一种电力系统有功-无功协调优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电力系统有功

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统有功
‑
无功协调优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种电力系统有功
‑
无功协调优化方法及装置，属于电力系统优化运行


技术介绍

[0002]为维持电网的安全稳定运行，系统中装设了统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)、可控移相器等大容量灵活输电系统(FlexibleAC Transmission System,FACTS)装置。FACTS装置在传统交流输电系统的基础上，充分结合电力电子新技术成果与现代控制技术，实现对交流输电系统状态的灵活快速控制，其具有响应速度快、无机械运行部件等优点，可以实现控制潮流、提高电网安全稳定性、提高电网输送能力等功能。
[0003]充分发挥各类FACTS装置的功能，可实现复杂电网环境下的潮流协调控制，提高输电水平，降低网络损耗，综合提升大电网运行的安全稳定性以及经济性。传统的优化方法主要是转化为求解非线性优化问题，而随着FACTS装置等因素的加入，电力系统结构愈发复杂，传统优化方法需要复杂的模型计算，不再适用于含UPFC和移相器电力系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种电力系统有功
‑
无功协调优化方法及装置，解决了
技术介绍
中披露的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种电力系统有功
‑
无功协调优化方法，包括：
[0007]以发电成本和有功网损最小为目标，构建含UPFC与移相器的电力系统有功
‑
无功协调优化模型；
[0008]将电力系统有功
‑
无功协调优化模型转化为马尔可夫决策问题；
[0009]采用DDPG算法求解马尔可夫决策问题，获得UPFC和移相器的优选协调控制策略；
[0010]根据UPFC和移相器的优选协调控制策略，进行电力系统有功
‑
无功协调优化。
[0011]电力系统有功
‑
无功协调优化模型的约束条件包括节点功率平衡方程约束；
[0012]对于加入UPFC的线路，在线路两端的节点功率平衡方程中加入UPFC附加注入功率；
[0013]对于加入移相器的线路，在线路两端的节点功率平衡方程中加入移相器附加注入功率。
[0014]电力系统有功
‑
无功协调优化模型的目标函数为：
[0015][0016][0017]其中，f1为发电成本，f2为有功网损，n
g
为电力系统发电机数量，n
b
为电力系统负荷
数量，P
Gi1
为第i1台发电机的有功，P
Di2
为第i2个负荷的有功，a
2i1
、a
1i1
、a
0i1
为第i1台发电机的发电费用系数。
[0018]对于加入UPFC的线路，在线路两端的节点功率平衡方程为：
[0019][0020]其中，P
Gi
为第i个节点上发电机发出的有功，Q
Gi
为第i个节点上发电机发出的无功，P
Di
为第i个节点上负荷的有功，Q
Di
为第i个节点上负荷的无功，P
Gj
为第j个节点上发电机发出的有功，Q
Gj
为第j个节点上发电机发出的无功，P
Dj
为第j个节点上负荷的有功，Q
Dj
为第j个节点上负荷的无功，P
i(UPFC)
为第i个节点上UPFC附加注入有功，Q
i(UPFC)
为第i个节点上UPFC附加注入无功，U
i
为第i个节点的电压，P
j(UPFC)
为第j个节点上的UPFC附加注入有功，Q
j(UPFC)
为第j个节点上的UPFC附加注入无功，U
j
为第j个节点的电压，n为电力系统节点数量，g
ij
为线路i
‑
j的电导，b
ij
为线路i
‑
j的电纳，θ
ij
为第i个节点与第j个节点的电压相角差；
[0021][0022]其中，U
s
为UPFC等效串联电压源幅值，θ
s
为UPFC等效串联电压源相角，θ
i
为第i个节点的电压相角，θ
j
为第j个节点的电压相角，I
q
为UPFC等效并联电流源正交分量。
[0023]对于加入移相器的线路，在线路两端的节点功率平衡方程为：
[0024][0025]其中，P
Gi
为第i个节点上发电机发出的有功，Q
Gi
为第i个节点上发电机发出的无
功，P
Di
为第i个节点上负荷的有功，Q
Di
为第i个节点上负荷的无功，P
