针对安装于并联线路的IPFC的建模及迭代过程制造技术

针对安装于并联线路的IPFC的建模及迭代过程，其建模方法通过在安装IPFC的并联线路1、2以及并联线路3、4中增加虚拟母线j

Modeling and Iterative Process of IPFC Installed on Parallel Lines

Aiming at the modeling and iteration process of IPFC installed on parallel lines, the method of modeling is to add virtual bus J to parallel lines 1, 2 and 3, 4 by installing IPFC.

【技术实现步骤摘要】
针对安装于并联线路的IPFC的建模及迭代过程
本专利技术涉及电力系统运行分析和仿真
，特别是涉及针对安装于并联线路的IPFC的建模及迭代过程。
技术介绍
线间潮流控制器(InterlinePowerFlowController，IPFC)与统一潮流控制器(UnifiedPowerFlowController，UPFC)一样，都是第三代FACTS器件的典型代表。相较于UPFC而言，IPFC是一种功能更为全面和强大的FACTS控制装置。一方面，它不仅能够同UPFC一样直接控制串联部分所安装输电线路上的潮流，还能够实现线路间的功率交换，从而控制不同线路之间的潮流；另一方面，UPFC在控制自身安装线路潮流时有可能会导致临近重载线路潮流越限，而IPFC控制潮流具有定向的特点，可将重载线路潮流定向、定量地“搬运”至临近轻载线路，减少对其他线路的潮流影响。除此之外，由于IPFC通过直流母线传输功率，其有功功率的传输是异步的。所以IPFC甚至可以对两条有着任意相角关系、属于不同系统的线路进行潮流控制。综上，IPFC能够灵活控制电力系统的有功、无功、电压、阻抗和功角，便于优化系统运行、提高系统暂态稳定性，具有非常广阔的应用前景。目前，对含IPFC的系统进行潮流计算时，常采用等效功率注入法。用牛顿—拉夫逊法求解含有控制目标的潮流方程时，需要对传统潮流方程的雅克比矩阵进行修改，若采用功率注入法，则可以较好地解决这个问题，它将IPFC对系统的影响等效到对应线路的两侧节点上，这样可在不修改原来节点导纳阵的情况下嵌入IPFC模型，最大限度地利用传统潮流计算中雅克比矩阵形成的公式和经验。然而由于国内线路的复杂程度更高，220kV及以上网架大多为并联双回线甚至多回线结构，传统IPFC功率注入建模方法直接将IPFC等效的注入功率注入到IPFC所在线路两端的母线，这样将无法正确反映IPFC所在并联线路控制目标不一样时并联的每回线路的潮流，影响IPFC控制的灵活性与仿真分析时的准确性。
技术实现思路
为了解决问题，本专利技术提供针对安装于并联线路的IPFC的建模及迭代过程，本专利技术所述的IPFC建模方法适用于我国并联双回线路结构的电网中安装的IPFC的建模，能够正确反映IPFC所在并联线路控制目标不一样时并联的每回线路的潮流，在进行电力系统仿真研究时，采用本专利技术提供的方法进行IPFC建模，能够完整实现IPFC的控制功能，并且更加接近实际情况，为达此目的，本专利技术提供针对安装于并联线路的IPFC的建模，其特征在于：所需建模IPFC安装于并联线路中：IPFC串联侧耦合变压器Tse1串联在高压线路上，一端与节点i相接，另一端通过输电线路1与节点j相接，串联侧耦合变压器Tse2一端与节点i相接，另一端通过输电线路2与节点j相接，线路1与线路2并联；串联侧耦合变压器Tse3一端与节点i相接，另一端通过输电线路3与节点k相接，串联侧耦合变压器Tse4一端与节点i相接，另一端通过输电线路4与节点k相接，线路3与线路4并联。本专利技术的进一步改进，在安装IPFC的并联线路1、2以及并联线路3、4中增加虚拟母线j1、j2、k1、k2，该虚拟母线安排在线路与IPFC串联耦合变压器之间，非实际存在的母线。本专利技术的进一步改进，将IPFC等效为注入功率注入到实际母线i与虚拟母线j1、j2、k1、k2，所述安装于并联线路的IPFC功率注入模型如下：其中：Vi、θi分别为母线i的电压幅值和相角；Vn、θn分别为线路n(n＝1～4，下同)的虚拟母线的电压幅值和相角；bsen为IPFC在线路n中串联耦合变压器的电纳值；Vsen、θsen压分别为IPFC串联侧变压器的理想电压源电压幅值与相角；Pis、Qis分别是IPFC对母线i的注入有功与无功；Pns、Qns分别是IPFC对线路n的虚拟母线的注入有功与无功。本专利技术的进一步改进，线路n中n＝1～4。本专利技术提供一种针对安装于并联线路的IPFC的建模的迭代过程：1)原有系统状态变量采用平直启动初始条件。通过联立式(5)、(6)、(8)、(9)计算初始的IPFC控制量Vsen和θsen，并通过式(7)、(8)计算初始注入功率；2)将注入功率代入潮流方程，得出新的系统状态变量值；3)将新的系统状态变量代入式(4)、(5)、(6)可以得到新的附加注入功率Pns、Qns、P4s，然后联立求解式(8)、(9)可以得到新的Vsen和θsen的值，进而可以求出Pis、Qis、Q4s的新值；4)将以上新的注入功率和新的系统状态变量的值代入潮流方程，判断是否满足式(10)的收敛条件，如果不满足则进行下一次迭代，返回步骤2)；5)满足潮流收敛条件后迭代结束。本专利技术针对安装于并联线路的IPFC的建模及迭代过程，本专利技术提供的IPFC建模方法，通过增加虚拟母线，并将IPFC等效注入功率注入虚拟母线和IPFC安装侧母线，实现正确反映IPFC所在并联线路控制目标不一样时并联的每回线路的潮流，解决了传统IPFC功率注入法的局限性，在进行电力系统仿真研究时，采用本专利技术提供的建模方法建立模型会使对IPFC控制能力的评估更加的接近实际情况，从而具有更高的可信度。附图说明图1为本专利技术安装在并联线路中的IPFC的结构示意图；图2为本专利技术安装在并联线路中的IPFC模型等值电路；图3为本专利技术所提建模方法的IPFC功率注入模型。图1中的所有Rn、Xn(n＝1～4，下同)均为线路n的线路参数，分别表示线路的电阻和电抗，忽略线路的对地导纳；Vi、Vj、Vk分别为母线i、j、k的电压幅值；θi、θj、θk分别为母线i、j、k的电压相角；为线路n的线路电流；Pn、Qn为线路n的有功潮流与无功潮流；图2中，Vsen∠θsen为线路n中的IPFC串联侧等效的理想电压源；bsen为IPFC所在线路n的串联耦合变压器Tsen的电纳值；V1、V2、V3、V4分别为虚拟母线j1、j2、k1、k2的电压幅值；θ1、θ2、θ3、θ4分别为虚拟母线j1、j2、k1、k2的电压相角；Pni、Qni为线路n母线i端的有功潮流与无功潮流；线路1、2、3为IPFC主控线路，Pnref、Qnref(n＝1～3)分别为其有功潮流与无功潮流控制目标；线路4为IPFC辅控线路，P4ref为其有功潮流控制目标，Q4为辅控线路无功潮流；图3中，Pis、Qis分别是IPFC对节点i的注入有功功率和注入无功功率；Pns、Qns分别为IPFC对线路n的虚拟节点的注入有功功率和注入无功功率；Pni0、Qni0分别为不含IPFC时线路n母线i端的自然潮流；Pnj0、Qnj0分别为不含IPFC时线路n虚拟母线端的自然潮流。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：本专利技术提供针对安装于并联线路的IPFC的建模及迭代过程，本专利技术所述的IPFC建模方法适用于我国并联双回线路结构的电网中安装的IPFC的建模，能够正确反映IPFC所在并联线路控制目标不一样时并联的每回线路的潮流，在进行电力系统仿真研究时，采用本专利技术提供的方法进行IPFC建模，能够完整实现IPFC的控制功能，并且更加接近实际情况。本专利技术是针对安装于并联线路的IPFC的建模及迭代过程，并用该方法推导了其对应的功率注入模型。如图1所示，安装于并联线路的IPFC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.针对安装于并联线路的IPFC的建模，其特征在于：所需建模IPFC安装于并联线路中：IPFC串联侧耦合变压器Tse1串联在高压线路上，一端与节点i相接，另一端通过输电线路1与节点j相接，串联侧耦合变压器Tse2一端与节点i相接，另一端通过输电线路2与节点j相接，线路1与线路2并联；串联侧耦合变压器Tse3一端与节点i相接，另一端通过输电线路3与节点k相接，串联侧耦合变压器Tse4一端与节点i相接，另一端通过输电线路4与节点k相接，线路3与线路4并联。

