本发明专利技术公开了一种包含统一潮流控制器的随机最优潮流计算方法，包括以下步骤：(1)统一潮流控制器稳态模型采用等效理想变压器模型；(2)根据统一潮流控制器的稳态模型，得到含统一潮流控制器的确定性最优潮流模型；(3)负荷和风电功率分别是服从正态分布和威布尔分布的随机变量，基于点估计法将含统一潮流控制器的随机最优潮流模型等效为2S个确定性最优潮流模型；(4)根据2S个确定性最优潮流模型的计算结果，以及负荷和风电功率的概率分布，计算运行费用、节点电压、线路功率以及统一潮流控制器运行状态的概率密度函数。本发明专利技术得到的统一潮流控制器运行参数概率密度函数，实现了从概率角度对统一潮流控制器运行状态的有效分析。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种电力系统计算方法，具体设及一种包含统一潮流控制器的随机最 优潮流计算方法，考虑了负荷及风电不确定性对于统一潮流控制器扣PFC)运行状态及电 网运行参数的影响，属于电力系统调度运行领域。
技术介绍
灵活交流输电系统（FlexibleACTransmissionSystems,FACT巧是近年来出 现的一项新技术。应用电力技术的最新发展成就W及现代控制技术实现对交流输电系 统参数W至网络结构的灵活快速控制，一起实现输送功率合理分配，减低功率损耗和发 电成本，大幅度提高系统稳定性、可靠性。其中，统一潮流控制器扣nifiedPowerFlow Controller,UPFC)是FACTS家族中最复杂也是最有吸引力的一种补偿器，它综合了许多 FACTS期间的灵活控制手段，被认为是最优创造性的，是功能强大的FACTS元件。另一方面，目前电力系统最优潮流分析方法大多基于确定的网络拓扑结构、系统 元件参数及运行条件，然而，严格来说，上述各量是不确定或随机变化的。例如在电力系统 运行过程中，节点注入功率或网络结构的变化，通过仪表量测系统运行状态值时的测量误 差，预测一段时间后的负荷所产生的预测误差等；另外，分布式电源因其经济性和环保性 等在电力系统中发挥着越来越重要的作用，然而，很多分布式发电的有功出力受自然天气 条件的影响很大，例如风力发电，其有功出力随着风速的变化而变化，运也影响到其无功吸 收。随着大容量新型风电场在电力系统中不断涌现，系统中的不确定因素呈加剧趋势，将 对电力系统最优潮流分析提出新的挑战。 综上所述，为保证UPFC投运后整个电网的安全稳定运行，同时具有应对负荷、风 电不确定性和随机性对电网运行产生的影响，展开含UPFC的电网随机最优潮流计算有着 迫切的现实意义，也有利于电力系统运行人员充分掌握UPFC在随机因素下的运行状态分 布，对于充分利用UPFC的控制能力和提高UPFC运行可靠性有着积极的作用。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种在考虑负荷、风电随机性情况 下的包含统一潮流控制器的随机最优潮流计算方法，得到统一潮流控制器运行参数概率密 度函数，实现了从概率角度对统一潮流控制器运行状态的有效分析。 为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现： 本专利技术的，包括W下几个步 骤：（1)统一潮流控制器稳态模型采用等效理想变压器模型，即用变压器变比、移相器角度 和可调电容器表示统一潮流控制器；（2)根据统一潮流控制器的稳态模型，得到含统一潮 流控制器的确定性最优潮流模型，其中，控制变量包括发电机有功功率及无功功率和统一 潮流控制器的变压器变比、移相器角度和可调电容器；状态变量包括节点电压和线路功 率；（3)考虑负荷和风电功率分别是服从正态分布和威布尔分布的随机变量，基于点估计 法（pointestimatemethod,PEM)将含统一潮流控制器的随机最优潮流模型等效为2S个 确定性最优潮流模型，其中S为随机变量的数量；(4)根据2S个确定性最优潮流模型的计 算结果，W及负荷和风电功率的概率分布，计算运行费用、节点电压、线路功率W及统一潮 流控制器运行状态的概率密度函数，实现随机最优潮流模型的计算。 步骤（1)中，等效理想变压器模型如下：假设统一潮流控制器安装在节点k和t 之间，分别为节点k和t的电压向量，Sk为节点k的注入视在功率，St为节点t的 输出视在功率，4为节点k的注入电流，为节点t的输出电流；引入理想变压器，表示为 f二7'Z弓^，T为理想变压器变比，d)为移相器角度巧调电容器Y。=jp，P为对地可调电 容器容量；理想变压器串联于节点i和t之间，可调电容器并联于节点i; 节点i的注入功率计算公式如下： S,二UJi二巧成巧 邱:-佩y- (1) 二義_j脚f 可得节点i和t电压和电流的关系，如下： 化=邸 (2)(3) 根据式（1)-(3)所示的二端口网络关系，统一潮流控制器可等效为变压器变比、 移相器角度和可调电容器=个变量。