一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法技术

本发明专利技术公开了一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法，利用电网初始潮流计算各条线路的负载率，并将负载率归一化计算作为各支路的权重系数，再基于支路开断分布因子计算各条支路的选址适应性指标，最后根据指标数值的大小排序确定统一潮流控制器的推荐安装点。本发明专利技术提供的一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法，具有计算方法简单、计算速度快等优势，可为FACTS装置应用于实际电网的可行性研究及初步设计提供参考。

A method for location of unified power flow controller based on load voltage index

The invention discloses a method for location of UPFC load voltage indicator based on the load rate of each line in the power grid and the initial power flow, load rate is calculated as the normalized weight coefficient of each branch and branch outage distribution factor calculation of each branch location based on adaptive index, according to the order of the size of index value to determine the recommended installation point of unified power flow controller. The invention provides a method for location of the unified power flow controller based on load voltage index, with simple calculation method, calculation speed and other advantages, can provide reference for the feasibility study and preliminary design of FACTS device used in actual power grid.

【技术实现步骤摘要】
一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法
本专利技术涉及一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法，属于柔性交流输电

技术介绍
统一潮流控制器(UPFC)作为柔性交流输电系统(FACTS)的一种，可以有效地调节线路潮流，控制节点电压，提高电力系统安全稳定运行。因此，统一潮流控制器的站址位置，对电力系统影响重大。目前，按照选址优化方法分类，UPFC安装位置的优化方法可大致分为：专家经验法、优先顺序法和数学分析法；但是，以上选址方法大多理论性较强，实际应用性较差，或是仅考虑电网拓扑，并未考虑实际的电网建设条件。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法，包括步骤如下：步骤一：根据电网发电、负荷、网架结构、运行方式数据，应用潮流计算程序计算电网基础潮流；步骤二：根据步骤一计算结果，统计各条支路的负载率，并将负载率进行归一化计算；步骤三：根据步骤一计算结果，统计各母线的电压，并将电压进行标幺化计算；步骤四：在步骤一的基础上，应用潮流计算程序计算各条支路发生N-1故障后电网的潮流；步骤五：根据步骤四计算结果，统计各条支路的负载率，并将负载率进行标幺化计算；步骤六：根据步骤四计算结果，统计各母线的电压，并将电压进行标幺化计算；步骤七：计算各条线路的选址适应性指标；步骤八：对各支路的选址适应性指标进行排序，按指标数值从大到小的顺序优先确定统一潮流控制器的安装支路。作为优选方案，所述步骤二中对于支路i，其负载率为ai，归一化计算后的初始负载率系数为Ai；其中，Ai的计算方法为：其中，AA为电网中所有支路的集合；支路n，其负载率为an；因此，可以得到一个初始负载率A矩阵，具体如下：作为优选方案，所述步骤三中支路i，其两端母线电压为ci-1和ci-2，cBi为支路i两端母线的电压基准值，标幺化计算后可以得到一个初始电压C0矩阵，具体如下：作为优选方案，所述步骤五中，对于支路k断开后，支路i的负载率为bi-k，归一化计算后的负载率系数为Bi-k；其中，Bi-k的计算方法为：其中，若i＝k，则Bi-k＝0，支路n，其负载率为bn；因此，可以得到一个N-1后的负载率B矩阵，具体如下：作为优选方案，所述步骤六中，对于支路k断开后，支路i两端母线电压为ci-1和ci-2，cBi为支路i两端母线的电压基准值，标幺化计算后可以得到一个初始电压C矩阵：C＝[C0C1…Ck…Cn]其中，其中，若k＝0，代表电网全接线方式运行，无N-1支路。作为优选方案，所述步骤七中选址适应性综合指标计算方法为：①设置γ为n×1阶的单位矩阵，即②根据以下公式，得到负载变化率矩阵D③根据以下公式，得到电压变化率矩阵EE＝abs(C1-C0)+abs(C2-C0)+…+abs(Ci-C0)+…+abs(Cn-C0)＝[E1E2]式中，abs定义为矩阵运算后，每个数值均取其绝对值；④对于支路i，其选址适应性指标ω为：ω＝diag(abs(D1+D2+…+Dn)·(E1+E2)T)。有益效果：本专利技术提供的一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法，可以利用电网初始潮流、线路N-1潮流、网络拓扑结构参数，同时结合母线电压的跌落情况，得到选址适应性综合指标，根据指标的大小即可有效筛选出UPFC的推荐安装支路。本专利技术的选址适应性综合指标主要体现了UPFC优先考虑安装于对电网影响较大，包括潮流和电压两方面的影响。仅仅通过静态方式的潮流计算即可得到UPFC的推荐安装地点，具有计算方法简单、计算速度快等优势，可为FACTS装置应用于实际电网的可行性研究及初步设计提供参考。具体实施方式一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法，包括步骤如下：步骤一：根据电网发电、负荷、网架结构、运行方式数据，应用潮流计算程序计算电网基础潮流；步骤二：根据步骤一计算结果，统计各条支路的负载率，并将负载率进行归一化计算；步骤三：根据步骤一计算结果，统计各母线的电压，并将电压进行标幺化计算；步骤四：在步骤一的基础上，应用潮流计算程序计算各条支路发生N-1故障后电网的潮流；步骤五：根据步骤四计算结果，统计各条支路的负载率，并将负载率进行标幺化计算；步骤六：根据步骤四计算结果，统计各母线的电压，并将电压进行标幺化计算；步骤七：计算各条线路的选址适应性指标；步骤八：对各支路的选址适应性指标进行排序，按指标数值从大到小的顺序优先确定统一潮流控制器的安装支路。所述步骤二中对于支路i，其负载率为ai，归一化计算后的初始负载率系数为Ai；其中，Ai的计算方法为：其中，AA为电网中所有支路的集合；支路n，其负载率为an。因此，可以得到一个初始负载率A矩阵，具体如下：所述步骤五中，对于支路k断开后，支路i的负载率为bi-k，归一化计算后的负载率系数为Bi-k；其中，Bi-k的计算方法为：其中，若i＝k，则Bi-k＝0，支路n，其负载率为bn。因此，可以得到一个N-1后的负载率B矩阵，具体如下：所述步骤三中支路i，其两端母线电压为ci-1和ci-2，cBi为支路i两端母线的电压基准值，标幺化计算后可以得到一个初始电压C0矩阵，具体如下：所述步骤六中，对于支路k断开后，支路i两端母线电压为ci-1和ci-2，cBi为支路i两端母线的电压基准值，标幺化计算后可以得到一个初始电压C矩阵：C＝[C0C1…Ck…Cn]其中，其中，若k＝0，代表电网全接线方式运行，无N-1支路。所述步骤七中选址适应性综合指标计算方法为①设置γ为n×1阶的单位矩阵，即②根据以下公式，得到负载变化率矩阵D③根据以下公式，得到电压变化率矩阵EE＝abs(C1-C0)+abs(C2-C0)+…+abs(Ci-C0)+…+abs(Cn-C0)＝[E1E2]式中，abs定义为矩阵运算后，每个数值均取其绝对值。④对于支路i，其选址适应性指标ω为：ω＝diag(abs(D1+D2+…+Dn)·(E1+E2)T)以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出：对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤一：根据电网发电、负荷、网架结构、运行方式数据，应用潮流计算程序计算电网基础潮流；步骤二：根据步骤一计算结果，统计各条支路的负载率，并将负载率进行归一化计算；步骤三：根据步骤一计算结果，统计各母线的电压，并将电压进行标幺化计算；步骤四：在步骤一的基础上，应用潮流计算程序计算各条支路发生N‑1故障后电网的潮流；步骤五：根据步骤四计算结果，统计各条支路的负载率，并将负载率进行标幺化计算；步骤六：根据步骤四计算结果，统计各母线的电压，并将电压进行标幺化计算；步骤七：计算各条线路的选址适应性指标；步骤八：对各支路的选址适应性指标进行排序，按指标数值从大到小的顺序优先确定统一潮流控制器的安装支路。