Gj
为第j个节点上发电机发出的有功，Q
Gj
为第j个节点上发电机发出的无功，P
Dj
为第j个节点上负荷的有功，Q
Dj
为第j个节点上负荷的无功，P
Ti
为第i个节点上移相器附加注入有功，Q
Ti
为第i个节点上UPFC附加注入无功，U
i
为第i个节点的电压，U
j
为第j个节点的电压，n为电力系统节点数量，，g
ij
为线路i
‑
j的电导，b
ij
为线路i
‑
j的电纳，θ
ij
为第i个节点与第j个节点的电压相角差；
[0026][0027]其中，为移相器的移相角。
[0028]将电力系统有功
‑
无功协调优化模型有功
‑
无功协调优化模型转化为马尔可夫决策问题，包括：
[0029]将待协调优化控制的发电机机组、UPFC以及移相器视作智能体、整个电力系统视作环境、电力系统有功
‑
无功协调优化模型中的状态变量视为状态空间、电力系统有功
‑
无功协调优化模型中的可调节变量的调整量视为动作空间，构建用于衡量决策优劣的奖励函数；
[0030]其中，视为状态空间的状态变量包括有功、无功、电压幅值、电压相角；视为动作空间的调整量包括UPFC等效电压源幅值、UPFC相角调整量、UPFC等效电流源正交分量调整量、以及移相器的移相角调整量。
[0031]奖励函数为：
[0032]r
t
＝
‑
(α1f1+α2f2+α3φ
i
)
[0033]其中，r
t
为奖励值，f1为发电机成本，f2为有功网损，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统有功
‑
无功协调优化方法，其特征在于，包括：以发电成本和有功网损最小为目标，构建含UPFC与移相器的电力系统有功
‑
无功协调优化模型；将电力系统有功
‑
无功协调优化模型转化为马尔可夫决策问题；采用DDPG算法求解马尔可夫决策问题，获得UPFC和移相器的优选协调控制策略；根据UPFC和移相器的优选协调控制策略，进行电力系统有功
‑
无功协调优化。2.根据权利要求1所述的一种电力系统有功
‑
无功协调优化方法，其特征在于，电力系统有功
‑
无功协调优化模型的约束条件包括节点功率平衡方程约束；对于加入UPFC的线路，在线路两端的节点功率平衡方程中加入UPFC附加注入功率；对于加入移相器的线路，在线路两端的节点功率平衡方程中加入移相器附加注入功率。3.根据权利要求2所述的一种电力系统有功
‑
无功协调优化方法，其特征在于，电力系统有功
‑
无功协调优化模型的目标函数为：无功协调优化模型的目标函数为：其中，f1为发电成本，f2为有功网损，n
g
为电力系统发电机数量，n
b
为电力系统负荷数量，P
Gi1
为第i1台发电机的有功，P
Di2
为第i2个负荷的有功，a
2i1
、a
1i1
、a
0i1
为第i1台发电机的发电费用系数。4.根据权利要求2所述的一种电力系统有功
‑
无功协调优化方法，其特征在于，对于加入UPFC的线路，在线路两端的节点功率平衡方程为：其中，P
Gi
为第i个节点上发电机发出的有功，Q
Gi
为第i个节点上发电机发出的无功，P
Di
为第i个节点上负荷的有功，Q
Di
为第i个节点上负荷的无功，P
Gj
为第j个节点上发电机发出的有功，Q
Gj
为第j个节点上发电机发出的无功，P
Dj
为第j个节点上负荷的有功，Q
Dj
为第j个节点上负荷的无功，P
i(UPFC)
为第i个节点上UPFC附加注入有功，Q
i(UPFC)
为第i个节点上UPFC附加注入无功，P
j(UPFC)
为第j个节点上的UPFC附加注入有功，Q
j(UPFC)
为第j个节点上的UPFC附加注入无功，U
i
为第i个节点的电压，U
j
为第j个节点的电压，n为电力系统节点数量，g
ij
为线路i
‑
j的电导，b
ij
为线路i
‑
j的电纳，θ
ij
为第i个节点与第j个节点的电压相角差；
其中，U
s
为UPFC等效串联电压源幅值，θ
s
为UPFC等效串联电压源相角，θ
i
为第i个节点的电压相角，θ
j
为第j个节点的电压相角，I
q
为UPFC等效并联电流源正交分量。5.根据权利要求2所述的一种电力系统有功
‑
无功协调优化方法，其特征在于，对于加入移相器的线路，在线路两端的节点功率平衡方程为：其中，P
Gi
为第i个节点上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁宇，李群，李铮，林金娇，李鹏，高磊，贾勇勇，陈静，刘建，嵇建飞，
申请(专利权)人：江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：