【技术特征摘要】
1.针对安装于并联线路的IPFC的建模，其特征在于：所需建模IPFC安装于并联线路中：IPFC串联侧耦合变压器Tse1串联在高压线路上，一端与节点i相接，另一端通过输电线路1与节点j相接，串联侧耦合变压器Tse2一端与节点i相接，另一端通过输电线路2与节点j相接，线路1与线路2并联；串联侧耦合变压器Tse3一端与节点i相接，另一端通过输电线路3与节点k相接，串联侧耦合变压器Tse4一端与节点i相接，另一端通过输电线路4与节点k相接，线路3与线路4并联。2.根据权利要求1所述的针对安装于并联线路的IPFC的建模，其特征在于：在安装IPFC的并联线路1、2以及并联线路3、4中增加虚拟母线j1、j2、k1、k2，该虚拟母线安排在线路与IPFC串联耦合变压器之间，非实际存在的母线。3.根据权利要求2所述的针对安装于并联线路的IPFC的建模及迭代过程，其特征在于：将IPFC等效为注入功率注入到实际母线i与虚拟母线j1、j2、k1、k2，所述安装于并联线路的IPFC功率注入模型如下：其中：Vi、θi分别为母线i的电压幅值和相角；Vn、θn分别为线路n(n＝1～4，下同)的虚拟母线的电压幅值和相角；bsen...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁万春，吴熙，陈曦，程亮，汪惟源，黄俊辉，孙文涛，蔡晖，李辰，张群，
申请(专利权)人：国网江苏电力设计咨询有限公司，国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，东南大学，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32