[001引步骤似中，含统一潮流控制器的确定性最优潮流模型如下：[001引 目标函数为：(4)[001引其中，f表示机组费用函数，Pw为发电机i的有功出力，a1、bi和C1为发电机i费 用系数，昨为发电机总数。 平衡约束条件包括： (1)发电机节点Pm -hi-ZI(? cos^ ^ sin) (5) j苗 &,-致，二E (-W/的sin 6?/' - .? cos 6；;/' ；) (6) 知' i = 1，2, . . . Ng 似风电场节点 攝:-馬'二完的fA.仪,7COS今+公sin吗}巧 向資"-致'二 SinA' -度,'/COS A) (8 ) 脚 i = 1，2, ... Nw[002引 做负荷节点 ①与统一潮流控制器所在线路无直接连接的节点 Z 巧/ CO明+ A Sin咬)十4二0 ㈱ /居/艺[W,,. (? Sin兮-公,/ COS今)+贫二秒 (10) .向 i = 1，2, ... Nd ②与统一潮流控制器所在线路直接连接的节点 sin6^J+^L/^/X6；；cos^+I^51^?)+? =〇^l) .归。 !过U[00对忍巧通g-Aws^H&/,W^sing-4co^)+4-0 (12) 周'知;，i= 1，2, ...N'D 式中，Nw为风电场所在节点数量；ND为不与统一潮流控制器直接相连的负荷节点； N'D为与统一潮流控制器直接连接的负荷节点；PW、Qu为发电机节点i的有功、无功出力； ^、为节点i的预测有功、无功负荷的平均值；^/、为节点i的预测有功、无 功出力的平均值；Ui、Uj为节点i和j的节点电压幅值；0Ii为节点i和j的电压相角差；GipBi,为不含统一潮流控制器线路的节点i和j之间导纳的实部和虚部；G'i,、B'。为含 统一潮流控制器线路的节点i和j之间导纳的实部和虚部； 不平衡约束条件包括：(1)发电机出力上下限茲^戶。. <屯. （巧）[00川& ^瓦. (14) i= 1，2, ...Ng (2)节点电压上下限 y,. (15) i= 1，2, ...N (3)线路有功功率上下限 写.</^<巧 （16) i,j= 1，2, . . .N (4)统一潮流控制器变量上下限 T <T<T (1 巧 -I II 、 ，[005。這 <為<為 (18)[005引 gj含Pi含Pi (19) i= 1，2, ...Nu式中，,、山为发电机i的有功出力上下限；每a、Q。为发电机i的无功出力 上下限；:巧、&为节点i的电压幅值上下限；巧,、臣为节点i和J之间线路有功功率的 上下限；fj、L为统一潮流控制器理想变压器变比的上下限；^、尘1为统一潮流控制器 理想变压器移相角的上下限；、立1为统一潮流控制器对地可调电容器容量的上下限；N为节点总数量；N。为统一潮流控制器的数量。[005引上述模型中，控制变量包括发电机有功出力PGi,统一潮流控制器控制变量Ti、 和P1;状态变量包括节点电压U1、线路有功功率Pu。 步骤（3)中，随机最优潮流模型的随机变量表示 '义_巧)|,/。2 ,巧.'本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包含统一潮流控制器的随机最优潮流计算方法，其特征在于，包括以下几个步骤：(1)统一潮流控制器稳态模型采用等效理想变压器模型，即用变压器变比、移相器角度和可调电容器表示统一潮流控制器；(2)根据统一潮流控制器的稳态模型，得到含统一潮流控制器的确定性最优潮流模型，其中，控制变量包括发电机有功功率及无功功率和统一潮流控制器的变压器变比、移相器角度和可调电容器；状态变量包括节点电压和线路功率；(3)负荷和风电功率分别是服从正态分布和威布尔分布的随机变量，基于点估计法将含统一潮流控制器的随机最优潮流模型等效为2S个确定性最优潮流模型，其中S为随机变量的数量；(4)根据2S个确定性最优潮流模型的计算结果，以及负荷和风电功率的概率分布，计算运行费用、节点电压、线路功率以及统一潮流控制器运行状态的概率密度函数，实现随机最优潮流模型的计算。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张宁宇，陈静，刘建坤，周前，胡昊明，朱鑫要，嵇托，
申请(专利权)人：国家电网公司，江苏省电力公司，江苏省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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