【技术特征摘要】
1.一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤一：根据电网发电、负荷、网架结构、运行方式数据，应用潮流计算程序计算电网基础潮流；步骤二：根据步骤一计算结果，统计各条支路的负载率，并将负载率进行归一化计算；步骤三：根据步骤一计算结果，统计各母线的电压，并将电压进行标幺化计算；步骤四：在步骤一的基础上，应用潮流计算程序计算各条支路发生N-1故障后电网的潮流；步骤五：根据步骤四计算结果，统计各条支路的负载率，并将负载率进行标幺化计算；步骤六：根据步骤四计算结果，统计各母线的电压，并将电压进行标幺化计算；步骤七：计算各条线路的选址适应性指标；步骤八：对各支路的选址适应性指标进行排序，按指标数值从大到小的顺序优先确定统一潮流控制器的安装支路。2.根据权利要求1所述的一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法，其特征在于：所述步骤二中对于支路i，其负载率为ai，归一化计算后的初始负载率系数为Ai；其中，Ai的计算方法为：其中，AA为电网中所有支路的集合；支路n，其负载率为an；因此，可以得到一个初始负载率A矩阵，具体如下：3.根据权利要求1所述的一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法，其特征在于：所述步骤三中支路i，其两端母线电压为ci-1和ci-2，cBi为支路i两端母线的电压基准值，标幺化计算后可以得到一个初始电压C0矩阵，具体如下：4.根据权利要求1所述的一种基于负载电压指标的统一潮流控制器选址方法，其特征在于：所述步骤五中，对于支路k断开后，支路i的负载率为bi-k，归一化计算后的负载率系数为Bi-k；其中，Bi-k的计算方法为：其中，若i＝k，则Bi-k＝0，支路n，其负载率为bn；因此，可以得到一个N-1后的负载率B矩阵，具体如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：王莹，王震泉，甄宏宁，陈曦，许文超，张曼，郭学英，陆东生，韩超，黄涛，
申请(专利权)人：中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，国网江苏省电力公司经济技术研究院，国网江苏省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32