功的變化的規律用如下數學表達式來模擬:
權利要求
1.一種計及遠程電壓控制模式的節點類型擴展連續潮流算法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟A、根據節點類型擴展潮流可解性判據設定模擬遠程電壓控制模式的P節點和PQV節點； 步驟B、建立節點類型擴展連續潮流模型，利用預測-校正算法求解靜態電壓穩定臨界佔.步驟C、給出基於節點類型擴展連續潮流法計算遠程電壓控制模式下電力系統靜態穩定臨界點過程中發電機無功越限的處理方式； 步驟D、給出基於節點類型擴展連續潮流的電壓穩定臨界點分岔類型識別方法。
2.根據權利要求1所述一種計及遠程電壓控制模式的節點類型擴展連續潮流算法，其特徵在於，所述步驟A中，根據節點類型擴展潮流可解性判據設定模擬遠程電壓控制模式的P節點和PQV節點，具體按照以下步驟: Al、根據節點有功、相角變量已知與否，將節點類型劃為lp、2p、3p、4p—組分類；根據節點無功、電壓幅值變量已知與否，將節點類型化為lq、2q、3q、4q —組分類； A2、將遠程電壓控制模式下定義的受控節點定義為PQV節點；A3、根據節點類型擴展潮流計算可解性判據，選擇發電機所在節點為P節點，並且確保P節點和PQV節點在網絡拓撲圖中存在連通路徑，且路徑中只含有PQ類節點。
3.根據權利要求2所述一種計及遠程電壓控制模式的節點類型擴展連續潮流算法，其特徵在於，所述步驟B中，建立節點類型擴展連續潮流模型，利用預測-校正算法求解靜態電壓穩定臨界點，其具體步驟如下: B1、建立節點類型擴展連續潮流數學模型，其具體數學表達式如下: 發電機有功出力以及負荷有功和無功的變化的規律用如下數學表達式來模擬: >Gj=PGt0(l + XKPGi) PLi0> QLi0分別為基態潮流時節點i的發電機發出有功、負荷有功、負荷無功，Krc1、KPU、KQU分別為節點i的發電有功增長係數和負荷的有功增長係數、無功增長係數，λ為負荷參數； 計及發電機和負荷增長參數的節點類型擴展連續潮流方程為: Δ/卜 Iliu (I + / K 抑)-Piiu (I + / K …)-Ι^ΣΚ( a, sm0i:+B!:cos0^Je Sp Δβ =Qa-Qmi ^^Qu)-V,-BiiSmeiiIieSq 式中=Qei為節點i的發電機輸出無功，Λ P」 AQi分別為節點i的有功偏差、無功偏差，Vi^Vj分別為節點1、j的電壓幅值，Θ ^為節點i，j間的電壓相角差，Gij^Bij分別為導納矩陣中第(i，j)個元素的實部與虛部，SpS lp、3p類節點的集合，Sq為lq、3q類節點的集合；將以上的方程用向量表示，節點類型擴展連續潮流的模型簡寫如下:f (χ, λ ) =O式中f為節點類型擴展潮流方程，X包含系統中的母線電壓幅值和相角； B2、求解節點類型擴展連續潮流的預測步:首先由下式求解出切向量[d0lp，dVlq,d92p,dV2q, λ]τ:
4.根據權利要求3所述一種計及遠程電壓控制模式的節點類型擴展連續潮流算法，其特徵在於，所述步驟C中，基於節點類型擴展連續潮流法計算遠程電壓控制模式下電力系統靜態穩定臨界點過程中發電機無功越限的處理方式，分為三種情況: 情況Cl、對PV節點類型，若PV節點無功越限，採用現有的PV-PQ雙向轉換邏輯進行節點類型的轉換； 情況C2、在一個P節點控制一個PQV節點下，P節點和PQV節點類型的雙向轉換邏輯:假設節點i為P節點，節點j為PQV節點，Qi為本次迭代中節點i的無功注入，Vj為本次迭代中節點j的電壓幅值，CTx為節點i的無功上限P為節點i的無功下限，r為節點j的電壓幅值設定值； 如果某次迭代Qi越限，則P節點轉換成PQ節點，同時PQV節點轉換成PQ節點；若上次迭代中節點i因無功越上限轉換成PQ節點，同時出現 ' 大於Ge且Qi介於0-與這_之間時，將節點1、j分別反向轉換成P、PQV節點；同理若上次迭代中節點i因無功越下限轉換成PQ節點，同時若出現Vj小於^7且％介弓(J與βΓ之間時，將節點1、j分別反向轉換成P、PQV節點； 情況C3、在多個P節點控制一個PQV節點下，P節點和PQV節點類型的雙向轉換邏輯:設有s臺發電機聯合控制一個先導節點電壓，選取無功儲備最大的節點r作為P節點，而其他發電機節點依舊設置成PV節點，這些PV節點電壓幅值的設定值取基態潮流值，且這些PV節點的PV-PQ雙向切換邏輯與情況Cl 一致；當節點r的無功越限，則將其由P節點轉換成PQ節點，再在剩餘發電機中選取當前無功儲備最大的發電機由PV節點轉換為P節點；如此往復，當最後一臺機組從PV節點轉換成P節點參與控制時，P節點與PQ節點、PQV節點與PQ節點的轉換邏輯與情況C2 —致。
5.根據權利要求4所述一種計及遠程電壓控制模式的節點類型擴展連續潮流算法，其特徵在於，所述步驟D中，基於節點類型擴展連續潮流的電壓臨界點分岔類型識別方法，其具體步驟如下: D1、通過判定cU /dxk符號的變化來確定電壓臨界點的所在區域，如果兩個連續並充分接近的解(χη，λη)、(χη+1，λη+1)滿足下式，則認為電壓穩定臨界點已經搜索到:
全文摘要
本發明公開了一種計及遠程電壓控制模式的節點類型擴展連續潮流算法，包括以下步驟根據節點類型擴展潮流可解性判據設定模擬遠程電壓控制模式的P節點和PQV節點；建立節點類型擴展連續潮流模型，利用預測-校正算法求解靜態電壓穩定臨界點；給出基於節點類型擴展連續潮流法計算遠程電壓控制模式下電力系統靜態穩定臨界點過程中發電機無功越限的處理方式；給出基於節點類型擴展連續潮流的電壓穩定臨界點分岔類型識別方法。本發明適用於遠程電壓控制模式下電力系統的靜態電壓穩定分析。
文檔編號G06F19/00GK103218531SQ20131012948
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月15日 優先權日2013年4月15日
發明者趙晉泉, 周超, 陳剛 申請人:河海大學